Chromosome I linkage studies in Charcot-Marie-Tooth neuropathy type I

Charcot-Marie-Tooth neuropathy type 1 (CMT1) is an autosomal dominant disorder of peripheral nerve. The gene for CMT1 was originally localized to chromosome 1 by linkage to the Duffy blood group, but it has since been shown that not all CMT1 pedigrees show this linkage. We report here the results of linkage studies using five chromosome 1 markers - Duffy (Fy), antithrombin III (AT3), renin (REN), β-nerve growth factor (NGFB), and salivary amylase (AMY1) - in 16 CMT1 pedigrees. The total lod scores exclude close linkage of CMT1 to any of these markers. However, individual families show probable linkage of CMT1 to Duffy, AT3, and/or AMY1. No linkage was indicated with REN or NGFB. These results indicate that possible location of a CMT1 gene between the AMY1 and AT3 loci at p21 and q23, respectively, on chromosome 1 and support the theory that there is at least one other CMT1 gene.

DNA probes in Charcot-Marie-Tooth neuropathy

Results of Duffy (Fy) linkage confirm genetic heterogeneity in Charcot-Marie-Tooth disease type 1 (CMT1). Of 11 families informative for Fy, four showed probable linkage with CMT1, seven showed probable non-linkage and two showed definite non-linkage. These results suggest that Fy linked CMT1 may be less common than previously thought. These results combined with those of another DNA probe for the antithrombin III gene confirm that there are at least two gene loci for CMT1, termed 1A and 1B.

Effects of a combined strengthening, stretching and functional training program versus usual-care on gait biomechanics and foot function for diabetic neuropathy: a randomized controlled trial

Background: Polyneuropathy is a complication of diabetes mellitus that has been very challenging for clinicians. It results in high public health costs and has a huge impact on patients' quality of life. Preventive interventions are still the most important approach to avoid plantar ulceration and amputation, which is the most devastating endpoint of the disease. Some therapeutic interventions improve gait quality, confidence, and quality of life; however, there is no evidence yet of an effective physical therapy treatment for recovering musculoskeletal function and foot rollover during gait that could potentially redistribute plantar pressure and reduce the risk of ulcer formation. Methods/Design: A randomised, controlled trial, with blind assessment, was designed to study the effect of a physiotherapy intervention on foot rollover during gait, range of motion, muscle strength and function of the foot and ankle, and balance confidence. The main outcome is plantar pressure during foot rollover, and the secondary outcomes are kinetic and kinematic parameters of gait, neuropathy signs and symptoms, foot and ankle range of motion and function, muscle strength, and balance confidence. The intervention is carried out for 12 weeks, twice a week, for 40-60 min each session. The follow-up period is 24 weeks from the baseline condition. Discussion: Herein, we present a more comprehensive and specific physiotherapy approach for foot and ankle function, by choosing simple tasks, focusing on recovering range of motion, strength, and functionality of the joints most impaired by diabetic polyneuropathy. In addition, this intervention aims to transfer these peripheral gains to the functional and more complex task of foot rollover during gait, in order to reduce risk of ulceration. If it shows any benefit, this protocol can be used in clinical practice and can be indicated as complementary treatment for this disease.

Regional chromosomal assignment of human renin gene to 1q12→qter and use in linkage studies in Charcot-Marie-Tooth disease

The gene for renin, previously mapped to human chromosome 1, was further localized to 1q12 → qter using human-mouse somatic cell hybrid DNAs. The renin DNA probe used (λ HR5) could detect a HindIII restriction fragment length polymorphism. When used in studies of 12 informative families, no linkage could be found between the renin and Charcot-Marie-Tooth disease. Furthermore, an association of any renin allele with hypertension was not apparent.

