Cardiopulmonary function in two human disorders of the hypoxia-inducible factor (HIF) pathway: von Hippel-Lindau disease and HIF-2 alpha gain-of-function mutation

The hypoxia-inducible factors (HIFs; isoforms HIF-1 alpha, HIF-2 alpha, HIF-3 alpha) mediate many responses to hypoxia. Their regulation is principally by oxygen-dependent degradation, which is initiated by hydroxylation of specific proline residues followed by binding of von Hippel-Lindau (VHL) protein. Chuvash polycythemia is a disorder with elevated HIF. It arises through germline homozygosity for hypomorphic VHL alleles and has a phenotype of hematological, cardiopulmonary, and metabolic abnormalities. This study explores the phenotype of two other HIF pathway diseases: classic VHL disease and HIF-2 alpha gain-of-function mutation. No cardiopulmonary abnormalities were detected in classic VHL disease. HIF-2 alpha gain-of-function mutations were associated with pulmonary hypertension, increased cardiac output, increased heart rate, and increased pulmonary ventilation relative to metabolism. Comparison of the HIF-2 alpha gain-of-function responses with data from studies of Chuvash polycythemia suggested that other aspects of the Chuvash phenotype were diminished or absent. In classic VHL disease, patients are germline heterozygous for mutations in VHL, and the present results suggest that a single wild-type allele for VHL is sufficient to maintain normal cardiopulmonary function. The HIF-2 alpha gain-of-function phenotype may be more limited than the Chuvash phenotype either because HIF-1 alpha is not elevated in the former condition, or because other HIF-independent functions of VHL are perturbed in Chuvash polycythemia.-Formenti, F., Beer, P. A., Croft, Q. P. P., Dorrington, K. L., Gale, D. P., Lappin, T. R. J., Lucas, G. S., Maher, E. R., Maxwell, P. H., McMullin, M. F., O'Connor, D. F., Percy, M. J., Pugh, C. W., Ratcliffe, P. J., Smith, T. G., Talbot, N. P., Robbins, P. A. Cardiopulmonary function in two human disorders of the hypoxia-inducible factor (HIF) pathway: von Hippel-Lindau disease and HIF-2 alpha gain-of-function mutation. FASEB J. 25, 2001-2011 (2011). www.fasebj.org

Loss-of-function mutations in the cathepsin C gene result in periodontal disease and palmoplantar keratosis

Papillon-Lefevre syndrome, or keratosis palmoplantaris with periodontopathia (PLS, MIM 245000), is an autosomal recessive disorder that is mainly ascertained by dentists because of the severe periodontitis that afflicts patients(1,2). Both the deciduous and permanent dentitions are affected, resulting in premature tooth loss. Palmoplantar keratosis, varying from mild psoriasiform scaly skin to overt hyperkeratosis, typically develops within the first three years of life. Keratosis also affects other sites such as elbows and knees. Most PLS patients display both periodontitis and hyperkeratosis. some patients have only palmoplantar keratosis or periodontitis, and in rare individuals the periodontitis is mild and of late onset(3-6). The PLS locus has been mapped to chromosome 11q14-q21 (refs 7-9). Using homozygosity mapping in eight small consanguineous families, we have narrowed the candidate region to a 1.2-cM interval between D11S4082 and D11S931. The gene (CTSC) encoding the lysosomal protease cathepsin C (or dipeptidyl aminopeptidase I) lies within this interval. We defined the genomic structure of CTSC and found mutations in all eight families. In two of these families we used a functional assay to demonstrate an almost total loss of cathepsin C activity in PLS patients and reduced activity in obligate carriers.

