Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Syndrome métabolique – Génétique moléculaire“

Les modifications métaboliques, respectivement la maladaptation du métabolisme à notre mode de vie moderne, sont associées à un risque élevé de développer des maladies chroniques. Une concentration élevée d'acides gras (par exemple comme conséquence d'une résistance à l'insuline) a une grande importance physiopathologique. Une augmentation de la masse adipeuse comme conséquence d'un excès pondéral et d'une obésité ou la prise fréquente de nourriture sont des causes évitables de concentration élevée en acides gras libres. Il semble que le syndrome métabolique soit le résultat d'une prédisposition génétique comme réponse à une «préparation métabolique» de notre mode de vie moderne. Il existe des stratégies simples de prévention et aussi de traitement du syndrome métabolique comme la prévention d'un excès pondéral et de l'obésité, une augmentation de l'activité physique, et aussi la réduction du nombre de repas.

Le syndrome de Schwartz-Jampel (SJS, OMIM #255800) est une affection génétique ultra-rare définie par des manifestations myotoniques et des anomalies ostéo-articulaires. Transmis selon un mode autosomique récessif, sa prévalence est plus élevée dans les zones de forte endogamie. La découverte du gène HSPG2 codant une protéine de la lame basale a permis de mieux en délimiter les contours nosologiques. Le diagnostic est généralement très fortement suspecté cliniquement puis confirmé en biologie moléculaire. Le traitement reste à ce jour essentiellement symptomatique.

La maladie de Morquio A, ou mucopolysaccharidose de type IV A (Morquio A syndrome, MPS IVA), est une maladie génétique rare ; multisystémique, et extrêmement invalidante. Elle est liée à un déficit enzymatique en N-acétylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (GALNS), enzyme lysosomale responsable de la dégradation du kératane sulfate (KS) et de la chondroïtine-6-sulfate (C6S), éléments présents principalement dans le cartilage et la cornée. Cette maladie métabolique se manifeste principalement par une atteinte osseuse constante, sous forme d’une dysplasie spondylo-épi-métaphysaire progressive, et des complications ophtalmologiques, auditives et cardiaques plus modérées d’apparition tardive. Nous relatons le cas d’un enfant âgé de 8 ans qui présente cette pathologie, en étayant ses caractéristiques cliniques, et ses modalités thérapeutiques pluridisciplinaires.

Une patiente de 25 ans souffrait des douleurs articulaires du genou et de la hanche depuis l'âge de 11 ans. Quand elle avait 16 ans une ostéotomie correctrice fémorale proximale fut accomplie. À l'âge de 25 ans, lors de l'admission dans la clinique de réhabilitation, elle présentait du point de vue clinique et radiologique une polyarthrose généralisée précoce. L'analyse génétique moléculaire confirmait le diagnostic de syndrome de Stickler. Avec la présentation de ce cas nous montrons l'importance d'établir le diagnostic du syndrome de Stickler. Notre but est aussi de décrire les principes du traitement de l'arthrose et la possibilité de confirmer le diagnostic par des analyses génétiques moléculaires.

