Recherche de gènes candidats responsables du Syndrome d'Aicardi : Complémentarité des approches expérimentales et bioinformatiques, Candidate gene retrieval for Aicardi Syndrome : Complementarities of the experimental and bioinformatics approaches

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Sous la direction de Philippe Jonveaux
Thèse soutenue le 07 novembre 2007: Nancy 1
Le syndrome d'Aicardi (AiC) est caractérisé par ia triade agénésie du corps calleux, spasmes infantiles et lacunes chorlorétiniennes. Cette triade s'accompagne d'un retard mental souvent sévère. Le syndrome survient chez les filles de façon sporadique, selon un mode d'hérédité dominant lié au chromosome X. Une approche de clonage positionnel n'est donc pas possible puisque aucun cas de transmission familiale n'a été répertorié à ce jour. Une puce génomique spécifique de l'X (résolution théorique de 82 kb) a été utilisée pour cribler le génome de 18 filles AIC à la recherche de variations quantitatives délétères. Aucun variant en nombre de copie (CNV) n'a été impliqué dans la pathologie et nous avons exclu chez les 18 patientes de notre étude les grands réarrangements touchant la totalité du gène FLNA, gène évoqué antérieurement comme candidat fonctionnel. Nous avons alors complété cette stratégie par deux études transcriptomiques. Cette approche vise à sélectionner les gènes dont l'expression diffère entre les filles AIC et des témoins. Initialement à partir d'ARN de 3 lignées cellulaires et d'une puce 22 000 clones (22K) nous avons exclu, a priori, par séquençage 5 gènes candidats: A5MT, M5T4, N5BP1, PLXNB3 et 5YN1. Une deuxième étape a été engagée sur des ARN de prélèvements sanguins de 10 couples fille-mère et une puce 44K afin d'enrichir les données et de pallier à l'influence des lignées cellulaires. Outre la sélection de gènes candidats impliqués dans le syndrome, cette approche est surtout vouée à l'identification des fonctions biologiques dérégulées chez les patientes Aicard!. Les groupements fonctionnels des gènes signatures chez les filles révèlent clairement les effets des facteurs âge, heure de prélèvement, variabilité inter-individuelle. Un groupe de gènes annotés par le terme GO nucléosome semble être influencé par le facteur prise d'antiépileptique . Un logiciel baptisé ACGR (Approach for Candidate Gene Retrieval) a été conçu et prototypé. Le but est de cribler les bases de données biologiques en incluant des données privées (données des puces transcriptomiques) à la recherche des gènes qui, lorsqu'ils sont mutés donnent un phénotype de syndrome d'Aicardi. Par cette approche, les gènes PLXNB3, MADEGl et 5UV39H3 sont trois gènes candidats pour le Syndrome d'Aicardi. Le séquençage de ces trois gènes s'inscrit dans les perspectives à court terme. Ces approches intégratives reflètent l'évolution de nos concepts de recherche passant de la génétique du retard mental à la génomique du retard mental en tenant compte de la multiplicité des réseaux d'interactions et de régulations.
-Syndrome d'Aicardi
-Bioinformatique
-Retard mental
-Chromosome X
-Puces à ADN
Aicardi syndrome (AIC) is a severe X-linked dominant neurodevelopmental disorder a!fecting almost exclusively females. Chief features include infantile spasms, corpus caliosal agenesis, and chorioretinal abnormalities. Aicardi syndrome is a sporadic disorder and hypothesized to he caused by heterozygous mutations in an X Iinked-gene but up to now no defined candidate region on the X chromosome has been identified. Positional candidate gene approach is not possible because no familial case were reported. Eighteen Ale patients were analyzed with a full-coverage X chromosomal BAC arrays. No disease-associated Copy Number Variant was identified and we excluded total deletion and duplication of FLNA gene wich had been previously pointed out as a functional candidate. To complete this approach, 2 microarrays studies were performed to compare gene expression between Ale patients and a pool of healthy patients. The first study, on RNA extracted Irom Iymphoblastoid cell lines isolated between 3 AIC patients used 22k oligonucleotide microarray. For the screened patients, no deleterious mutations were found in the 6 selected candidate genes (ASMT, PLXNB3, MST4, SYN1, SSR4, and NSBP1). The second study was performed with 44k microarray, on RNA directly extracted from 10 AIC patients blood samples. Functional clustering analyses revealed the effects of the factors: age, time of blood sampie extraction, and inter-individual gene expression variance. A group of gene annotated by nucleosome GO term seemed inlluenced by the factor use of antiepileptic drugs. In a last strategy, we proposed a knowledge-guided approach for retrieving disease-specific candidate genes named ACGR (Approach for Candidate Gene Retrieval). Knowledge embedded in expert's definitions of candidate gene was expressed as relations between genes and the disease. These definitions were used for guiding-data modelling and are converted into views on the data which ultimately led to retrieval of sets of candidate genes. Thus PLXNB3, MADEGl and SUV39H3 were selected as candidate genes. The perspectives of our work will include sequencing analysis of these genes. These integrative approaches reflect the evolution of our concepts and allow, with the use of biological pathways, the transition between the genetics of mental retardation to the genomics of mental retardation.
Source: http://www.theses.fr/2007NAN10149/document
Publié le : mardi 25 octobre 2011
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FACULTE DES SCIENCES & TECHNIQUES
 
