Major Depressive Disorder, Suicidal Ideation, and Suicide Attempt in Twins Discordant for Cannabis Dependence and Early-Onset Cannabis Use

Background: Previous research has reported both a moderate degree of comorbidity between cannabis dependence and major depressive disorder (MDD) and that early-onset cannabis use is associated with increased risks for MDD. Objective: To examine whether associations between both lifetime cannabis dependence and early cannabis use and measures of MDD, suicidal ideation, and suicide attempt persist after controlling for genetic and/or shared environmental influences. Design: Cross-sectional survey of twin pairs discordant for lifetime cannabis dependence and those discordant for early cannabis use. Setting: General population sample of twins (median age, 30 years). Participants: Two hundred seventy-seven same-sex twin pairs discordant for cannabis dependence and 311 pairs discordant for early-onset cannabis use (before age 17 years). Main Outcome Measures: Self-report measures of DSM-IV-defined lifetime MDD, suicidal ideation, and suicide attempt. Results: Individuals who were cannabis dependent had odds of suicidal ideation and suicide attempt that were 2.5 to 2.9 times higher than those of their non-cannabis-dependent co-twin. Additionally, cannabis dependence was associated with elevated risks of MDD in dizygotic but not in monozygotic twins. Those who initiated cannabis use before age 17 years had elevated rates of subsequent suicide attempt (odds ratio, 3.5 [95% confidence interval, 1.4-8.6]) but not of MDD or suicidal ideation. Early MDD and suicidal ideation were significantly associated with subsequent risks of cannabis dependence in discordant dizygotic pairs but not in discordant monozygotic pairs. Conclusions: Comorbidity between cannabis dependence and MDD likely arises through shared genetic and environmental vulnerabilities predisposing to both outcomes. In contrast, associations between cannabis dependence and suicidal behaviors cannot be entirely explained by common predisposing genetic and/or shared environmental predispositions. Previously reported associations between early-onset cannabis use and subsequent MDD likely reflect shared genetic and environmental vulnerabilities, although it remains possible that early-onset cannabis use may predispose to suicide attempt.

Multivariate genetic analysis of cognitive abilities in an adolescent twin sample

The sources of covariation among cognitive measures of Inspection Time, Choice Reaction Time, Delayed Response Speed and Accuracy, and IQ were examined in a classical twin design that included 245 monozygotic (MZ) and 298 dizygotic (DZ) twin pairs. Results indicated that a factor model comprising additive genetic and unique environmental effects was the most parsimonious. In this model, a general genetic cognitive factor emerged with factor loadings ranging from 0.28 to 0.64. Three other genetic factors explained the remaining genetic covariation between various speed and Delayed Response measures with IQ. However, a large proportion of the genetic variation in verbal (54%) and performance (25%) IQ was unrelated to these lower order cognitive measures. The independent genetic IQ variation may reflect information processes not captured by the elementary cognitive tasks, Inspection Time and Choice Reaction Time, nor our working memory task, Delayed Response. Unique environmental effects were mostly nonoverlapping, and partly represented test measurement error.

Multivariate genetic analysis of academic skills of the Queensland Core Skills Test and IQ highlight the importance of genetic g

This study examined the genetic and environmental relationships among 5 academic achievement skills of a standardized test of academic achievement, the Queensland Core Skills Test (QCST; Queensland Studies Authority, 2003a). QCST participants included 182 monozygotic pairs and 208 dizygotic pairs (mean 17 years +/- 0.4 standard deviation). IQ data were included in the analysis to correct for ascertainment bias. A genetic general factor explained virtually all genetic variance in the component academic skills scores, and accounted for 32% to 73% of their phenotypic variances. It also explained 56% and 42% of variation in Verbal IQ and Performance IQ respectively, suggesting that this factor is genetic g. Modest specific genetic effects were evident for achievement in mathematical problem solving and written expression. A single common factor adequately explained common environmental effects, which were also modest, and possibly due to assortative mating. The results suggest that general academic ability, derived from genetic influences and to a lesser extent common environmental influences, is the primary source of variation in component skills of the QCST.