Heterogeneity evidence and linkage studies on Charcot-Marie-Tooth disease

Charcot-Marie-Tooth neuropathy type 1 (CMT1) is an autosomal dominant disorder originally localized to chromosome 1 by linkage to the Duffy blood group. Studies have since shown that the disorder may be heterogeneous, as not all families show this linkage. We tested genetic heterogeneity by the HOMOG computer program in 15 CMT1 pedigrees informative for Duffy. We detected no evidence for heterogeneity in this sample, but when we combined results with previously published lod scores, heterogeneity was statistically significant. Twelve of the 15 families studied did not show linkage to Duffy. We found six of these families to be informative for a chromosome 19 marker, apolipoprotein CII(ApoC2). Despite a previous report showing probable linkage of a non-Duffy-linked CMT1 pedigree to two chromosome 19 markers, we did not detect significant linkage of ApoC2 to CMT1 in these families.

Isolation and use of chromosome 1 probes for linkage studies on Charcot-Marie-Tooth disease

Nine probes were isolated from a human chromosome 1 enriched library and mapped to regions of chromosome 1 using somatic cell hybrid lines. One clone, LR67, which mapped 1q12→q23 detected a BglI RFLP. This probe, as well as 4 other known chromosome 1 markers, α-spectrin, Factor XIIIB, DR10 and DR78, were used for linkage studies in 15 Charcot-Marie-Tooth disease (CMT1) families. Close linking of CMT1 to any of the 5 markers was not indicated. Total lod scores excluded linkage of CMT1 to LR67 and to DR10 at 5 cM or less, to DR78 and 10 cM or less, α-spectrin at 15 cM or less and Factor XIIIB at 20 cM or less. Possible linkage, however, was shown between LR67 and CMT1 at a distance of 30 cM. Also linkage at a distance of 5 cM was detected between this probe and α-spectrin.

Platinum-based chemotherapy in metastatic breast cancer : current status

Cisplatin and carboplatin are active in previously untreated patients with metastatic breast cancer (MBC) with mean response rates (RRs) of 50 and 32%, respectively. In pretreated patients the RR to cisplatin/carboplatin monotherapy declines markedly to <10%. Cisplatin and carboplatin have been combined with many other cytotoxics. In first-line setting high activity has been observed in combination with taxanes or vinorelbine (RRs consistently ∼60%). It appears that these newer combinations are superior to older regimens with etoposide (RRs 30 to 50%) or 5-fluorouracil (RRs 40 to 60%). Cisplatin-/carboplatin-based regimens with infusional 5-FU and epirubicin/paclitaxel/vinorelbine achieve high RRs of around 60 to 80%. However these regimens are difficult to administer in all patients because they require central venous access for continuous 5-FU infusion. In pretreated MBC the combinations of cisplatin-taxane/vinorelbine/gemcitabine or carboplatin-docetaxel/vinorelbine yield RRs of 40 to 50%, which are higher than those achieved with platinum-etoposide/5-FU. In locally advanced disease cisplatin-based regimens achieve very high RRs (>80%). This would suggest that in chemotherapy-naïve patients platinum-based therapy might have an important role to play. Additionally the synergy demonstrated between platinum compounds, taxanes and herceptin, in preclinical and clinical studies is of immense importance and the results of the two ongoing Breast Cancer International Research Group randomized phase III studies are eagerly awaited. These studies may help clarify the role of platinum compounds in the treatment of metastatic and possibly early breast cancer. © 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A Phase I and Pharmacokinetic Study of OSI-7904L, a Liposomal Thymidylate Synthase Inhibitor in Combination with Oxaliplatin in Patients with Advanced Colorectal Cancer.

