Le rôle du stress oxydant dans les changements épigénétiques contribuant aux complications du syndrome métabolique.

La méthylation de l'ADN est l'une des modifications épigénétiques au niveau des îlots CpG. Cette modification épigénétique catalysée par les ADN méthyltransférases (DNMTs) consiste en la méthylation du carbone 5' d’une cytosine ce qui aboutit à la formation de 5-méthylcytosine. La méthylation de l'ADN est clairement impliquée dans l'inactivation des gènes et dans l'empreinte génétique. Elle est modulée par la nutrition, en particulier par les donneurs de méthyle et par une restriction protéique. Ces modifications épigénétiques persistent plus tard dans la vie et conduisent au développement de nombreuses pathologies telles que le syndrome métabolique et le diabète de type 2. En fait, de nombreux gènes clés subissent une modification de leur état de méthylation en présence des composants du syndrome métabolique. Cela montre que la méthylation de l'ADN est un processus important dans l'étiologie du syndrome métabolique. Le premier travail de ce doctorat a porté sur la rédaction d’un article de revue qui a examiné le cadre central du syndrome métabolique et analyser le rôle des modifications épigénétiques susceptibles d'influer sur l'apparition du stress oxydant et des complications cardiométaboliques. D’autre part, les cellules intestinales Caco-2/15, qui ont la capacité de se différencier et d’acquérir les caractéristiques physiologiques de l'intestin grêle, ont été utilisées et traitées avec du Fer-Ascorbate pour induire un stress oxydant. Le Fer-Ascorbate a induit une augmentation significative de l’inflammation et de la peroxydation des lipides (malondialdehyde) ainsi que des altérations de de la défense antioxydante (SOD2 et GPx) accompagnées de modifications épigénétiques. De plus, la pré-incubation des cellules avec de la 5-aza-2'-désoxycytidine, un agent de déméthylation et/ou l’antioxydant Trolox a normalisé la défense antioxydante, réduit la peroxydation des lipides et prévenu l'inflammation. Ce premier travail a démontré que les modifications du redox et l’inflammation induites par le Fer-Ascorbate peuvent impliquer des changements épigénétiques, plus particulièrement des changements dans la méthylation de l’ADN. Pour mieux définir l’impact du stress oxydant au niveau nutritionnel, des cochons d’Inde âgés de trois jours ont été séparés en trois groupes : 1) Témoins: alimentation régulière; 2) Nutrition parentérale (NP) 3) H2O2 : Témoins + 350 uM H2O2. Après quatre jours, pour un groupe, les perfusions ont été stoppées et les animaux sacrifiés pour la collecte des foies. Pour l’autre groupe d’animaux, les perfusions ont été arrêtées et les animaux ont eu un accès libre à une alimentation régulière jusqu'à la fin de l’étude, huit semaines plus tard où ils ont été sacrifiés pour la collecte des foies. Ceci a démontré qu’à une semaine de vie, l'activité DNMT et les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient inférieurs pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. A neuf semaines de vie, l’activité DNMT est restée basse pour le groupe NP alors que les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient plus faibles pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. Ce travail a démontré que l'administration de NP ou de H2O2, tôt dans la vie, induit une hypométhylation de l'ADN persistante en raison d'une inhibition de l'activité DNMT. Finalement, des souris ayant reçu une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ont été utilisées comme modèle in vivo de syndrome métabolique. Les souris ont été nourris soit avec un régime standard chow (témoins), soit avec une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ou avec une diète HFHS en combinaison avec du GFT505 (30 mg/kg), un double agoniste de PPARα et de PPARδ, pendant 12 semaines. La diète HFHS était efficace à induire un syndrome métabolique étant donnée l’augmentation du poids corporel, du poids hépatique, des adiposités viscérales et sous-cutanées, de l’insensibilité à l’insuline, des lipides plasmatiques et hépatiques, du stress oxydant et de l’inflammation au niveau du foie. Ces perturbations étaient accompagnées d’une déficience dans l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ concomitant avec une hyperméthylation de leurs promoteurs respectifs. L’ajout de GFT505 à la diète HFHS a empêché la plupart des effets cardiométaboliques induits par la diète HFHS via la modulation négative de l’hyperméthylation des promoteurs, résultant en l’augmentation de l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ. En conclusion, GFT505 exerce des effets métaboliques positifs en améliorant le syndrome métabolique induit par l'alimentation HFHS via des modifications épigénétiques des gènes PPARs. Ensemble, les travaux de cette thèse ont démontré que le stress oxydant provenant de la nutrition induit d’importants changements épigénétiques pouvant conduire au développement du syndrome métabolique. La nutrition apparait donc comme un facteur crucial dans la prévention de la reprogrammation fœtale et du développement du syndrome métabolique. Puisque les mécanismes suggèrent que le stress oxydant agit principalement sur les métabolites du cycle de la méthionine pour altérer l’épigénétique, une supplémentation en ces molécules ainsi qu’en antioxydants permettrait de restaurer l’équilibre redox et épigénétique.