U.F.R Sciences & Techniques biologiques 
Ecole Doctorale Biologie, Santé et Environnement (BioSE) 
 
 
Thèse 
 
présentée pour l’obtention du titre de 
 
Docteur de l’Université Henri Poincaré, Nancy‐I 
 
Spécialité Génomique 
 
par Saliha YILMAZ 
 
 
 
Recherche de gènes candidats responsables du Syndrome d'Aicardi : 
Complémentarité des approches expérimentales et bioinformatiques 
 
 
 
Soutenue publiquement le 7 Novembre2007  
 
Directeur de thèse : Professeur Philippe JONVEAUX 
 
 
Membres du jury : 
 
Rapporteurs :   Professeur Yves MOREAU 
     Joris Robert VERMEESCH 
Examinateurs :   Docteur Marie‐Dominique DEVIGNES  John Louis McGREGOR Docteur Roberto INCITTI 
    Professeur Bruno LEHEUP Professeur Philippe JONVEAUX 
 
Invité d’honneur :    Professeur Jean AICARDI 
 
 
 
Laboratoire de Génétique Médicale, CHU Nancy‐Brabois, Rue du Morvan, 54511 Vandoeuvre‐lès‐Nancy

A Annick Perroux, ma tata… 
Sans toi ce travail n’existerait pas 
Quel bonheur de t’avoir connue 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A la jolie Anne­Lorène… 
… à toutes les  filles Aicardi de part le monde et aux familles qui ont 
participé à ce projet… 
 Remerciements 
 
Je remercie tout particulièrement  mon Directeur de thèse, le Professeur 
Philippe  Jonveaux.  Merci  de  m’avoir  accueillie  dans  votre  laboratoire,  de 
m’avoir accordé votre confiance et de m’avoir permis de confirmer mon goût 
(devenue passion) pour la génétique humaine. 
 
 Mes  remerciements  vont également à  Christophe Philippe.  Tu  as  été 
présent à chaque fois que j’ai eu besoin de toi, merci pour ta générosité et ton 
altruisme. 
 
Je remercie également Marie‐José Grégoire. Merci de m’avoir fait profiter 
de votre esprit cartésien. Clarté et simplicité … 
 
Toute  ma  profonde  gratitude  pour  Monsieur  Jean  Aicardi.  Merci 
Monsieur de me faire l’honneur de votre présence dans mon jury. 
 
Yves Moreau et Joris Robert Vermeesch m’ont fait l’honneur d’être les 
rapporteurs  de  cette  thèse,  et  je  les  en  remercie,  de  même  que  pour  leur 
participation au Jury.  
 
Bien sur,  je remercierai les deux représentantes de l’équipe orpailleur 
Marie‐Dominique  Devignes  et  Malika  Smaïl‐Tabbone.  Merci  à  vous,  très 
sincèrement je n’ai cessé d’apprendre et j’ai encore soif…  
 
Je tiens à remercier Roberto Incitti pour les conseils stimulants et les 
suggestions enrichissantes que j’ai reçus de sa part.  
 