La protéine de liaison à l’ARN, Fragile Mental Retardation Protein (FMRP) est une protéine conservée dans l'évolution et particulièrement abondante dans le cerveau en raison de sa forte expression dans les neurones. L'absence de FMRP est responsable du syndrome du X Fragile, première cause du retard mental héréditaire. Cette protéine semble jouer un rôle important dans la régulation de la traduction des ARNm, puisqu’elle se retrouve sur les polyribosomes en traduction active. Elle se retrouve également dans des structures contenant des ARNm sous forme réprimée ce qui suggère qu’elle se comporte plutôt comme une protéine ayant un rôle de répresseur traductionnel. Il a déjà été montré que la surexpression de la protéine FMRP chez les mammifères peut induire la formation de granules cytoplasmiques d'ARN qui ressemblent aux granules neuronaux et aux granules de stress. Les mécanismes de formation de ces granules FMRP et leur dynamisme sont cependant totalement inconnus. Contrairement à FMRP chez les mammifères qui a deux homologues (FXR1 et FXR2), la drosophile possède un seul gène codant pour dFMRP. L'utilisation de ce modèle simple nous a permis d’étudier la formation des granules dFMRP et le rôle de dFMRP dans la formation des granules de stress. Nous avons pu montrer que l'expression de dFMRP dans les cellules de la drosophile induit la formation de granules dynamiques. La formation de ces granules dFMRP se fait sans activation d’une réponse générale au stress et leur mécanisme de formation ne ressemble pas à celui des granules de stress. La formation de ces granules implique le domaine de dimérisation de dFMRP. Ce domaine ne semble cependant pas important pour le recrutement de la protéine dans les granules de stress. Nos expériences de FRAP montrent que le domaine de dimérisation de dFMRP est plutôt nécessaire à la mobilité de la protéine entre les granules de stress et le cytoplasme. Dans l'ensemble, nos études suggèrent que la dimérisation de dFMRP est un événement important pour l’induction des granules-dFMRP et permet le trafic de dFMRP entre les granules à ARN et le cytoplasme.

Les modifications épigénétiques - associant une méthylation de l’ADN et des modifications des histones - assurent par un remodelage adéquat de la chromatine la modulation de l’expression des gènes. Ces modifications sous-tendent la programmation, au cours du développement foetal et postnatal, aboutissant au façonnage des tissus et des organes. Outre l’héritage d’un “génotype d’épargne“, les individus avec les désordres métaboliques conduisant au syndrome métabolique, à l’obésité, au diabète de type 2 et aux maladies cardiovasculaires ont subi au cours de fenêtres critiques du développement une « programmation épigénétique » anormale en liaison avec les déséquilibres nutritionnels et les défauts métaboliques de la mère pendant la gestation et la lactation. Une programmation erronée peut avoir des effets sur la santé de l’enfant et surtout plus tard à l’âge adulte et pourrait même être transmise à la génération suivante. Les marques et processus épigénétiques et en particulier celles portées par les transposons et les gènes soumis à empreinte sont, du fait de leur labilité, hautement sensibles aux agents environnementaux et en particulier à l’alimentation et, en principe, réversibles. Elles jouent donc un rôle crucial au cours du développement et de l’évolution. Dans cette revue, nous décrivons brièvement les conséquences physiopathologiques, à l’âge adulte, des conditions nutritionnelles influençant les principales étapes de la programmation épigénétique au cours du développement foetoplacentaire et post-natal, les coadaptations évolutives des générations et les effets trans-générationnels, ainsi que les principaux objectifs actuelsde recherche
Epigenetic changes associated with DNA methylation and histone modifications leading to chromatin remodeling and regulation of gene expression underlie the developmental programming of obesity, type 2 diabetes, cardiovascular diseases and metabolic syndrome. This review focuses on converging data supporting the hypothesis that, in addition to "thrifty genotype" inheritance, individuals with obesity, type 2 diabetes, and metabolic syndrome (MetS) with an increased risk of cardiovascular diseases have suffered improper "epigenetic programming" during their fetal/postnatal development due to maternal inadequate nutrition and metabolic disturbances and also during their lifetime, that could even be transmitted to the next generation(s). We highlight the susceptibility of epigenetic mechanisms controlling gene expression to environmental influences due to their inherent malleability, emphasizing the participation of transposable elements and the potential role of imprinted genes during critical time windows in epigenetic programming, from the very beginning of development, throughout life. Increasing our understanding on epigenetic patterns significance and their role in development, evolution and adaptation and on small molecules (nutrients, drugs) that reverse epigenetic (in)activation should provide us with the means to "unlock" silenced (enhanced) genes, and to "convert" the obsolete human thrifty genotype into a "squandering" phenotype

