Vendredi 25 avril 2008 Gntique Les dystrophies musculaires

Vendredi 25 avril 2008 Génétique Les dystrophies musculaires de Duchenne / Becker Gaëtan LESCA

Les maladies musculaires héréditaires • Dystrophies musculaires: Affection dégénérative avec destruction progressive des fibres musculaires • Myopathies: Affection de type malformatif, à révélation souvent précoce avec des anomales histologiques parfois spécifiques

Historique • 1868: « Paralysie pseudo-hypertrophique » • 1884: Myopathie des ceintures (type Erb) • 1955: DM de Becker • 1966: DM d’Emery-Dreifuss • 1980: Severe Childhood AR Muscular Dystrophy • 1987: Clonage du gène de la dystrophine

Histoire des myopathies, Delaporte et Pinel, Payot 1998 « Paralysie pseudo-hypertrophique »

DM de Duchenne • Début vers 3 -5 ans • Marche dandinante, sur les pointes, chutes • Gowers, bassin basculé en avant • Hypertrophie musculaire (mollets)

DM de Duchenne • Cardiomyopathie • Retard mental (40% des cas) • CPK > 1000 UI/L • Évolution progressive et fatale • Insuffisance resp. restrictive vers 15 ans

DM de Duchenne Garçon de 8 ans Bascule du bassin Appui digitigrade Progrès en Pédiatrie, Douin éditeur, 1998 Hyperlordose

Déformations Rétractions Hypertrophie des mollets Les maladies neuromusculaires, Masson, 1997 DM de Duchenne

DM de Becker • Début vers 20 ans • Faiblesse musculaire proximale • +/- Hypertrophie musculaire • Cardiomyopathie • Evolution progressive mais variable

Mode de transmission génétique I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 IV 1 2 3 4

Les maladies neuromusculaires, Masson, 1997 Biopsie musculaire Involution fibroadipeuse Inégalité de taille des fibres Fibres régénératives (TG, x 83) (HE, x 325)

Immunohistochimie DMD Les maladies neuromusculaires, Masson, 1997 Témoin Immunofluorescence avec Ac anti-dystrophine C terminal (x 200)

La dystrophine • Gène situé en Xq 21 • 79 exons, > 2 mégabases • Plusieurs promoteurs tissus spécifiques • Protéine de 427 k. Da, 3 685 aa

Isoformes et promoteurs 3’ 79 71 65 53 47 42 36 31 25 17 12 8 5 1 P. musculaire 5’ exon P. ubiquitaire P. schwann P. cerveau + rein P. Purkinje P. cérébral

Domaines fonctionnels de la dystrophine Sarcolemme Actine Fibre musculaire Dystrophine EXON 1 à 8 10 à 60 64 à 79 FONCTION liaion actine flexibilité (Rod domain) liaion complexe mbaire

Mutation pathogènes • Délétions: 65% 1 exon gène complet Points de cassure les plus fréquents: introns 7 et 44 • Duplications: 5% • Mutations ponctuelles: 30%

Diagnostic génétique Southern-blot PCR multiplex Témoin kb Patient 45 48 19 51 17 8 12 44 4 Patient

Origine de la mutation 1/3 survenue par la grand-mère 1/3 survenue par -mère 1/3 survenue chez le patient Grande fréquence des néomutations Liée à la présence de séquences répétées

Anticorps anti-dystrophine 3’ 79 71 65 53 47 42 36 31 25 17 12 8 5 1 Dys 2 Anticorps Dys 1 Dys 3 5’ exon

Dys 1 427 k. Da Dys 2 Be r nn e ch e ck e Du oi n r ck e nn e ch e m Té Be Du oi n m Té western blot

Corrélations génotype/phénotype Délétions • Pas de corrélation évidente avec la taille • Respect ou non du cadre de lecture +++ • Meilleure corrélation: taux résiduel de dystrophine

Corrélations génotype/phénotype 3’ 79 71 65 53 47 42 36 31 25 17 12 8 5 1 Retard Mental fréquent Becker typique Becker bénin ou asymptomatique Becker sévère 5’ exon

Corrélations génotype/phénotype Retard mental • Del du promoteur cérébral et QI nal • Del de n’importe quelle région et QI nal • Atteinte variable pour une même région • Délétions parties distales du gène (intron 44, exon 52)

Les dystrophies musculaires: un groupe d ’affections très hétérogènes • Modes de transmission différents ( Récessif lié à l ’X, Autosomique récessif, Autosomique dominant) • Mutation de gènes du complexe de la dystrophine (Sarcoglycanes…), de proteines de la matrice extracellulaire (mérosine, collagène VI. . ), de la lame basale nucléaire (Emerine, lamine A/C…)