The common 'thermolabile' variant of methylene tetrahydrofolate reductase is a major determinant of mild hyperhomocysteinaemia

Mild hyperhomocysteinaemia is a major risk factor for vascular disease and neural tube defects (NTDs), conferring an approximately three-fold relative risk for each condition. It has several possible causes: heterozygosity for rare loss of function mutations in the genes for 5,10-methylene tetrahydrofolate reductase (MTHFR) or cystathionine-beta-synthase (CBS); dietary insufficiency of vitamin co-factors B6, B12 or folates; or homozygosity for a common 'thermolabile' mutation in the MTHFR gene which has also been associated with vascular disease and NTDs. We quantified the contribution of the thermolabile mutation to the hyperhomocysteinaemic phenotype in a working male population (625 individuals). Serum folate and vitamin B12 concentrations were also measured and their relationship with homocysteine status and MTHFR genotype assessed. The homozygous thermolabile genotype occurred in 48.4, 35.5, and 23.4% of the top 5, 10, and 20% of individuals (respectively) ranked by plasma homocysteine levels, compared with a frequency of 11.5% in the study population as a whole, establishing that the mutation is a major determinant of homocysteine levels at the upper end of the range. Serum folate concentrations also varied with genotype, being lowest in thermolabile homozygotes. The MTHFR thermolabile genotype should be considered when population studies are designed to determine the effective homocysteine-lowering dose of dietary folate supplements, and when prophylactic doses of folate are recommended for individuals.

Characterisation of a novel panel of polymorphic microsatellite loci for the liver fluke, Fasciola hepatica, using a next generation sequencing approach

The liver fluke, Fasciola hepatica is an economically important pathogen of sheep and cattle and has been described by the WHO as a re-emerging zoonosis. Control is heavily reliant on the use of drugs, particularly triclabendazole and as a result resistance has now emerged. The population structure of F. hepatica is not well known, yet it can impact on host-parasite interactions and parasite control with drugs, particularly regarding the spread of triclabendazole resistance. We have identified 2448 potential microsatellites from 83Mb of F. hepatica genome sequence using msatfinder. Thirty-five loci were developed and optimised for microsatellite PCR, resulting in a panel of 15 polymorphic loci, with a range of three to 15 alleles. This panel was validated on genomic DNA from 46 adult F. hepatica; 38 liver flukes sourced from a Northwest abattoir, UK and 8 liver flukes from an established isolate (Shrewsbury; Ridgeway Research). Evidence for null alleles was found at four loci (Fh_1, Fh_8, Fh_13 and Fh_14), which showed markedly higher levels of homozygosity than the remaining 11 loci. Of the 38 liver flukes isolated from cattle livers (n=10) at the abattoir, 37 genotypes were identified. Using a multiplex approach all 15 loci could be amplified from several life cycle stages that typically yield low amounts of DNA, including metacercariae, the infective life cycle stage present on pasture, highlighting the utility of this multiplex microsatellite panel. This study reports the largest panel of microsatellite markers available to date for population studies of F. hepatica and the first multiplex panel of microsatellite markers that can be used for several life cycle stages.

The effect of the 'Gait keeper' mutation in the DMRT3 gene on gaiting ability in Icelandic horses

A nonsense mutation in DMRT3 ('Gait keeper' mutation) has a predominant effect on gaiting ability in horses, being permissive for the ability to perform lateral gaits and having a favourable effect on speed capacity in trot. The DMRT3 mutant allele (A) has been found in high frequency in gaited breeds and breeds bred for harness racing, while other horse breeds were homozygous for the wild-type allele (C). The aim of this study was to evaluate further the effect of the DMRT3 nonsense mutation on the gait quality and speed capacity in the multigaited Icelandic horse and demonstrate how the frequencies of the A- and C- alleles have changed in the Icelandic horse population in recent decades. It was confirmed that homozygosity for the DMRT3 nonsense mutation relates to the ability to pace. It further had a favourable effect on scores in breeding field tests for the lateral gait tölt, demonstrated by better beat quality, speed capacity and suppleness. Horses with the CA genotype had on the other hand significantly higher scores for walk, trot, canter and gallop, and they performed better beat and suspension in trot and gallop. These results indicate that the AA genotype reinforces the coordination of ipsilateral legs, with the subsequent negative effect on the synchronized movement of diagonal legs compared with the CA genotype. The frequency of the A-allele has increased in recent decades with a corresponding decrease in the frequency of the C-allele. The estimated frequency of the A-allele in the Icelandic horse population in 2012 was 0.94. Selective breeding for lateral gaits in the Icelandic horse population has apparently altered the frequency of DMRT3 genotypes with a predicted loss of the C-allele in relatively few years. The results have practical implications for breeding and training of Icelandic horses and other gaited horse breeds.