OSI-7904L is a liposomal formulation of a potent thymidylate synthase (TS) inhibitor. This phase I study evaluated the safety, tolerability and pharmacokinetics (PK) of OSI-7904L administered in combination with oxaliplatin every 21 days in patients with advanced colorectal carcinoma. METHOD: A 3+3 study design was utilized at predefined dose levels. Polymorphisms in the TS enhancer region and XPD enzyme were investigated as potential predictors of efficacy and toxicity. RESULTS: Fourteen patients received 76 cycles of treatment. At the highest dose level (OSI-7904L 9 mg/m(2), oxaliplatin 130 mg/m(2)) investigated, one of nine patients experienced dose-limiting toxicity of grade 3 oral mucositis with cycle 1 and five further patients required dose reductions. The toxicity profile of stomatitis, diarrhea, nausea, fatigue, sensory neuropathy and skin rash was consistent with that expected for a TS inhibitor/oxaliplatin combination regimen. PK analysis showed high interpatient variability with no detectable interaction between OSI-7904L and oxaliplatin. Partial radiological responses were documented in two patients. CONCLUSIONS: The recommended regimen for further investigation is OSI-7904L 9 mg/m(2) and oxaliplatin 130 mg/m(2).

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.

Pathogenèse moléculaire de la neuropathie sensitive et motrice héréditaire avec agénésie du corps calleux

La neuropathie sensitive et motrice héréditaire avec agénésie du corps calleux (NSMH/ACC) se traduit par une atteinte neurodégénérative sévère associée à des anomalies développementales dans le système nerveux central et du retard mental. Bien que rare dans le monde, ce désordre autosomique récessif est particulièrement fréquent dans la population Québécoise du Canada Français du fait d’un effet fondateur. L’unique étude réalisée sur la mutation québécoise du gène qui code pour le co-transporteur de potassiumchlore 3 (KCC3) a montré qu’il y a une perte de fonction de la protéine. Cependant, la maladie est également retrouvée hors du Québec et il reste encore à élucider les pathomécanismes mis en jeu. Nous avons donc séquencé les 26 exons du gène KCC3 chez des individus recrutés dans le monde entier et suspectés d’être atteints de la maladie. Nous avons ainsi identifié trois nouvelles mutations. L’étude fonctionnelle de ces mutations nous a confirmé la perte de fonction systématique des co-transporteurs mutés. Puisque l’inactivation de KCC3 se produit majoritairement via l’élimination de segments peptidiques en C-terminus, nous avons concentré notre attention sur l’identification des interactions qui s’y produisent. À l’aide d’approches double hybride, pull-down et immunomarquage, nous avons déterminé que KCC3 interagit avec la créatine kinase CK-B et que cette interaction est perturbée par les mutations tronquantes. De plus, l’utilisation d’un inhibiteur de créatine kinase inactive KCC3, ce qui démontre qu’il existe bien un lien fonctionnel et pathologique entre KCC3 et ses partenaires C-terminaux. Nous avons aussi identifié des anomalies majeures de localisation membranaire des KCC3 mutés. Que KCC3 soit tronqué ou pleine longueur, sa distribution subcellulaire est affectée dans des cellules en culture, dans les ovocytes de Xenopes et dans des échantillons de cerveau de patients. La perte d’interaction entre KCC3 et CK-B et/ou les défauts de transit intracellulaire de KCC3 sont donc les mécanismes pathologiques majeurs de la NSMH/ACC.

Caractérisation fonctionnelle chez le poisson zèbre de l'isoforme protéique WNK1/HSN2 mutée dans la neuropathie héréditaire sensitive et autonome de type 2