La perturbation des mécanismes de réponse au stress chez les organismes peut entraîner une dysfonction cellulaire et des maladies telles que le syndrome métabolique. L'équilibre énergétique est principalement régulé par le système nerveux central (SNC), qui intègre des signaux hormonaux, neuronaux et alimentaires provenant de divers tissus. Une dysfonction de ce système est liée à l'obésité et au syndrome métabolique, qui sont tous deux des précurseurs du diabète de type 2 (T2D). Notre laboratoire a découvert que la protéine kinase ID dépendante du calcium/calmoduline (CaMK1D), un gène associé au T2D, favorise la prise alimentaire médiée par la ghréline chez les souris. Cependant, le rôle de la signalisation de CaMK1D dans les neurones NPY/AgRP reste encore à éclaircir. Dans cette étude, nous avons réalisé un séquençage de l'ARN en utilisant la lignée cellulaire hypothalamique GT1-7. Nous avons ainsi découvert que CalHM6 est une cible potentielle en aval de la signalisation de CaMK1D. Les niveaux d'ARNm de CalHM6 sont ainsi significativement augmentés dans les cellules CaMK1D-/- et sont réduits lorsque CaMK1D est ré-exprimé. Cela a également été confirmé in vivo dans l'hypothalamus des souris CaMK1D-/-. CalHM6, probablement un canal calcique dépendant du voltage, a montré des niveaux intracellulaires de Ca2+ augmentés en réponse à la ghréline dans les cellules CaMK1D-/- par rapport aux cellules CaMK1D+/+ en utilisant la méthode jGCamps. En résumé, notre travail a montré que CalHM6 est une nouvelle cible de CaMK1D. Une expression élevée de CaMK1D, entraînant une faible expression de CalHM6, pourrait ainsi favoriser la prise alimentaire et l'obésité en modulant la signalisation dépendante du calcium dans les neurones NPY/AgRP
Disruption of stress response mechanisms in organisms can lead to cellular dysfunction and diseases like metabolic syndrome. Energy balance is mainly regulated by the central nervous system (CNS), which integrates hormonal, neuronal, and dietary signals from various tissues. Dysfunction in this system is linked to obesity and metabolic syndrome, both precursors to type 2 diabetes (T2D). Our laboratory discovered that calcium/calmodulin-dependent protein kinase ID (CaMK1D), a gene associated with T2D, promotes ghrelin-mediated food intake in mice. However, CaMK1D signaling in NPY/AgRP neurons still remains questions. In this work, we proformed RNA sequencing using the GT1-7 hypothalamic cell line. To this end, we found that CalHM6 is a downstream target of CaMK1D signaling. CalHM6 mRNA levels were significantly upregulated in CaMK1D-/- cells and downregulated when CaMK1D was re-expressed. This was confirmed in vivo in the hypothalamus of CaMK1D-/- mice. CalHM6, likely a voltage-gated calcium channel, showed increased intracellular Ca2+ levels in response to ghrelin in CaMK1D-/- cells compared to CaMK1D+/+ cells using jGCamps method. Altogether, our work showed CalHM6 is a novel target of CaMK1D. High CaMK1D, leading to low CalHM6 expression, may enhance food intake and obesity by modulating calcium-dependent signaling in NPY/AgRP neuron