Effect of C282Y Genotype on Self-Reported Musculoskeletal Complications in Hereditary Hemochromatosis

OBJECTIVE: Arthropathy that mimics osteoarthritis (OA) and osteoporosis (OP) is considered a complication of hereditary hemochromatosis (HH). We have limited data comparing OA and OP prevalence among HH patients with different hemochromatosis type 1 (HFE) genotypes. We investigated the prevalence of OA and OP in patients with HH by C282Y homozygosity and compound heterozygosity (C282Y/H63D) genotype. METHODS: A total of 306 patients with HH completed a questionnaire. Clinical and demographic characteristics and presence of OA, OP and related complications were compared by genotype, adjusting for age, sex, body mass index (BMI), current smoking and menopausal status. RESULTS: In total, 266 of the 306 patients (87%) were homozygous for C282Y, and 40 (13%) were compound heterozygous. The 2 groups did not differ by median age [60 (interquartile range [IQR] 53 to 68) vs. 61 (55 to 67) years, P=0.8], sex (female: 48.8% vs. 37.5%, P=0.18) or current smoking habits (12.4% vs. 10%, P=0.3). As compared with compound heterozygous patients, C282Y homozygous patients had higher median serum ferritin concentration at diagnosis [1090 (IQR 610 to 2210) vs. 603 (362 to 950) µg/L, P<0.001], higher median transferrin saturation [80% (IQR 66 to 91%) vs. 63% (55 to 72%), P<0.001]) and lower median BMI [24.8 (22.1 to 26.9) vs. 26.2 (23.5 to 30.3) kg/m2, P<0.003]. The overall prevalence of self-reported OA was significantly higher with C282Y homozygosity than compound heterozygosity (53.4% vs. 32.5%; adjusted odds ratio [aOR] 2.4 [95% confidence interval 1.2-5.0]), as was self-reported OP (25.6% vs. 7.5%; aOR 3.5 [1.1-12.1]). CONCLUSION: Patients with C282Y homozygosity may be at increased risk of musculoskeletal complications of HH.

β-Arrestin2 influences the response to methadone in opioid-dependent patients.

β-Arrestin2 (ARRB2) is a component of the G-protein-coupled receptor complex and is involved in μ-opioid and dopamine D(2) receptor signaling, two central processes in methadone signal transduction. We analyzed 238 patients in methadone maintenance treatment (MMT) and identified a haplotype block (rs34230287, rs3786047, rs1045280 and rs2036657) spanning almost the entire ARRB2 locus. Although none of these single nucleotide polymorphisms (SNPs) leads to a change in amino-acid sequence, we found that for all the SNPs analyzed, with exception of rs34230287, homozygosity for the variant allele confers a nonresponding phenotype (n=73; rs1045280C and rs2036657G: OR=3.1, 95% CI=1.5-6.3, P=0.004; rs3786047A: OR=2.5, 95% CI=1.2-5.1, P=0.02) also illustrated by a 12-fold shorter period of negative urine screening (P=0.01). The ARRB2 genotype may thus contribute to the interindividual variability in the response to MMT and help to predict response to treatment.

VAX1 mutation associated with microphthalmia, corpus callosum agenesis and orofacial clefting-the first description of a VAX1 phenotype in humans.

Vax1 and Vax2 have been implicated in eye development and the closure of the choroid fissure in mice and zebrafish. We sequenced the coding exons of VAX1 and VAX2 in 70 patients with anophthalmia/microphthalmia. In VAX1, we observed homozygosity for two successive nucleotide substitutions c.453G>A and c.454C>A, predicting p.Arg152Ser, in a proband of Egyptian origin with microphthalmia, small optic nerves, cleft lip/palate and corpus callosum agenesis. This mutation affects an invariant residue in the homeodomain of VAX1 and was absent from 96 Egyptian controls. It is likely that the mutation results in a loss of function, as the mutation results in a phenotype similar to the Vax1 homozygous null mouse. We did not identify any mutations in VAX2. This is the first description of a phenotype associated with a VAX1 mutation in humans and establishes VAX1 as a new causative gene for anophthalmia/microphthalmia. ©2011 Wiley Periodicals, Inc.