Genetic Landscape of Joubert syndrome in French Canadians

Le syndrome de Joubert est une maladie récessive caractérisée par une malformation congénitale distincte du tronc cérébral et du cervelet, associée à une anomalie des mouvements oculaires (apraxie oculomotrice), une respiration irrégulière, un retard de développement, et une ataxie à la démarche. Au cours de la dernière décennie, plus de 20 gènes responsables ont été identifiés, tous ayant un rôle important dans la structure et la fonction des cils primaires. Ainsi, le syndrome de Joubert est considéré une ciliopathie. Bien que le Syndrome de Joubert ait été décrit pour la première fois dans une famille canadienne-française en 1969, le(s) gène(s) causal demeurait inconnu dans presque tous les cas de syndrome de Joubert recensés en 2010 dans la population canadienne-française, soit début de mon projet doctoral. Nous avons identifié un total de 43 individus canadiens-français (35 familles) atteints du syndrome de Joubert. Il y avait un regroupement de familles dans la région du Bas-Saint-Laurent de la province de Québec, suggérant la présence d'un effet fondateur. L’objectif de ce projet était de caractériser la génétique du syndrome de Joubert dans la population canadienne-française. Notre hypothèse était qu’il existait un effet fondateur impliquant au moins un nouveau gène JBTS. Ainsi, dans un premier temps, nous avons utilisé une approche de cartographie par homozygotie. Cependant, nous n’avons pas identifié de région d’homozygotie partagée parmi les individus atteints, suggérant la présence d’une hétérogénéité génétique ou allélique. Nous avons donc utilisé le séquençage exomique chez nos patients, ce qui représente une approche plus puissante pour l’étude de conditions génétiquement hétérogènes. Nos travaux ont permis l’identification de deux nouveaux gènes responsables du syndrome de Joubert: C5orf42 et TMEM231. Bien que la localisation cellulaire et la fonction de C5orf42 soient inconnus au moment de cette découverte, nos résultats génétiques combinés avec des études ultérieures ont établi un rôle important de C5orf42 dans la structure et la fonction ciliaire, en particulier dans la zone de transition, qui est une zone de transition entre le cil et le reste de la cellule. TMEM231 avait déjà un rôle établi dans la zone de transition ciliaire et son interaction avec d’autres protéines impliquées dans le syndrome de Joubert était connu. Nos études ont également identifié des variants rares délétères chez un patient JBTS dans le gène ciliaire CEP104. Nous proposons donc CEP104 comme un gène candidat JBTS. Nous avons identifié des mutations causales dans 10 gènes, y compris des mutations dans CC2D2A dans 9 familles et NPHP1 dans 3 familles. Au total, nous avons identifié les mutations causales définitives chez 32 des 35 familles étudiées (91% des cas). Nous avons documenté un effet fondateur complexe dans la population canadienne-française avec de multiples mutations récurrentes dans quatre gènes différents (C5orf42, CC2D2A, TMEM231, NPHP1). Au début de ce projet de recherche, l’étiologie génétique était inconnue chez les 35 familles touchées du syndrome de Joubert. Maintenant, un diagnostique moléculaire définitif est identifié chez 32 familles, et probable chez les 3 autres. Nos travaux ont abouti à la caractérisation génétique du syndrome de Joubert dans la population canadienne-française grâce au séquençage exomique, et révèlent la présence d'un effet fondateur complexe avec une l'hétérogénéité allélique et intralocus importante. Ces découvertes ont éclairé la physiologie de cette maladie. Finalement, l’identification des gènes responsables ouvre de nouvelles perspectives diagnostiques ante-natales, et de conseils génétique, très précieuses pour les familles.

