Identification et validation d’un nouveau variant pathogène dans la

sous-unité 20 du médiateur

Nadège CALMELS

1 Laboratoire de Génétique médicale, INSERM UMR1112, Faculté de médecine, Strasbourg

2 Laboratoires de diagnostic génétique, Pole de Biologie, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg

Colloque scientifique régional FMR "La recherche dans les maladies rares"Strasbourg, 28 Février 2020

SYNDROME DE COCKAYNE ETMALADIES DE LA REPARATION DE L’ADN

Le syndrome de Cockayne (CS)

Fréquence: très rare - 2 cas par million de

naissance (1 à 2 nouveaux cas/an en France)

Autosomique récessive

Signes cliniques:

• Retard de croissance

• Microcéphalie progressive

• Déficit intellectuel

• Atteintes neurologiques

• Atteintes sensorielles

• Anomalies dentaires

• Photosensibilité modérée (coups de soleil)

• Traits morphologiques particuliers

• Sévérité variable

Les maladies de la réparation de l’ADN

par excision de nucléotides (NER)

Maladies de la réparation de l’ADN

par excision de nucléotides:

- Syndrome de Cockayne

- Xeroderma pigmentosum

- Trichothiodystrophie

enfantsdelalune.org

www.emmavie.fr

Caractérisation des patients CS

• Epidémiologique et clinique: fréquence, description clinique, classification, courbes de

croissance, score diagnostic,….

• Cohorte de près de 400 patients suspects de CS, dont 131 diagnostics confirmés au

niveau moléculaire

• Cellulaire

RRS (recovery of RNA synthesis):

teste la réparation couplée à la transcriptionUDS (unscheduled DNA synthesis):

teste la réparation globale

Laugel V et al, Eur J Hum Genet, 2008

Témoin normal

Caractérisation des patients CS

• Epidémiologique et clinique: fréquence, description clinique, classification, courbes de

croissance, score diagnostic,….

• Cellulaire

• Moléculaire: 2 gènes majoritairement impliqués, CSA et CSB

• Cohorte de près de 400 patients suspects de CS, dont 131 diagnostics confirmés au

niveau moléculaire

Laugel V et al, Hum Mut, 2009

Calmels N et al, J Med genet, 2018

Les leçons de ces 10 dernières années

Ferri D, Orioli D, Botta E, Clin Genet, 2020

• Hétérogénéité génétique et chevauchement des maladies de la voie NER:

intérêt des approches moléculaires « haut débit »

• Maladies de la réparation et de la transcription

Patients CS-like

• Signes cliniques en faveur d’un syndrome de Cockayne

• Absence de variant pathogène dans les 18 gènes de la voie NER

Séquençage d’exomes en trio

NOUVEAU VARIANT PATHOGÈNE DANS LA SOUS-UNITÉ 20 DU MÉDIATEUR

Le médiateur: structure

• Complexe multiprotéique très

conservé au sein des eucaryotes

• Constitué de 30 sous-unités chez les

mammifères

• Organisé en 4 modules: tête, milieu,

queue, module kinase

• MED20 localisé dans la tête

12/12L

CDK

8/19

CCNC

6

22

11

18

23

16

29

2728

30

24

25

20

31

21

10

19

CKM

Tête

Queue

Milieu

Colonne vertébrale

Le médiateur: fonction

• Rôle majeur dans la transcription: transmettre les signaux des facteurs de

transcription liés aux éléments régulateurs de l'ADN à la machinerie basale de

transcription (RNApolII, facteurs généraux de la transcription), assemblée au niveau

des promoteurs, pour contrôler l'initiation de l’expression des gènes

• Autres fonctions: réparation de l’ADN

Promoteur

Facteursspécifiques

PromoteurMachinerie de base

Promoteur

Médiateur

Le médiateur: pathologies associées

12/12L

CDK

8/19

CCNC

6

22

11

18

23

16

29

2728

30

24

25

20

31

21

10

19

CKM

Tête

Queue

Milieu

Colonne vertébrale

DI syndromique: MED12 et MED12L

DI syndromique/non syndromique: MED23

DI syndromique: MED25

Neurodégénérescence, atrophie

cérébrale et cérébelleuse,

spasticité, DI:

MED20

MED17

DI: MED24

DI syndromique: MED13 et MED13L

DI syndromique: CDK19

Cas clinique: L.