Renal failure after high-dose methotrexate in a child homozygous for MTHFR C677T polymorphism

We report the case of an 11-year-old female treated for mediastinal T-cell lymphoma who presented renal failure following the second cycle of high-dose methotrexate (HDMTX). Because of life threatening plasma methotrexate (MTX) levels, carboxypeptidase G2 (CPDG2) was administered resulting in a dramatic decrease within 1 hr. The patient recovered from renal failure and no other side effects were observed. Homozygosity for the methylentetrahydrofolate reductase (MTHFR) C677T polymorphism diagnosed by molecular genetic analysis was the only explanation for this toxicity.

A novel mutation in the sulfate transporter gene SLC26A2 (DTDST) specific to the Finnish population causes de la Chapelle dysplasia.

BACKGROUND: Mutations in the sulfate transporter gene SLC26A2 (DTDST) cause a continuum of skeletal dysplasia phenotypes that includes achondrogenesis type 1B (ACG1B), atelosteogenesis type 2 (AO2), diastrophic dysplasia (DTD), and recessive multiple epiphyseal dysplasia (rMED). In 1972, de la Chapelle et al reported two siblings with a lethal skeletal dysplasia, which was denoted "neonatal osseous dysplasia" and "de la Chapelle dysplasia" (DLCD). It was suggested that DLCD might be part of the SLC26A2 spectrum of phenotypes, both because of the Finnish origin of the original family and of radiographic similarities to ACG1B and AO2. OBJECTIVE: To test the hypothesis whether SLC26A2 mutations are responsible for DLCD. METHODS: We studied the DNA from the original DLCD family and from seven Finnish DTD patients in whom we had identified only one copy of IVS1+2T>C, the common Finnish mutation. A novel SLC26A2 mutation was found in all subjects, inserted by site-directed mutagenesis in a vector harbouring the SLC26A2 cDNA, and expressed in sulfate transport deficient Chinese hamster ovary (CHO) cells to measure sulfate uptake activity. RESULTS: We identified a hitherto undescribed SLC26A2 mutation, T512K, homozygous in the affected subjects and heterozygous in both parents and in the unaffected sister. T512K was then identified as second pathogenic allele in the seven Finnish DTD subjects. Expression studies confirmed pathogenicity. CONCLUSIONS: DLCD is indeed allelic to the other SLC26A2 disorders. T512K is a second rare "Finnish" mutation that results in DLCD at homozygosity and in DTD when compounded with the milder, common Finnish mutation.

Caractérisation clinique et génétique d’une famille canadienne-française atteinte de la neuropathie héréditaire sensitive avec rétinite pigmentaire et ataxie

La complexité de l’étude des neuropathies héréditaires provient de leur hétérogénéité clinique et génétique et de la diversité des fibres composant les nerfs périphériques. Cette complexité se reflète dans les nombreuses classifications différentes. Les neuropathies héréditaires se classifient entre autres selon leur mode de transmission et leur atteinte sensitive, autonomique et motrice. Les neuropathies héréditaires sensitives et autonomiques (NHSA) se présentent avec une perte de la sensation distale aux membres, accompagnée d’autres manifestations selon le type de NHSA. L’étude des NHSA est facilitée lorsqu’il existe des grappes de familles originaires de régions du Québec où des effets fondateurs pour des maladies récessives ont déjà été identifiés. Nous avons recruté une grande famille canadienne-française originaire de Paspébiac dans la Baie-des-Chaleurs dans laquelle nous avons identifié quatre cas atteints d’une neuropathie héréditaire sensitive avec rétinite pigmentaire et ataxie (NHSRPA). Nous avons émis l’hypothèse que nous étions en présence d’une nouvelle forme de neuropathie héréditaire sensitive récessive à effet fondateur. Afin d’identifier la position chromosomique du gène muté responsable de la NHSRPA, nous avons tout d’abord complété un criblage du génome en génotypant des marqueurs microsatellites «single tandem repeat» (STR) sur des individus clés et nous avons ensuite procédé à une analyse de liaison génétique paramétrique. Ces études nous ont permis de lier cette famille au chromosome 1 et de définir un premier intervalle candidat de 6,7 Mb. Grâce à un génotypage de marqueurs «single nucleotide polymorphism» (SNP), nous avons réduit l’intervalle candidat à 5,3 Mb au locus 1q32,2-q32,3. Cette région contient 44 gènes candidats. Une revue plus fine de la littérature a fait ressortir qu’une famille espagnole et une américaine de souche hollandaise souffrant de la même maladie avaient déjà été liées au même locus. L’origine possiblement basque de notre famille gaspésienne nous a poussé à comparer l’haplotype porteur avec celui de la famille espagnole qui, quoi que gitane, provient du pays basque espagnol. Ces travaux ont démontré le partage d’une région de 203 kb. Afin de rétrécir davantage notre intervalle candidat, nous avons comparé les haplotypes des cas entre les deux familles et nous avons identifié un dernier intervalle candidat de 60 SNP au locus 1q32,3. Cette région ne contient que quatre gènes candidats dont le plus intéressant est le gène «activating transcription factor» (ATF3). À ce jour, aucune mutation n’a été trouvée dans le gène ATF3 et les gènes FAM71A, BATF3 et NSL1. Des expériences supplémentaires sont nécessaires afin d’identifier le gène muté responsable de la NHSRPA.