Síndrome de Horner na infância: relato de caso

O intuito deste é apresentar um caso raro de síndrome de Horner na infância. Trata-se de uma criança do sexo masculino, com idade de 2 anos e 1 mês, que apresentava desde o nascimento ptose palpebral, miose e anidrose da hemiface esquerda. A instilação de fenilefrina 2,5% provocou midríase, com pupilas isocóricas, confirmando o diagnóstico. A história e o exame clínico auxiliam a localizar o nível da lesão e a estabelecer a etiologia do quadro.

Mutations in SRCAP, Encoding SNF2-Related CREBBP Activator Protein, Cause Floating-Harbor Syndrome

Floating-Harbor syndrome (FHS) is a rare condition characterized by short stature, delayed osseous maturation, expressive-language deficits, and a distinctive facial appearance. Occurrence is generally sporadic, although parent-to-child transmission has been reported on occasion. Employing whole-exome sequencing, we identified heterozygous truncating mutations in SRCAP in five unrelated individuals with sporadic MS. Sanger sequencing identified mutations in SRCAP in eight more affected persons. Mutations were de novo in all six instances in which parental DNA was available. SRCAP is an SNF2-related chromatin-remodeling factor that serves as a coactivator for CREB-binding protein (CREBBP, better known as CBP, the major cause of Rubinstein-Taybi syndrome [RTS]). Five SRCAP mutations, two of which are recurrent, were identified; all are tightly clustered within a small (111 codon) region of the final exon. These mutations are predicted to abolish three C-terminal AT-hook DNA-binding motifs while leaving the CBP-binding and ATPase domains intact. Our findings show that SRCAP mutations are the major cause of FHS and offer an explanation for the clinical overlap between FHS and RTS.

Unilateral focal polymicrogyria in a patient with classical Aarskog-Scott syndrome due to a novel missense mutation in an evolutionary conserved RhoGEF domain of the faciogenital dysplasia gene FGD1

Faciogenital dysplasia or Aarskog-Scott syndrome (AAS) is an X-linked disorder characterized by craniofacial, skeletal, and urogenital malformations and short stature. Mutations in the only known causative gene FGD1 are found in about one-fifth of the cases with the clinical diagnosis of AAS. FGD1 is a guanine nucleotide exchange factor (GEF) that specifically activates the Rho GTPase Cdc42 via its RhoGEF domain. The Cdc42 pathway is involved in skeletal formation and multiple aspects of neuronal development. We describe a boy with typical AAS and, in addition, unilateral focal polymicrogyria (PMG), a feature hitherto unreported in AAS. Sequencing of the FGD1 gene in the index case and his mother revealed the presence of a novel mutation (1396A>G; M466V), located in the evolutionary conserved alpha-helix 4 of the RhoGEF domain. M466V was not found in healthy family members, in >300 healthy controls and AAS patients, and has not been reported in the literature or mutation databases to date, indicating that this novel missense mutation causes AAS, and possibly PMG. Brain cortex malformations such as PMG could be initiated by mutations in the evolutionary conserved RhoGEF domain of FGD1, by perturbing the signaling via Rho GTPases such as Cdc42 known to cause brain malformation.