The genetic basis of academic achievement on the Queensland Core Skills Test and its shared genetic variance with IQ

First, this study examined genetic and environmental sources of variation in performance on a standardised test of academic achievement, the Queensland Core Skills Test (QCST) (Queensland Studies Authority, 2003a). Second, it assessed the genetic correlation among the QCST score and Verbal and Performance IQ measures using the Multidimensional Aptitude Battery (MAB), [Jackson, D. N. (1984) Multidimensional Aptitude Battery manual. Port Huron, MI:Research Psychologist Press, Inc.]. Participants were 256 monozygotic twin pairs and 326 dizygotic twin pairs aged from 15 to 18 years (mean 17 years +/- 0.4 [SD]) when achievement tested, and from 15 to 22 years (mean 16 years +/- 0.4 [SD]) when IQ tested. Univariate analysis indicated a heritability for the QCST of 0.72. Adjustment to this estimate due to truncate selection (downward adjustment) and positive phenotypic assortative mating (upward adjustment) suggested a heritability of 0.76 The phenotypic (0.81) and genetic (0.91) correlations between the QCST and Verbal IQ (VIQ) were significantly stronger than the phenotypic (0.57) and genetic (0.64) correlations between the QCST and Performance IQ (PIQ). The findings suggest that individual variation in QCST performance is largely due to genetic factors and that common environmental effects may be substantially accounted for by phenotypic assortative mating. Covariance between academic achievement on the QCST and psychometric IQ (particularly VIQ) is to a large extent due to common genetic influences.

Maternal alcohol use disorder and offspring ADHD: disentangling genetic and environmental effects using a children-of-twins design

Background. Children of alcoholics are significantly more likely to experience high-risk environmental exposures, including prenatal substance exposure, and are more likely to exhibit externalizing problems [e.g. attention deficit hyperactivity disorder (ADHD)]. While there is evidence that genetic influences and prenatal nicotine and/or alcohol exposure play separate roles in determining risk of ADHD, little has been done on determining the joint roles that genetic risk associated with maternal alcohol use disorder (AUD) and prenatal risk factors play in determining risk of ADHD. Method. Using a children-of-twins design, diagnostic telephone interview data from high-risk families (female monozygotic and dizygotic twins concordant or discordant for AUD as parents) and control families targeted from a large Australian twin cohort were analyzed using logistic regression models. Results. Offspring of twins with a history of AUD, as well as offspring of non-AUD monozygotic twins whose co-twin had AUD, were significantly more likely to exhibit ADHD than offspring of controls. This pattern is consistent with a genetic explanation for the association between maternal AUD and increased offspring risk of ADHD. Adjustment for prenatal smoking, which remained significantly predictive, did not remove the significant genetic association between maternal AUD and offspring ADHD. Conclusions. While maternal smoking during pregnancy probably contributes to the association between maternal AUD and offspring ADHD risk, the evidence for a significant genetic correlation suggests: (i) pleiotropic genetic effects, with some genes that influence risk of AUD also influencing vulnerability to ADHD; or (ii) ADHD is a direct risk-factor for AUD.

Heritability and Stability of Resting Blood Pressure in Australian Twins

In Australian twins participating in three different studies (1979-1996), the contribution of genetic and environmental influences to variation in resting systolic (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) was studied. The sample consisted of 368 monozygotic and 335 dizygotic twin pairs with measurements for both individuals. Blood pressure measurements in two studies were available for 115 complete twin pairs, and 49 twin pairs had measurements in three studies. This allowed assessment of blood pressure tracking over an average period of 12 years in the age range of 23 to 45 years. Multivariate analyses showed significant heritability (h(2)) of blood pressure in all studies (SBP h(2) = 19%-56%, DBP h(2) = 37%-52%). In addition, the analyses showed that the blood pressure tracking was explained by the same set of genetic factors. These results replicate an earlier finding in Dutch twins that also showed stability of the contribution of genetic factors to blood pressure tracking.

