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.

Diagnosis of limb-girdle muscular dystrophy 2A by immunohistochemical techniques

The Western blot technique is currently the standard detection method for suspected limb girdle muscular dystrophy (LGMD) 2A (calpainopathy). This is the first report in the English literature of the successful application of immunohistochemical techniques to support a diagnosis of LGMD 2A. This approach is straightforward and appears to be reasonably specific. We propose that immunohistochemical methods should be re-evaluated for the screening of undiagnosed patients with suspected LGMD 2A.

Cholesterol and fatty acids regulate dynamic caveolin trafficking through the golgi complex and between the cell surface and lipid bodies

Caveolins are a crucial component of plasma membrane (PM) caveolae but have also been localized to intracellular compartments, including the Golgi complex and lipid bodies. Mutant caveolins associated with human disease show aberrant trafficking to the PM and Golgi accumulation. We now show that the Golgi pool of mainly newly synthesized protein is detergent-soluble and predominantly in a monomeric state, in contrast to the surface pool. Caveolin at the PM is not recognized by specific caveolin antibodies unless PM cholesterol is depleted. Exit from the Golgi complex of wild-type caveolin-1 or -3, but not vesicular stomatitis virus-G protein, is modulated by changing cellular cholesterol levels. In contrast, a muscular dystrophy-associated mutant of caveolin-3, Cav3P104L, showed increased accumulation in the Golgi complex upon cholesterol treatment. In addition, we demonstrate that in response to fatty acid treatment caveolin can follow a previously undescribed pathway from the PM to lipid bodies and can move from lipid bodies to the PM in response to removal of fatty acids. The results suggest that cholesterol is a rate-limiting component for caveolin trafficking. Changes in caveolin flux through the exocytic pathway can therefore be an indicator of cellular cholesterol and fatty acid levels.