Hierarchical modeling gave plausible estimates of associations between metabolic syndrome and components of antiretroviral therapy

OBJECTIVE: Hierarchical modeling has been proposed as a solution to the multiple exposure problem. We estimate associations between metabolic syndrome and different components of antiretroviral therapy using both conventional and hierarchical models. STUDY DESIGN AND SETTING: We use discrete time survival analysis to estimate the association between metabolic syndrome and cumulative exposure to 16 antiretrovirals from four drug classes. We fit a hierarchical model where the drug class provides a prior model of the association between metabolic syndrome and exposure to each antiretroviral. RESULTS: One thousand two hundred and eighteen patients were followed for a median of 27 months, with 242 cases of metabolic syndrome (20%) at a rate of 7.5 cases per 100 patient years. Metabolic syndrome was more likely to develop in patients exposed to stavudine, but was less likely to develop in those exposed to atazanavir. The estimate for exposure to atazanavir increased from hazard ratio of 0.06 per 6 months' use in the conventional model to 0.37 in the hierarchical model (or from 0.57 to 0.81 when using spline-based covariate adjustment). CONCLUSION: These results are consistent with trials that show the disadvantage of stavudine and advantage of atazanavir relative to other drugs in their respective classes. The hierarchical model gave more plausible results than the equivalent conventional model.

Marinesco-Sjögren syndrome protein SIL1 regulates motor neuron subtype-selective ER stress in ALS.

Mechanisms underlying motor neuron subtype-selective endoplasmic reticulum (ER) stress and associated axonal pathology in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) remain unclear. Here we show that the molecular environment of the ER between motor neuron subtypes is distinct, with characteristic signatures. We identify cochaperone SIL1, mutated in Marinesco-Sjögren syndrome (MSS), as being robustly expressed in disease-resistant slow motor neurons but not in ER stress-prone fast-fatigable motor neurons. In a mouse model of MSS, we demonstrate impaired ER homeostasis in motor neurons in response to loss of SIL1 function. Loss of a single functional Sil1 allele in an ALS mouse model (SOD1-G93A) enhanced ER stress and exacerbated ALS pathology. In SOD1-G93A mice, SIL1 levels were progressively and selectively reduced in vulnerable fast-fatigable motor neurons. Mechanistically, reduction in SIL1 levels was associated with lowered excitability of fast-fatigable motor neurons, further influencing expression of specific ER chaperones. Adeno-associated virus-mediated delivery of SIL1 to familial ALS motor neurons restored ER homeostasis, delayed muscle denervation and prolonged survival.

A mouse model for the renal salt-wasting syndrome pseudohypoaldosteronism

Aldosterone-dependent epithelial sodium transport in the distal nephron is mediated by the absorption of sodium through the highly selective, amiloride-sensitive epithelial sodium channel (ENaC) made of three homologous subunits (α, β, and γ). In human, autosomal recessive mutations of α, β, or γENaC subunits cause pseudohypoaldosteronism type 1 (PHA-1), a renal salt-wasting syndrome characterized by severe hypovolemia, high plasma aldosterone, hyponatremia, life-threatening hyperkaliemia, and metabolic acidosis. In the mouse, inactivation of αENaC results in failure to clear fetal lung liquid at birth and in early neonatal death, preventing the observation of a PHA-1 renal phenotype. Transgenic expression of αENaC driven by a cytomegalovirus promoter in αENaC(−/−) knockout mice [αENaC(−/−)Tg] rescued the perinatal lethal pulmonary phenotype and partially restored Na+ transport in renal, colonic, and pulmonary epithelia. At days 5–9, however, αENaC(−/−)Tg mice showed clinical features of severe PHA-1 with metabolic acidosis, urinary salt-wasting, growth retardation, and 50% mortality. Adult αENaC(−/−)Tg survivors exhibited a compensated PHA-1 with normal acid/base and electrolyte values but 6-fold elevation of plasma aldosterone compared with wild-type littermate controls. We conclude that partial restoration of ENaC-mediated Na+ absorption in this transgenic mouse results in a mouse model for PHA-1.

Defect in IgV gene somatic hypermutation in Common Variable Immuno-Deficiency syndrome

Common Variable Immuno-Deficiency (CVID) is the most common symptomatic primary antibody-deficiency syndrome, but the basic immunologic defects underlying this syndrome are not well defined. We report here that among eight patients studied (six CVID and two hypogammaglobulinemic patients with recurrent infections), there is in two CVID patients a dramatic reduction in Ig V gene somatic hypermutation with 40–75% of IgG transcripts totally devoid of mutations in the circulating memory B cell compartment. Functional assays of the T cell compartment point to an intrinsic B cell defect in the process of antibody affinity maturation in these two cases.