Genetic Influences on Exercise Participation in 37.051 Twin Pairs from Seven Countries

Background A sedentary lifestyle remains a major threat to health in contemporary societies. To get more insight in the relative contribution of genetic and environmental influences on individual differences in exercise participation, twin samples from seven countries participating in the GenomEUtwin project were used. Methodology Self-reported data on leisure time exercise behavior from Australia, Denmark, Finland, Norway, the Netherlands, Sweden and United Kingdom were used to create a comparable index of exercise participation in each country (60 minutes weekly at a minimum intensity of four metabolic equivalents). Principal Findings Modest geographical variation in exercise participation was revealed in 85,198 subjects, aged 19–40 years. Modeling of monozygotic and dizygotic twin resemblance showed that genetic effects play an important role in explaining individual differences in exercise participation in each country. Shared environmental effects played no role except for Norwegian males. Heritability of exercise participation in males and females was similar and ranged from 48% to 71% (excluding Norwegian males). Conclusions Genetic variation is important in individual exercise behavior and may involve genes influencing the acute mood effects of exercise, high exercise ability, high weight loss ability, and personality. This collaborative study suggests that attempts to find genes influencing exercise participation can pool exercise data across multiple countries and different instruments

How lifetimes shape epigenotype within and across generations

Despite our detailed characterization of the human genome at the level of the primary DNA sequence, we are still far from understanding the molecular events underlying phenotypic variation. Epigenetic modifications to the DNA sequence and associated chromatin are known to regulate gene expression and, as such, are a significant contributor to phenotype. Studies of inbred mice and monozygotic twins show that variation in the epigenotype can be seen even between genetically identical individuals and that this, in some cases at least, is associated with phenotypic differences. Moreover, recent evidence suggests that the epigenome can be influenced by the environment and these changes can last a lifetime. However, we also know that epigenetic states in real-time are in continual flux and, as a result, the epigenome exhibits instability both within and across generations. We still do not understand the rules governing the establishment and maintenance of the epigenotype at any particular locus. The underlying DNA sequence itself and the sequence at unlinked loci (modifier loci) are certainly involved. Recent support for the existence of transgenerational epigenetic inheritance in mammals suggests that the epigenetic state of the locus in the previous generation may also play a role. Over the next decade, many of these processes will be better understood, heralding a greater capacity for us to correlate measurable molecular marks with phenotype and providing the opportunity for improved diagnosis and presymptomatic healthcare.

Birth weight and age at menopause in Australian female twin pairs: exploration of the fetal origin hypothesis

In a twin sample where duration of gestation can be controlled, a specific example of the fetal origins hypothesis concerning association between low birth weight and early age at menopause is explored. The hypothesis is based on the physiologically plausible path from intrauterine growth retardation and reduced numbers of primary follicles to an earlier menopause. The sample comprised 323 Australian female twin pairs where both co-twins had reached menopause naturally and reported on their weight at birth. Regression analysis showed no linear association between the two variables (P = 0.371, r(2) = 0.0009). Intra-pair differences in age at menopause were investigated in the context of relative birth weight of co-twins. In 265 pairs an intra-pair birth a eight difference was reported. In monozygotic (MZ) pairs (n = 168) this allowed for control of genetic effects as well as gestation duration. No significant differences dependent on birth weight relative to co-twin were found for age at natural menopause in either MZ or dizygotic (DZ) twin pairs, even in pairs whose birth weights differed markedly. There was some indication that twins with premature ovarian failure were heavier at birth than twins with normal or later menopausal age. We conclude that the hypothesis that lower birth weight is associated with earlier menopause is not supported by our data.

