Compensation génétique dans un désordre génomique humain

Elisabeth FLORI, Evelyne SCHMITT

- convulsions, hypocalcémie- absence de thymus- morphologie faciale particulière- pas de malformation cardiaque

Diagnostic clinique de VCFS à la naissance

46, XX.ish del(22)(q11.2q11.2)(TBX1 -)

TBX122q13.3

Observation clinique

observation

- convulsions, hypocalcémie- absence de thymus- morphologie faciale particulière- pas de malformation cardiaque

Diagnostic clinique de VCSF à la naissance

46, XX.ish del(22)(q11.2q11.2)(TBX1 -)

TBX122q13.3

Observation clinique

N2522q13.3

La mère, Nathalie

Le père, Eric

N25

22q13.3

Homogène dans le sang

patient mère père

2 spots rouges 86 /100 1 spot rouge: 14/100

1spot rouge

100 noyaux/100

2 spots rouges

100 /100

Réarrangement en miroir sur les chromosomes 22 ?

FISH sur sang

TBX1

22q13.3

Noyaux interphasiques

Microdélétion 22q11.2

•exemple de désordre génomique humain (Lupski)(changement structural du génome)

•à l’origine du syndrome vélocardiofacial (VCFS) /syndrome de DiGeorge (délétion hémizygote récurrente de 3Mb)

•recombinaisons alléliques non homologues(NAHR)entre les LCR(22q11.21)•habituellement sporadique, mais parfois hérité dans 6 à 28% des cas

LCR-A LCR-B LCR-D

USP18

PRODH

GSCL

HIRA

ARVCF

TBX1ZNF74

UBE2L3

SNAP29

COMT

N25 Tuple1 TBX1

Délétion 3 Mb (90% des patients VCFS) = DGCR

Délétion 1,5 Mb (8% des patients VCFS)

centromère

Del(22)(q11.2): un syndrome microdélétionnel

télomère

Low copy repeat (LCR) = dupliconDGCR=Digeorge critical region

NAHR entre les LCR en 22q11.2

Océane Eric

USP18 2 2

GSCL 1 2

TBX1 1 2

ARVCF 1 2

ZNF74 1 2

SNAP29 1 2

UBE2L3 2 2

LCR-A

LCR-B

LCR-C

LCR-D

Quantification du nombre de copies des gènes de DGCR1) QM-PSF (Dr Pascale Saugier-Veber, Rouen)

Eric est bien porteur d’une dup(22)(q11.2) sur l’un des 22

Dr. P Saugier-VeberPr. T FrébourgRouen, France

Nombre de copies sang

DGCR genes Copy Number: QMPSF

US

P18

AR

VC

F

ZNF7

4

C

UB

E2L

3

TB

X1

GS

CL

SN

AP

29

CU

GB

P2

GA

TA3

patient / témoin

Père / témoin

US

P18

AR

VC

F

ZNF7

4C

UB

E2L

3

TB

X1

GS

CL

SN

AP

29CU

GB

P2

GA

TA3

Etude du niveau d’expression des gènes de la DGCRRT-PCR quantitative

Sang

Cellules mononuclées

ARN

ADNc

RT-PCR quantitative

reverse transcription

RT-PCR=real time PCRQuantification d'un type d'ARN présent dans un échantillon

LCR-A LCR-B LCR-C LCR-D

USP18

DGCR8

centromère télomère

SEPT5

GNB1L

DGCR6L

MED15

Etude du niveau d’expression des gènes de la DGCRRT-PCR quantitative

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Eric Océane

USP18

DGCR8

DGCR6L

Expression par rapport au gène de référence GAPDHADNc de référence = Nathalie

[Gène cible/gène référence] patient

[Gène cible/gène référence] NathalieR =

gènes dupliqués fonctionnels Compensation génique

compensation génique

DGCR genes Expression Level: quantitative RT-PCR

DGCR8 DGCR6LUSP18

No

rmal

ized

rat

io

vers

us

GA

PD

H

Expression, sang

USP18

DGCR8

GSCLHIR

AARVCF

TBX1ZNF74

UBE2L3

SNAP29

DGCR6L

centromere 22q telomere

LCR-A LCR-B LCR-DLCR-C

mèrepèrepatient

Origine de la duplication-délétion chez Eric?

Disomie uniparentale du 22 chez Eric?Eric

ou

Nathalie

Océane

Remaniement à priori homogènedonc très précoce

Normalement

1

1 2 3

D22S420D22S941

D22S264D22S303

D22S257 149 143

2I

II

267

235

169 173

243

1

D22S1174

D22S533 211 203

231233

216

143 149

267

243

173 169

235

231235

223

203 211

223

149243

231

267216

233

169

216

143 149

265

243235

203 195

231

267

208

169

206

140 149

267

245

169 171

243

207 211

233

275

206 216

Pas d’allèle paternel

Non disponible

III

22p11.1

22q11.1

22q11.21

22q11.22

22q11.23

22q12.1

22q12.2

Études marqueurs microsatellites (Gaby)

Pas de disomie uniparentale du 22 chez Eric

Un réarrangement homogène

FISH sur d'autres cellules

• noyaux interphasiques muqueuse buccale

• cultures fibroblastes cutanés

2 spots rouges proches l'un de l'autre

889 /917 (97%)

Noyaux interphasiques

2 spots rouges proches l'un de l'autre

284 /300 (95%)

mitoses jamais de marquage de TBX1 sur les 2 chr 22

pas de lignée cellulaire normale

FISH sur d'autres tissus du père du patient

Muqueuse buccale

Noyaux interphasiques

Fibroblastes cutanés

Mécanisme chromosomique

• réarrangement homogène • recombinaison allélique non homologue (NAHR)• hypothèses

- prézygotique- postzygotique précoce

1) Événement prézygotique

- fécondation entre 1 gamète délété et 1 gamète dupliqué très peu probable

- NAHR + nondisjonction méiotique + UPD(22) par "trisomy rescue" exclusion par l'analyse familiale des microsatellites

Mécanisme

Mécanisme chromosomique

mécanisme

Mécanisme chromosomique

2) Evénement postzygotique précoce

Mosaïque confinée au placenta

mécanisme

Conseil génétique

méiose

Gamètes

Dup22q11.2 Del22q11.2

fécondation

Foetus

Pat Mat

Conseil génétique

+

Conclusions

Conclusions

- Réarrangement en miroir del(22)(q11.2) + dup(22)(q11.2)

- Compensation génique: phénotype normal chez le père de la patiente

- Risque de déséquilibre de 100% pour la descendance

- Investigations cytogénétiques systématiques chez les parents de tout enfant atteint d’un désordre génomique

- Une variation du nombre de copies pourrait expliquer une modification de pénétrance

Remerciements

Département de génétiqueDr. Pascale Saugier-VeberPr. Thierry FrébourgSéverine Fehrenbach

Service de cytogénétique

Service de neurologieDr. Gabrielle Rudolf

Service de génétique médicaleDr. Bérénice Doray

Service de biochimie et de biologie moléculaireDr. Eric Guérin

Service de pédiatrieDr. Pierre Kuhn

Dr Nadège CalmelsDr Françoise Girard-LemaireMathilde ArrivéCatherine GilchEvelyne SchmittEt l'ensemble de l'équipe

La patiente et sa famille

Pr. JR LupskiDr. W GuPr. JS Beckmann

Et aussi…