Exclusion de liaison génétique au locus SPAX2 de cas canadiens-français d’ataxie spastique

Les ataxies héréditaires sont des désordres neuro-dégénératifs qui causent une ataxie comme symptôme primaire; soit une perte de coordination des mouvements volontaires, un sens de l’équilibre déficient et un trouble à la motricité. Elles forment un groupe cliniquement et génétiquement hétérogène. De ce fait, de nombreuses classifications existent basées sur différents critères. Cependant, le consensus actuel veut que le mode de transmission soit le critère premier de classement. On estime la prévalence mondiale des ataxies héréditaires à 6/100 000 bien que ce nombre diffère entre régions. C’est le cas du Québec où la structuration historique du bassin génétique canadien-français a menée à des effets fondateurs régionaux, ce qui a eu comme conséquence de hausser la prévalence régionale de certaines maladies. L’Acadie est également une région canadienne-française avec des effets fondateurs où le taux de prévalence de certaines ataxies héréditaires est plus élevé. Nous avons recruté huit familles canadiennes-françaises provenant de diverses régions du Québec, ayant un lien génétique plus ou moins rapproché avec l’Acadie, dans lesquelles nous avons observé dix cas d’une forme d’ataxie spastique autosomique récessive relativement légère qui a résistée à l’analyse des gènes d’ataxies connues. Nous avons émis l’hypothèse d’être en présence d’une nouvelle forme d’ataxie à effet fondateur pour la population canadienne-française. Afin d’identifier le gène muté responsable de cette ataxie, un criblage génomique des marqueurs SNP pour les individus recrutés fut effectué. Puis, par cartographie de l’homozygotie, une région de 2,5 Mb fut identifiée sur le chromosome 17p13 dans une famille. Une revue de la littérature nous a permis de constater, qu’en 2007, quatre familles nord-africaines atteintes d’une ataxie dénommée SPAX2 qui présentaient des manifestations cliniques semblables avaient déjà été liées au même locus sur le chromosome 17. Afin de supporter notre hypothèse que les malades étaient porteurs de deux copies de la même mutation fondatrice et de cartographier plus finement notre région d’intérêt, les haplotypes de tous les atteints de nos huit familles furent étudiés. Nous avons établie qu’un intervalle de 200 kb (70 SNP), soit du marqueur rs9900036 à rs7222052, était partagé par tous nos participants. Les deux gènes les plus prometteurs des 18 se trouvant dans la région furent séquencés. Aucune mutation ne fut trouvée dans les gènes SLC25A11 et KIF1C. Par la suite, une analyse de liaison génétique stricte avec calcul de LOD score nous a permis d’exclure ce locus de 200 kb comme étant celui porteur du gène muté causant l’ataxie dans la majorité de nos familles. Nous avons donc conclus que malgré qu’une famille soit homozygote pour une grande région du chromosome 17, l’absence d’Informativité des marqueurs SNP dans la région de 200 kb fut responsable de l’apparent partage d’haplotype homozygote. Le travail reste donc entier afin d’identifier les mutations géniques responsables de la présentation ataxique chez nos participants de souche acadienne.