Twin study of adolescent genetic susceptibility to mosquito bites using ordinal and comparative rating data

Ordinal and comparative rating measures of mosquito attraction and mosquito bite frequency and symptoms were administered in a self-report questionnaire format to a sample of 197 monozygotic and 326 dizygotic Australian adolescent twin pairs at age 12 between 1992 and 1999, in order to investigate the environmental and possibly genetic determinants of variation between individuals. Repeat measures were obtained from the twin pairs at age 14. Ordinal variable measures, although providing some support for genetic effects on mosquito susceptibility, were affected by low repeatability. However, analysis of a comparative rating variable compared with your twin, who is bitten by mosquitoes more often? indicated a strong genetic influence on frequency of being bitten by mosquitoes, with no significant differences observed between males and females. Comparative rating questionnaire items are a potentially valuable tool for complementing and improving the results obtained from more conventional absolute measures. (C) 2000 Wiley-Liss, Inc.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.

Rôle du facteur de transcription PITX1 dans les pathogenèses de l'ostéoporose et des maladies parodontales

L’ostéoporose est une maladie caractérisée par une faible masse osseuse et une détérioration du tissu osseux. Cette condition entraîne une plus grande fragilité osseuse et des risques de fractures. Plusieurs études ont associé l’ostéoporose à la faible densité osseuse des mandibules, à la perte d’attache parodontale, à l’augmentation de la hauteur de la crête alvéolaire et à la chute des dents. Cette étude vise à comprendre les mécanismes sous-jacents cette perte osseuse. En effet, au cours du développement des souris, PITX1 joue un rôle clé dans l'identité des membres postérieurs et dans le bon développement des mandibules et des dents. Son inactivation complète chez la souris mène à un phénotype squelettique sévère. Tandis que, son inactivation partielle provoque des symptômes apparentés à l'arthrose avec une augmentation de la masse osseuse au niveau de l’os cortical et de l’os trabéculaire. Inversement, une étude antérieure chez des jumelles monozygotiques discordantes pour l’ostéoporose, montrent une augmentation d’environ 8.6 fois du niveau d’expression du gène Pitx1 chez la jumelle ostéoporotique. Collectivement, ces données nous ont poussés à investiguer sur le rôle du facteur de transcription PITX1 dans le métabolisme osseux normal et pathologique. Dans ce contexte, des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 sur-exprimant Pitx1 spécifiquement dans le tissu osseux sous le promoteur du collagène de type-I (fragment 2.1kpb) ont été générées et phénotypiquement caractérisées. Ces résultats ont révelé que les souris transgéniques Col1α1-Pitx1 présentaient un phénotype similaire à celui des patients ostéoporotiques accompagné d'une perte de dents et des problèmes dentaires et parodontaux. De plus, cette étude a révélé que la surexpression de Pitx1 induit une altération de l’homéostasie osseuse via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique. Cette hypothèse a été appuyée par le fait que le traitement des souris transgéniques Col1α1-Pitx1 avec du chlorure de lithium, un activateur de la voie Wnt canonique, prévient le phénotype ostéoporotique chez ces souris. Finalement, cette étude établit un rôle crucial de PITX1 dans la régulation de la masse osseuse et une implication possible dans l’ostéoporose et les maladies parodontales via l’inactivation de la voie de signalisation Wnt/β-caténine canonique.