Je remercie également Bruno Leheup d’avoir accepté de participer au Jury 
de soutenance. Votre savoir m’a toujours impressionnée. Je tiens à dire un grand Merci à John Louis McGregor. Merci de m’avoir si 
naturellement et si gentiment accueillie dans votre équipe à Londres. Je suis 
impatiente  à  l’idée  de  commencer  un  tel  projet  avec  vous  et  Sophie.  Une 
nouvelle aventure dans une nouvelle vie et une ville où, quoi qu’on en dise, il ne 
pleut pas*      * autant qu’à Nancy.
 
J’en profite pour remercier Flo, Marion, Sophie, Chris, Kira  et Thibault 
pour tous les bons moments que nous avons partagés ensemble durant mes 
séjours à Londres. 
Un grand merci à Karène pour sa gentillesse et sa disponibilité. Merci à 
Hervé et Cédric. Et bien sur à Stéphane, un vrai cadeau en tant que premier 
stagiaire… 
 
Et puis, il y a tout ce monde autour de moi, dont beaucoup de personnes 
d’exception. Des personnes que je connaissais ou que j’ai rencontrées et qui ont 
fait que ces années ont été aussi  riches et agréables. 
 
Mes amis de toujours, Eléonore et Manu, Valérie et Gaby. Je suis à la traîne 
mais j’ai presque fini… 
Marie Jo, merci pour ton amitié et ta sincérité. 
Ilham. Je ne désespère pas de te voir un jour chez moi…idem, tu vas me dire… 
Micheline. Toi heureusement que tu es là…et pour beaucoup de monde j’en suis 
sur. 
Aline et son petit bout de chou…qui va bientôt nous rejoindre.  
Merci à Khaled, Cindy, Üstün, Nizar, Adrien, Lazslo…avec qui j’ai partagé cette 
dernière année de thèse si agréable. 
 
Je souhaite remercier toutes les personnes, qui d’une façon ou une autre m’ont 
épaulée : soit au sein du laboratoire de génétique que celui du Loria … grâce à 
leur gentillesse, leur disponibilité et leur compétence, ils m’ont enrichie pour 
mener à bien ce fabuleux projet. 
  
 
 
 
 
 
Merci à mes parents de m’avoir toujours poussé à réaliser ce que je souhaitais 
faire. D’avoir été là, toujours à mes cotés. 
 
Merci à mes frères Okan et  Ozcan. Promis, à l’avenir je serai moins stressée et 
plus disponible. 
 
Merci à ma sœur Sevgi. Tu tombes toujours à pic … merci 
 
 Et merci à mon porte bonheur. Quelle patience tu as… 














Table des matières 
 
Liste des figures...................................................................................................................................................7 
Liste des tableaux ...............................................................................................................................................9 
Abréviations....................................................................................................................................................... 11 
Préambule........................................................................................................................................................... 16 
 
Introduction 
1.  Retard mental .......................................................................................................................................... 19 
1.1.  Définition........................................................................................................................................... 19 
1.2.  Prévalence des RM......................................................................................................................... 20 
1.3.  Etiologie des RM............................................................................................................................. 20 
2.  Retards mentaux liés au chromosome X...................................................................................... 23 
2.1.  Prévalence des RMLX ................................................................................................................... 23 
2.2.  Nosologie ........................................................................................................................................... 24 
2.3.  Etiologie ............................................................................................................................................. 25 
2.4.  Physiopathologie des RMLX ......................................................................................................30 
2.4.1. RMLX et synapse ................................................................................................................... 30 
2.4.2. RMLX, régulation de la transcription et remodelage de la chromatine......... 33 
2.4.3. RMLX et possibilités thérapeutiques............................................................................ 34 
3.  Le Syndrome d’Aicardi......................................................................................................................... 34 
3.1.  Historique.......................................................................................................................................... 34 
3.2.  Spectre clinique .............................................................................................................................. 35 
3.2.1. Les anomalies neurologiques .......................................................................................... 35 
3.2.2. alies oculaires ..................................................................................................... 36 
3.2.3. Les anomalies extra neurologiques............................................................................... 37 
3.2.4. Pronostic et histoire naturelle......................................................................................... 38 
3.2.5. Proposition de critères pour le diagnostic clinique du syndrome d’Aicardi.....
  .................................................................................................................................................      39 
3.3.  Données génétiques...................................................................................................................... 40 
3.3.1. Mode de transmission de la maladie ............................................................................ 40 

 

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