Matrice extracellulaire Sarcolemme 2 1 n. NOS Fibre musculaire Noyau Lamines A/C Membrane nucléaire Emerine

Diagnostic des conductrices I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 IV 1 2 3 4

Diagnostic des conductrices I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 IV 1 2 3 4

Diagnostic des conductrices • Taux de CPK augmenté chez 2/3 des conductrices seulement • Lié au phénomène de lyonisation (inactivation aléatoire du chromosome X dans les cellules) • Si le taux de CPK est normal, on ne peut pas conclure ++ • Calculs en fonction du taux de CPK et du nombre d ’atteints = théorème de Bayes

Diagnostic des conductrices Comment faire le diagnostic de conductrice en biologie moléculaire ?

Diagnostic des conductrices • QMF-PCR mais pas toujours facile +++ • Etude indirecte (étude de liaison) avec des marqueurs (RFLP ou microsatellites)

Diagnostic des conductrices 1 1 2 5 2 1 2 4 6 1 3 4 1 5 2 1 2 5 1 2 6 1 4 1 + Ou ? 1 2 4 3

Conductrices symptomatiques • Un certain nombre de femmes conductrices présentent des signes de la maladie • Il s ’agit le plus souvent d ’une forme type DMB • Importance de la surveillance cardiaque ++ • L ’âge de début est très variable et la présentation clinique souvent trompeuse • Le diagnostic n ’est pas évident en l ’absence d ’homme atteint dans la famille

Conductrices symptomatiques I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 IV 1 2 3 4 Existe-t-il une ou plusieurs explications sur le plan génétique ?

Conductrices symptomatiques Mécanismes génétiques parfois impliqués: • Homozygotie • Syndrome de Turner +++ • Anomalie translocation ou délétion impliquant le chromosome X (normal ou muté) • Biais d ’inactivation du chromosome X ++ (lyonisation)

Diagnostic prénatal 1) Quelles sont les indications de DPN ? 2) jusqu’à quel terme peut-il être réalisé en France ? 3) La DMD est-elle une indication de DPN ?

Diagnostic prénatal • Le DPN peut-être réalisé dans le cas d’une affection d’une particulière gravité incurable au moment du diagnostic • Il peut être réalisé jusqu’au terme • Effectué par ponction de villosités choriales (ou biopsie de trophoblaste) ou par amniocentèse

Diagnostic prénatal • Quelle technique de biologie moléculaire utiliser ? • Quel(s) examen(s) doit on réaliser conjointement ?

Diagnostic prénatal Diagnostic direct si mutation connue Foetus 45 48 19 17 51 8 12 44 4 Patient

Diagnostic prénatal 1 1 2 7 5 5 1 2 2 2 6 3 1 1 4 5 Diagnostic indirect si mutation inconnue

Diagnostic prénatal • On réalise systématiquement une étude du sexe fœtal (caryotype et éventuellement microsatellites) • En cytogénétique (légal) +/- en biologie moléculaire avec des microsatellites (plus rapide) • L’étude est poursuivie s’il s’agit d’un garçon

Diagnostic prénatal 1 1 2 5 5 1 2 2 6 1 7 1 1 4 5 2 6 4 ? 3 5

Diagnostic prénatal • Il s’est produit une recombinaison entre les deux chromosomes maternels • L’interprétation dépend de la position des marqueurs par rapport au gène de la dystrophine 1 5 6 DMD ? 4 • Le risque d’erreur diminue si on utilise des marqueurs intragéniques

Diagnostic prénatal Comment faire un DPN si la mutation est inconnue et le cas index DCD ?

Diagnostic prénatal • Test d’exclusion (si homme sain) • Biopsie musculaire fœtale + WB • Sinon, diagnostic de sexe

Conseil génétique et formes atypiques I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 IV 1 2 3 4

Conseil génétique et formes atypiques • Garçon de 2 ans ½ • Pas d’ATCD familial • Légère boiterie transitoire avec impression de douleurs musculaires • CPK élevées (2000 UI) • Délétion exons 44 -52 • Mère conductrice, grand-mère non conductrice • Pronostic pour l’enfant ? DMD ? DMB ?

Conseil génétique et formes atypiques I 1 II 1 2 2 3 4 III 1 2 3 4 Pas de demande de DPN IV 1 2 3

Conseil génétique et formes atypiques • Grand-père porteur et asymptomatique (72 ans) • Idem grand-oncle maternel (68 ans) • Idem cousin maternel (47 ans) • Intérêt de l’étude des 2 grand-parents +++ • Modification du pronostic: risque faible de développer une forme sévère • Remarque: même délétion dans formes DMB et DMD