Development and application of sensitive genome-wide platforms to study the genetic and epigenetic (DNA methylation) makeup of gametes and early bovine embryos

Pour ce projet, nous avons développé une plateforme pour l’analyse pangénomique de la méthylation de l’ADN chez le bovin qui est compatible avec des échantillons de petites tailles. Cet outil est utilisé pour étudier les caractéristiques génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN) des gamètes soumis aux procédures de procréation médicalement assisitée et des embryons précoces. Dans un premier temps, une plateforme d’analyse de biopuces spécifiques pour l’étude de la méthylation de l’ADN chez l’espèce bovine a été développée. Cette plateforme a ensuite été optimisée pour produire des analyses pangénomiques de méthylation de l’ADN fiables et reproductibles à partir d’échantillons de très petites tailles telle que les embryons précoces (≥ 10 ng d’ADN a été utilisé, ce qui correspond à 10 blastocystes en expansion). En outre, cet outil a permis d’évaluer de façon simultanée la méthylation de l’ADN et le transcriptome dans le même échantillon, fournissant ainsi une image complète des profils génétiques et épigénétiques (méthylation de l’ADN). Comme preuve de concept, les profils comparatifs de méthylation de l’ADN spermatique et de blastocystes bovins ont été analysés au niveau de l’ensemble du génome. Dans un deuxième temps, grâce à cette plateforme, les profils globaux de méthylation de l’ADN de taureaux jumeaux monozygotes (MZ) ont été analysés. Malgré qu’ils sont génétiquement identiques, les taureaux jumeaux MZ ont des descendants avec des performances différentes. Par conséquent, l’hypothèse que le profil de méthylation de l’ADN spermatique de taureaux jumeaux MZ est différent a été émise. Dans notre étude, des différences significatives entre les jumeaux MZ au niveau des caractéristiques de la semence ainsi que de la méthylation de l’ADN ont été trouvées, chacune pouvant contribuer à l’obtention de performances divergentes incongrues des filles engendrées par ces jumeaux MZ. Dans la troisième partie de ce projet, la même plateforme a été utilisée pour découvrir les impacts d’une supplémentation à forte concentration en donneur de méthyle universel sur les embryons précoces bovins. La supplémentation avec de grandes quantités d’acide folique (AF) a été largement utilisée et recommandée chez les femmes enceintes pour sa capacité bien établie à prévenir les malformations du tube neural chez les enfants. Cependant, plus récemment, plusieurs études ont rapporté des effets indésirables de l’AF utilisé à des concentrations élevées, non seulement sur le développement de l’embryon, mais aussi chez les adultes. Au niveau cellulaire, l’AF entre dans le métabolisme monocarboné, la seule voie de production de S-adénosyl méthionine (SAM), un donneur universel de groupements méthyles pour une grande variété de biomolécules, y compris l’ADN. Par conséquent, pour résoudre cette controverse, une forte dose de SAM a été utilisée pour traiter des embryons produits in vitro chez le bovin. Ceci a non seulement permis d’influencer le phénotype des embryons précoces, mais aussi d’avoir un impact sur le transcriptome et le méthylome de l’ADN. En somme, le projet en cours a permis le développement d’une plateforme d’analyse de la méthylation de l’ADN à l’échelle du génome entier chez le bovin à coût raisonnable et facile à utiliser qui est compatible avec les embryons précoces. De plus, puisque c’est l’une des premières études de ce genre en biologie de la reproduction bovine, ce projet avait trois objectifs qui a donné plusieurs nouveaux résultats, incluant les profils comparatifs de méthylation de l’ADN au niveau : i) blastocystes versus spermatozoïdes ; ii) semence de taureaux jumeaux MZ et iii) embryons précoces traités à de fortes doses de SAM versus des embryons précoces non traités.

Monoamniotic twins discordant for body stalk anomaly

Body stalk anomaly is a rare malformation. This anomaly in monozygotic twins is extremely unusual. We describe a case of monoamniotic pregnancy discordant for body stalk anomaly diagnosed at 11 weeks. Ultrasound showed a fetus with a large anterior abdominal wall defect, anomaly of the spine and no evidence of lower extremities and other with a normal morphology. As far as our concern, only three monoamniotic pregnancies discordant for this malformation were reported. Our case represents the fourth reported monoamniotic pregnancy discordant for body stalk anomaly with diagnosis made by ultrasound and the second diagnosed in the first trimester.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.