Inactivating mutations in an SH2 domain-encoding gene in X-linked lymphoproliferative syndrome

X-linked lymphoproliferative syndrome (XLP) is an inherited immunodeficiency characterized by increased susceptibility to Epstein–Barr virus (EBV). In affected males, primary EBV infection leads to the uncontrolled proliferation of virus-containing B cells and reactive cytotoxic T cells, often culminating in the development of high-grade lymphoma. The XLP gene has been mapped to chromosome band Xq25 through linkage analysis and the discovery of patients harboring large constitutional genomic deletions. We describe here the presence of small deletions and intragenic mutations that specifically disrupt a gene named DSHP in 6 of 10 unrelated patients with XLP. This gene encodes a predicted protein of 128 amino acids composing a single SH2 domain with extensive homology to the SH2 domain of SHIP, an inositol polyphosphate 5-phosphatase that functions as a negative regulator of lymphocyte activation. DSHP is expressed in transformed T cell lines and is induced following in vitro activation of peripheral blood T lymphocytes. Expression of DSHP is restricted in vivo to lymphoid tissues, and RNA in situ hybridization demonstrates DSHP expression in activated T and B cell regions of reactive lymph nodes and in both T and B cell neoplasms. These observations confirm the identity of DSHP as the gene responsible for XLP, and suggest a role in the regulation of lymphocyte activation and proliferation. Induction of DSHP may sustain the immune response by interfering with SHIP-mediated inhibition of lymphocyte activation, while its inactivation in XLP patients results in a selective immunodeficiency to EBV.

Cell surface expression of the epithelial Na channel and a mutant causing Liddle syndrome: A quantitative approach

The epithelial amiloride-sensitive sodium channel (ENaC) controls transepithelial Na+ movement in Na+-transporting epithelia and is associated with Liddle syndrome, an autosomal dominant form of salt-sensitive hypertension. Detailed analysis of ENaC channel properties and the functional consequences of mutations causing Liddle syndrome has been, so far, limited by lack of a method allowing specific and quantitative detection of cell-surface-expressed ENaC. We have developed a quantitative assay based on the binding of 125I-labeled M2 anti-FLAG monoclonal antibody (M2Ab*) directed against a FLAG reporter epitope introduced in the extracellular loop of each of the α, β, and γ ENaC subunits. Insertion of the FLAG epitope into ENaC sequences did not change its functional and pharmacological properties. The binding specificity and affinity (Kd = 3 nM) allowed us to correlate in individual Xenopus oocytes the macroscopic amiloride-sensitive sodium current (INa) with the number of ENaC wild-type and mutant subunits expressed at the cell surface. These experiments demonstrate that: (i) only heteromultimeric channels made of α, β, and γ ENaC subunits are maximally and efficiently expressed at the cell surface; (ii) the overall ENaC open probability is one order of magnitude lower than previously observed in single-channel recordings; (iii) the mutation causing Liddle syndrome (β R564stop) enhances channel activity by two mechanisms, i.e., by increasing ENaC cell surface expression and by changing channel open probability. This quantitative approach provides new insights on the molecular mechanisms underlying one form of salt-sensitive hypertension.

Capgras syndrome: a clinical manifestation of watershed cerebral infarct complicating the use of extracorporeal membrane oxygenation

Ischaemic cerebral accidents are frequent following extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), especially after fixing the reinjection cannula in the right primitive carotid artery, which leads to an interruption in downstream flow. We describe a rare and unusual symptom of cerebral ischaemic accident that is known as Capgras syndrome. This feature is interesting because it may be documented by computed tomography (CT) scan and particular electroencephalography signals. It appears that our observation represents the first documented case of Capgras syndrome complicating ECMO. This incident emphasizes the potential hazards associated with right common artery ligature for venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VAECMO). In addition, it shows that this psychiatric symptom (that has been interpreted psychodynamically for many years) can have an organic basis, which should be studied.

Le boom pétrolier et le syndrome hollandais au Cameroun: Symptômes et canaux de transmissions

Modèle d’équilibre général calculable