La neuropathie humaine sensitive et autonome de type 2 (NHSA 2) est une pathologie héréditaire rare caractérisée par une apparition précoce des symptômes et une absence d’affectation motrice. Cette pathologie entraîne la perte de perception de la douleur, de la chaleur et du froid ainsi que de la pression (toucher) dans les membres supérieurs et inférieurs et est due à des mutations autosomales récessives confinées à l’exon HSN2 de la protéine kinase à sérine/thréonine WNK1 (with-no-lysine protein kinase 1). Cet exon spécifique permettrait de conférer une spécificité au système nerveux à l’isoforme protéique WNK1/HSN2. La kinase WNK1 est étudiée en détails, en particulier au niveau du rein, mais son rôle au sein du système nerveux demeure inconnu. Considérant le début précoce de la neuropathie et le manque d’innervation sensorielle révélé par des biopsies chez les patients NHSA2, notre hypothèse de recherche est que les mutations tronquantes menant à la NHSA de type 2 causent une perte de fonction de l’isoforme WNK1/HSN2 spécifique au système nerveux entraînant un défaut dans le développement du système nerveux sensoriel périphérique. Chez l’embryon du poisson zèbre, WNK1/HSN2 est exprimé au niveau des neuromastes de la ligne latérale postérieure, un système mécanosensoriel périphérique. Nous avons obtenu des embryons knockdown pour WNK1/HSN2 par usage d’oligonucléotides morpholino antisens (AMO). Nos trois approches AMO ont révélé des embryons présentant des défauts d’établissement au niveau de la ligne latérale postérieure. Afin de déterminer la voie pathogène impliquant l’isoforme WNK1/HSN2, nous nous sommes intéressés à l’interaction rapportée entre la kinase WNK1 et le co-transporteur neuronal KCC2. Ce dernier est une cible de phosphorylation de WNK1 et son rôle dans la promotion de la neurogenèse est bien connu. Nous avons détecté l’expression de KCC2 au niveau de neuromastes de la ligne latérale postérieure et observé une expression accrue de KCC2 chez les embryons knockdown pour WNK1/HSN2 à l’aide de RT-PCR semi-quantitative. De plus, une sur-expression d’ARN humain de KCC2 chez des embryons a produit des défauts dans la ligne latérale postérieure, phénocopiant le knockdown de WNK1/HSN2. Ces résultats furent validés par un double knockdown, produisant des embryons n’exprimant ni KCC2, ni WNK1/HSN2, dont le phénotype fut atténué. Ces résultats nous mènent à suggérer une voie de signalisation où WNK1/HSN2 est en amont de KCC2, régulant son activation, et possiblement son expression. Nous proposons donc que la perte de fonction de l’isoforme spécifique cause un débalancement dans les niveaux de KCC2 activée, menant à une prolifération et une différenciation réduites des progéniteurs neuronaux du système nerveux périphérique. Les défauts associés à la NHSA de type 2 seraient donc de nature développementale et non neurodégénérative.

La contribution du récepteur B1 des kinines dans les complications diabétiques chez le rat traité au glucose, un modèle de résistance à l'insuline

Les kinines agissent sur deux types de récepteurs couplés aux protéines G, nommés B1 et B2, lesquels jouent un rôle important dans le contrôle cardiovasculaire, la nociception et l’inflammation. Nous considérons l’hypothèse que le récepteur B1 des kinines est induit et contribue aux complications diabétiques, incluant l’hypertension artérielle, les polyneuropathies sensorielles, l’augmentation du stress oxydatif vasculaire, l’inflammation vasculaire et l’obésité chez le rat traité au D-glucose (10% dans l’eau de boisson) pendant 8 ou 12 semaines. Dans ce modèle de résistance à l’insuline, nous avons évalué les effets d’un traitement pharmacologique d’une semaine avec un antagoniste du récepteur B1 des kinines, le SSR240612 (10 mg/kg/jr). Les résultats montrent que le SSR240612 renverse l’hypertension, l’allodynie tactile et au froid, la production de l’anion superoxyde et la surexpression de plusieurs marqueurs inflammatoires dans l’aorte (iNOS, IL-1β, macrophage (CD68, CD11), ICAM-1, E-selectine, MIF ainsi que le B1R) et dans les adipocytes (iNOS, IL-1β, TNF-α et macrophage CD68). De plus, le SSR240612 corrige la résistance à l’insuline, les anomalies du profil lipidique plasmatique et le gain de poids et de masse adipeuse. Ces données supportent l’implication des kinines dans les complications diabétiques dans un modèle animal de résistance à l’insuline et suggèrent que le récepteur B1 est une cible thérapeutique potentielle dans le diabète et l’obésité.