Identification du gène Anoctamine 5 responsable d'une nouvelle forme récessive de dystrophie musculaire des ceintures

Les dystrophies musculaires des ceintures (ou limb-girdle muscular dystrophy, LGMD) sont un groupe hétérogène de dystrophies musculaires chez l’adulte et sont définies par une atrophie et une faiblesse progressive qui surviennent dans les muscles proximaux. Chez une cohorte canadienne-française, nous avons précédemment décrit une nouvelle forme récessive, désignée LGMD2L et marquée par une atrophie asymétrique du quadriceps, que nous avions cartographiée au chromosome 11p12-p13 grâce à des analyses de liaison. L’objectif de ce projet de thèse était de raffiner l’intervalle candidat, puis d’identifier et de caractériser le gène muté responsable de la LGMD2L. Grâce à une cartographie par homozygotie de polymorphismes de nucléotide simple (SNPs) réalisée sur une grande famille consanguine, nous avons redéfini l’intervalle candidat à une région du chromosome 11p14.3-p15.1. Par séquençage de l’ADN génomique et complémentaire au gène Anoctamine 5 (ANO5) inclus dans cet intervalle, nous avons identifié trois mutations, chez autant de familles: une substitution créant un site d’épissage aberrant, une insertion d’un nucléotide et une mutation faux-sens. Les deux premières mutations étaient associées à une hausse de la dégradation de l’ARN messager médiée par une troncation prématurée. Nous avons également identifié des mutations ANO5 chez une seconde dystrophie musculaire de type distal cartographiant au même locus que la LGMD2L, nommée MMD3, et dont la manifestation initiale était une faiblesse des mollets, mais qui pouvait progresser vers une atrophie des quadriceps. Une réparation membranaire défective avait été observée chez les fibroblastes de deux patients MMD3, suggérant un rôle pour ANO5 dans ce mécanisme. La localisation et la fonction d’ANO5 dans le muscle sont inconnues, mais cette protéine fait partie d’une famille conservée de protéines à huit domaines transmembranaires, les Anoctamines, dont certains membres sont des transporteurs chloriques activés par le calcium. Les résultats de nos études d’immunofluorescence suggèrent qu’ANO5 se localise peu au sarcolemme, mais plutôt à une structure intracellulaire qui suit la ligne Z des myofibrilles. De façon étonnante, cette localisation était préservée chez un patient LGMD2L porteur homozygote de la mutation d’épissage, en dépit du fait que cette dernière était considérée comme une mutation nulle. Néanmoins, nous avons identifié un épissage alternatif de l’exon 15 qui se produisait sur une proportion des transcrits porteurs de la mutation d’épissage, ce qui rétablirait le cadre de lecture, soulignant la complexité de la régulation de l’épissage d’ANO5 et laissant croire que la LGMD2L pourrait être causée par une perte de fonction partielle, et non complète, d’ANO5. Des études subséquentes par des groupes européens ont montré que les anoctaminopathies 5 sont une cause fréquente de dystrophies musculaires des ceintures chez l’adulte. Notre découverte de mutations au gène Anoctamine 5 a mis en évidence une nouvelle classe de protéines importantes pour la biologie du muscle et a ouvert la voie à de nouvelles pistes pour étudier les mécanismes par lesquels un défaut de réparation membranaire progresse en une dystrophie musculaire.

Identification et caractérisation d’une souris mutante Skam26Jus comme un nouveau modèle des anomalies du tube neural