Couple non consanguin en bonne santé

Microcéphalie progressive sévère

Retard de croissance (poids +++), gastrostomie à 5 ans

Retard psychomoteur et DI sévère (tenue de tête non acquise à 8 ans)

Syndrome pyramidal

Syndrome extra pyramidal avec dystonie invalidante

Scoliose

Cataracte bilatérale congénitale

Epilepsie, apparue à l'âge de 9 ans

Scanner/IRM:

- atrophie cérébrale et cérebelleuse

- hypomyélinisation

- hypotrophie du tronc cérébral

Résultats du séquençage d’exome en trio

Présence de 2 variants hétérozygotes dans le gène MED20 (NM_004275.4)

Autres patients MED20

Méthode Résultats Variations

Littérature: Vodopiutz J, 2015, Eur J Pediatr 2 sœurs c.341G>C p.Gly114Ala homozygote

Revue des dossiers cliniques et séquençage Sanger MED20: Boujelbene I,

interne

/ /

GeneMatcher: Retterer K, Société GeneDx et

Hamosh A, Applegate C, Baltimore

2 frères

+/+ +/+ +/++/-

+/- +/-? ?

Famille 1 Famille 2Vodopiutz J, 2015, Eur J Pediatr

Famille 3

c.[341G>C];[341G>C]

Présentation clinique des patients MED20

Patient 1 Patient 2 Patient 3 Patient 4 Patient 5

Sexe F F F M M

Age au dernier rapport 11 ans 16 ans 2 ans ½ 14 ans 9 ans

Période anténatale RAS RAS RAS

Microcéphalie + + +

Retard de croissance + +

Retard psychomoteur/DI + + + +

Spasticité + + +

Dystonie + +

Cataracte bilatérale + + + -

Epilepsie + - - + +

Scoliose + +

Atrophies cérébrale et

cérébelleuse+ + + Atrophie

cérébrale

Atrophie cérébrale

Hypotrophie du tronc cérébral + Dégénération des

ganglions de la base

Dégénération des

ganglions de la base

Autre Strabisme convergent Ataxie Maladie de

Hirschsprung

Tests cellulaires de réparation de l’ADN

Témoin normal

et 3 parents

4 patients

MED20

Témoin positif CS

Témoin positif XP

Témoin normal

RRS

UDS: réparation globale

Conclusion et perspectives

• Famille 1: diagnostic moléculaire �diagnostic prénatal

• Mieux définir le spectre clinique, l’histoire naturelle du déficit en MED20

• Nouveau champ de recherche: médiateur et pathologies humaines

- Banque de cellules de patients mutés dans le médiateur

- Intégrité du complexe (qRT-PCR, WB)

- Interactions entre les différentes sous-unités (coIP)

Remerciements

Laboratoire de Génétique médicale, Strasbourg

Imène BOUJELBENE

Hélène DOLLFUS

Véronique GEOFFROY

Sana KAROUI

Vincent LAUGELNicolas LE MAY

Cathy OBRINGER

Cliniciens et collaborateurs

Domitille GRAS, Hôpital Robert Debré, Paris

Florence RENALDO, Hôpital Robert Debré, Paris

Sylviane PEUDENIER, Brest

Julia VODOPIUTZ & Andreas JANECKE, Vienne, Autriche

Kyle RETTERER, GeneDx, Gaithersburg, USA

Ada HAMOSH & Carolyn APPLEGATE, Baltimore, USA

Les patients et leur famille

Laboratoire de Diagnostic Génétique, Strasbourg

Imène BOUJELBENEJamel CHELLY

Géraldine GREFF