Uso del test de cuantificación sensitiva para el estudio de la neuropatía de fibra pequeña

Introducción La mutación genética Val30Met de la proteína transtiretina (TTR) es causante de la polineuropatía amiloidótica familiar, comprometiendo en fases iniciales las fibras nerviosas pequeñas (mielinizadas Aδ y amielínicas tipo C), involucradas en funciones autonómicas, nocicepción, percepción térmica y sudoración. Los métodos neurofisiológicos convencionales, no logran detectar dichas anormalidades, retardando el inicio de tratamientos específicos para la enfermedad. Metodología El objetivo principal fue evaluar el test de cuantificación sensitiva (QST) como método de detección temprana de anormalidades de fibra pequeña, en individuos Val30Met, seguidos en el Hospital Universitario Santa María, Lisboa. Se clasificaron los pacientes en 3 grupos, según sintomatología y examen neurológico. Se analizaron los umbrales para percepción de frío, dolor con el calor y vibración en los grupos, en correlación con controles sanos. Resultados 18 registros de controles sanos y 33 de individuos con la mutación, divididos en asintomáticos (24,2%), sintomáticos con examen neurológico normal (42,4%) y sintomáticos con examen neurológico anormal (33,3%). No se encontraron diferencias entre los pacientes asintomáticos y los controles. Los umbrales para frío (p=0,042) y en el dolor intermedio con el calor (HP 5) (p=0,007) se encuentran elevados en individuos Val30Met sintomáticos con examen normal. En los pacientes sintomáticos con alteraciones al examen, también se presentaron alteraciones en el intervalo entre el inicio y el dolor intermedio con el calor (HP 5-0,5) (p=0,009). Discusión Los umbrales de frío y de percepción de dolor con el calor, permiten detectar anormalidades en personas con la mutación TTR Val30Met, sintomáticos, incluyendo aquellos sin cambios objetivos al examen neurológico.

Genetic and phenotypic characterization of complex hereditary spastic paraplegia

The hereditary spastic paraplegias are a heterogeneous group of degenerative disorders that are clinically classified as either pure with predominant lower limb spasticity, or complex where spastic paraplegia is complicated with additional neurological features, and are inherited in autosomal dominant, autosomal recessive or X-linked patterns. Genetic defects have been identified in over 40 different genes, with more than 70 loci in total. Complex recessive spastic paraplegias have in the past been frequently associated with mutations in SPG11 (spatacsin), ZFYVE26/SPG15, SPG7 (paraplegin) and a handful of other rare genes, but many cases remain genetically undefined. The overlap with other neurodegenerative disorders has been implied in a small number of reports, but not in larger disease series. This deficiency has been largely due to the lack of suitable high throughput techniques to investigate the genetic basis of disease, but the recent availability of next generation sequencing can facilitate the identification of disease- causing mutations even in extremely heterogeneous disorders. We investigated a series of 97 index cases with complex spastic paraplegia referred to a tertiary referral neurology centre in London for diagnosis or management. The mean age of onset was 16 years (range 3 to 39). The SPG11 gene was first analysed, revealing homozygous or compound heterozygous mutations in 30/97 (30.9%) of probands, the largest SPG11 series reported to date, and by far the most common cause of complex spastic paraplegia in the UK, with severe and progressive clinical features and other neurological manifestations, linked with magnetic resonance imaging defects. Given the high frequency of SPG11 mutations, we studied the autophagic response to starvation in eight affected SPG11 cases and control fibroblast cell lines, but in our restricted study we did not observe correlations between disease status and autophagic or lysosomal markers. In the remaining cases, next generation sequencing was carried out revealing variants in a number of other known complex spastic paraplegia genes, including five in SPG7 (5/97), four in FA2H (also known as SPG35) (4/97) and two in ZFYVE26/SPG15. Variants were identified in genes usually associated with pure spastic paraplegia and also in the Parkinson’s disease-associated gene ATP13A2, neuronal ceroid lipofuscinosis gene TPP1 and the hereditary motor and sensory neuropathy DNMT1 gene, highlighting the genetic heterogeneity of spastic paraplegia. No plausible genetic cause was identified in 51% of probands, likely indicating the existence of as yet unidentified genes.