Les anomalies du tube neural (ATN) sont des malformations congénitales très fréquentes chez l’humain en touchant 1-2 nouveau-nés sur 1000 naissances. Elles résultent d’une fermeture incomplète du tube neural lors de l’embryogenèse. L’étiologie des ATN est complexe impliquant des facteurs environnementaux et des facteurs génétiques. La souris représente un outil puissant afin de mieux comprendre la génétique des ATN. Particulièrement, la souris modèle a impliqué fortement la voie de la polarité cellulaire planaire (PCP) dans ces malformations. Dans cette étude, nous avons identifié et caractérisé une nouvelle souris mutante, Skam26Jus dans le but d’identifier un nouveau gène causant les ATN. Skam26Jus a été générée par l’agent mutagène N-Ethyl-N-Nitrosuera. Cette souris est caractérisée par une queue en forme de boucle ou de crochet, soit un phénotype associé aux ATN. La complémentation génétique de la souris Skam26Jus avec une souris mutante d’un gène de la voie PCP Vangl2 (Looptail) a montré une interaction génétique entre le gène muté chez Skam26Jus et Vangl2, suggérant que ces deux gènes fonctionnent dans des voies de signalisation semblables ou parallèles. Un total de 50% des embryons doubles hétérozygotes avec un phénotype de la queue présentent un spina bifida. La cartographie par homozygotie du génome entier suivie par un clonage positionnel a permis d’identifier Lrp6 comme le gène muté chez Skam26Jus. Une mutation homozygote, p.Ile681Arg, a été identifiée dans Lrp6 chez les souris ayant une queue en boucle/crochet. Cette mutation était absente dans 30 souches génétiques pures indiquant que cette mutation est spécifique au phénotype observé. Une étude de phénotype-génotype évalue la pénétrance à 53 % de la mutation Ile681Arg. Lrp6 est connu pour activer la voie canonique Wnt/β-caténine et inhiber la voie non canonique Wnt/PCP. Le séquençage de la région codante et de la jonction exon-intron de LRP6 chez 268 patients a mené à l’identification de quatre nouvelles rares mutations faux sens absentes chez 272 contrôles et de toutes les bases de données publiques. Ces mutations sont p.Tyr306His ; p.Tyr373Cys ; p.Val1386Ile; p.Tyr1541Cys et leur pathogénicité prédite in silico indiquent que p.Val1386Ile est bénigne, et que p.Tyr306Hiset p.Tyr373Cys et p.Tyr1541Cys sont i possiblement dommageables. Les mutations p.Tyr306His, p.Tyr373Cys et p.Tyr1541Cys ont affecté l’habilité de LRP6 d’activer la voie Wnt/β-caténine en utilisant le système rapporteur luciférase de pTOPflash. Nos résultats suggèrent que LRP6 joue un rôle dans le développement des ATN chez une petite fraction de patients ayant une ATN. Cette étude présente aussi Skam26Jus comme un nouveau modèle pour étudier les ATN chez l’humain et fournit un outil important pour comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine des A TN.

Caractérisation génétique d’une forme d’ataxie tardive.

Les ataxies forment un groupe de maladies neurodégénératives qui sont caractérisées par un manque de coordination des mouvements volontaires. Mes travaux ont porté sur une forme d'ataxie à début tardif (LOCA), après l’âge de 50 ans. Les principales caractéristiques cliniques sont: atrophie cérébelleuse à l’IRM (88%), dysarthrie (81%), atrophie du lobe frontal (50%) et nystagmus (52%). La ségrégation dans les familles de cette ataxie est en faveur d’une transmission récessive. Afin d'identifier le gène responsable de LOCA, nous avons recruté 38 patients affectés d'une forme tardive d'ataxie, issus du SLSJ, des Cantons de l’Est ou d’autres régions du Québec. Un premier criblage du génome a été effectué avec des marqueurs microsatellites sur une famille clé. Une analyse de liaison paramétrique nous a suggéré une liaison au chromosome 13 (4.4Mb). Une recherche d’un haplotype partagé entre 17 familles LOCA a diminué la taille de l'intervalle candidat à 1.6Mb, mais l’haplotype s’est avéré fréquent dans la population canadienne-française. Un second criblage du génome avec des marqueurs SNP nous a permis d’évaluer par cartographie d’homozygotie la possibilité qu’une mutation fondatrice partagée dans des sous-groupes de malades. Plusieurs stratégies d'analyse ont été effectuées, entre autre par regroupement régional. Aucun loci candidats ne fut identifié avec confiance. Nous avons donc combiné les données de génotypage avec le séquençage exomique afin d'identifier le gène responsable. L'analyse de six individus atteints nous a permis d'obtenir une liste de variants rare contenant quatre gènes potentiels. Cette analyse doit se poursuivre pour identifier le gène responsable de LOCA.