Recherche et analyse fonctionnelle de variants génétiques associés aux pancréatites chroniques
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Abstract EN:
Introduction: Chronic pancreatitis (CP) is a relapsing inflammatory disease of the pancreas. Over the past 12 years, genetic studies of hereditary, familial, and idiopathic forms of CP have made great progress in defining the disease pathogenesis. Identification of gain-of-function missense and copy number mutations in the PRSS1 gene (encoding the cationic trypsinogen) and loss-of-function variants in the SPINK1 gene (encoding pancreatic secretory trypsin inhibitor (PSTI)), has firmly established the pivotal role of prematurely activated trypsin within the pancreas in the etiology of CP. Aim of the study: As encountered in many disease-associated genes, a major challenge is interpretation of the identified variations in terms of their likely clinical consequences. The main aim of this work was to functionaly analyse all the already described or newly found variations Located in the coding region and the 5’ regulatory region (5’ RR) of the SPINK1 gene. Results: We functionally analyzed 12 5’ RR variations and 10 missense mutations (three Located in the signal peptide whereas the 7 others in the mature peptide). The resulting findings suggested that SPINK1 variations can be divided into three categories, depending upon their localization in the gene. Thus, the 5’ RR variations resulted in a loss of transcription, whereas missense mutations in the signal and mature peptides resulted in an intracellular degradation either by blocking translocation of the pre-peptides into the endoplasmic reticulum or by redirecting the mis-folded mature peptides to cytosolic proteasomes. In addition, a rough correlation between the severity of the functional defect, the genetic findings and the risk to develop CP of each category of variations was observed. Signal peptide mutations are the most deleterious alterations and can cause the hereditary form of CP. Mature peptide mutations lead to a moderate to high loss of function but are almost invariably found in sporadic cases of CP. Finally, 5’ RR variations often result in minor or moderate reduction of gene expression and generally represent a low risk factor. Conclusion: This work was the first to systematically assess the functional impact of the SPINK1 variations in mammalian cell cultures. Our findings clarified the role of the diverse SPINK1 variants in the etiology of CP and resulted in a better understanding of the genotype/phenotype relationship.
Abstract FR:
Introduction : La pancréatite chronique (PC) est une maladie qui se caractérise par une inflammation continue du pancréas et une destruction irréversible du parenchyme pancréatique. Durant les 12 dernières années, les études génétiques réalisées sur les formes héréditaires familiales et idiopathiques de PC ont permis de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie. L’identification de mutations “gain-de-fonction” sur le gène PRSSI (codant le trypsinogène cationique) ou “perte-de- fonction” sur le gène SPINK1 (codant l’inhibiteur pancréatique de la trypsine) ont permis d’établir clairement le rôle central de l’activation intra-pancréatique du trypsinogène dans l’étiologie des PC. But de l’étude: Un des défis majeurs rencontrés dans la PC, comme dans un certain nombre de maladies génétiques, est l’interprétation clinique des différentes variations génétiques associées à la maladie. Dans cette optique, l’objectif principal de notre travail a été d’analyser fonctionnellement toutes les variations déjà décrites ou nouvellement identifiées localisées dans les régions codantes ou dans la région 5’ régulatrice (R5’R) du gène SPINK1. Résultats: Nous avons réalisé l’analyse fonctionnelle de 12 variations de la R5’R et de 10 mutations faux-sens (trois d’entre elles sont localisées sur le peptide signal et les 7 autres sur le peptide mature). Les données que nous avons obtenues suggèrent de classer les mutations de SPINK1 en 3 catégories, dépendamment de leur localisation sur le gène. En effet, les variations de la R5’R entraînent une baisse de la transcription, tandis que les mutations du peptide signal et du peptide mature ont pour conséquence une dégradation intracellulaire de PSTI, soit par blocage de la translocation du pré-peptide dans le réticulum endoplasmique, soit par redirection des peptides mal repliés vers le protéasome. Par ailleurs, il existe une forte corrélation entre la nature des mutations de chaque catégorie et la sévérité de l’atteinte fonctionnelle observée, elle-même directement responsable du risque de PC associé. Ainsi, les mutations du peptide signal représentent les altérations les plus délétères, et peuvent causer les formes héréditaires de la maladie. Les mutations du peptide mature engendrent une perte de fonction modérée à forte, mais sont presque exclusivement rencontrées dans des cas sporadiques de PC. Enfin, les variations de la R5’R mènent souvent à une perte modérée à faible de fonction et représentent un risque faible dans cette pathologie. Conclusion : Cette étude représente le premier effort visant à caractériser de manière systématique l’impact fonctionnel des variations de SPINK1 dans des cellules de mammifère en culture. Les résultats ainsi obtenus ont permis de clarifier le rôle des différents variants de SPINK1 dans l’étiologie des PC, et d’apporter une meilleure compréhension des relations génotype/phénotype dans cette pathologie.