Le concept de syndrome métabolique correspond à une association non fortuite chez un individu d'une obésité abdominale, d'une hyperglycémie, d'une hypertriglycéridémie, d'une hypoalphalipoproteinémie (faible taux de HDL-cholestérol) et d'une hypertension artérielle. La détection de sujets présentant ce syndrome permet d'identifier des individus à haut risque cardiovasculaire. Le syndrome métabolique est un désordre complexe et multifactoriel dont l'origine est due à l'interaction entre facteurs génétiques et environnementaux. Dans le but d'identifier de nouveaux facteurs de susceptibilité génétique aux phénotypes du syndrome métabolique, nous nous sommes intéressés à la variabilité génétique commune des gènes codant les récepteurs nucléaires LXRs (liver X receptor) ainsi qu'à la famille de protéines plasmatiques ANGPTLs (angiopoietin-like proteins) dans des études de population d'adultes (MONICA) et d'adolescents (HELENA) (n=1200 chacune). Nous avons mis en évidence une association entre le polymorphisme rs11039155 du gène codant LXRalpha et une diminution de 30% du risque de syndrome métabolique dans les échantillons MONICA Lille et Toulouse. De plus, ce polymorphisme est associé à une augmentation de la concentration plasmatique en HDL-cholestérol (Legry et al 2008). Nous n'avons pas détecté d'impact significatif de ce polymorphisme sur l'expression du gène codant LXRa ou de son gène cible ATP-binding cassette transporter A1 (ABCA1) dans des cultures primaires de macrophages humains. Cependant, l'impact de ce polymorphisme sur la concentration plasmatique en HDL-cholestérol a été confirmé dans l'étude HELENA. Concernant le gène codant LXRbeta, le polymorphisme rs17373080 est associé à une augmentation de 26% du risque d'obésité dans les études MONICA Lille et Toulouse et de 59% du risque de surpoids dans HELENA. Des études fonctionnelles de transfection cellulaire suggèrent que ce polymorphisme pourrait moduler l'expression de LXRbeta in vitro. Nous avons également étudié la variabilité génétique commune de ANGPTL3, 4 et 6, protéines impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique. Le polymorphisme rs11207997 de ANGPTL3 est associé à une diminution des taux de HDL-cholestérol et d'ApoA1 dans les études MONICA Lille et HELENA. Par ailleurs, le polymorphisme rs4076317 de ANGPTL4 est associé à une augmentation de l'adiposité dans les études MONICA Lille et HELENA (Legry et al, soumis). De plus, nous avons analysé la variabilité génétique de ANGPTL6. Après avoir évalué la fréquence de 17 polymorphismes génétiques dans une centaine d'individus pris au hasard, nous avons montré que 4 polymorphismes (rs6511435, rs8112063, rs11671983 et rs15723) couvrent plus de 95% de la variabilité génétique connue de ANGPTL6. Le polymorphisme rs8112063 est associé à une diminution de la glycémie dans les études MONICA Lille, Toulouse et Strasbourg combinées. De plus, le polymorphisme rs6511435 est associé à une légère augmentation (20%) du risque de syndrome métabolique dans ces populations (Legry et al 2009, sous presse). Enfin, nous avons confirmé l'impact du polymorphisme rs9939609 du gène FTO (fat-mass and obesity-associated) sur le risque d'obésité (+29%) et de diabète de type 2 (+45%) dans les études MONICA Lille, Toulouse et Strasbourg (Legry et al, sous presse). En conclusion, ces résultats suggèrent un impact non négligeable de la variabilité génétique des gènes codant les LXRs et les ANGPTLs dans la détermination du profil gluco-lipidique et de la masse grasse ainsi que le risque de syndrome métabolique chez l'Homme

Le syndrome métabolique (SM) est un concept complexe caractérisé par un ensemble de facteurs de risque cardiovasculaire dont l'origine est la résultante d'interactions mettant en jeu des facteurs génétiques et environnementaux. Le travail présenté dans cette thèse a porté sur l'étude du SM dans une population de familles supposées saines: la cohorte STANISLAS. Pour appréhender la complexité du SM nous avons utilisé les méthodes statistiques et la fouille de données, soit séparément, soit en combinaison. Nous avons mis au point une méthodologie pour la fouille de cohortes qui, à partir de l'extraction de motifs fréquents et de règles d'associations, permet à l'expert du domaine de générer de nouvelles hypothèses de recherche à valider par des tests statistiques ou par de nouvelles expériences en biologie. Par ailleurs, étant donné que les connaissances intéressantes pour l'expert concernent le SM, un état qui reste peu fréquent ( ou exceptionnel) chez les individus apparemment sains de la cohorte STANISLAS, nous avons posé les prémisses d'un nouvel algorithme qui recherche les motifs rares. Ainsi, les principaux résultats de cette thèse ont été obtenus par la mise en oeuvre d'études épidémiologiques et/ou de méthodes de fouille de données, en considérant l' entité SM dans son ensemble ou en prenant ses facteurs associés(insulino-résistance, dyslipidémie, inflammation) séparément. Après avoir mené une analyse descriptive du SM dans la cohorte STANISLAS, nous avons réalisé une étude longitudinale tenant compte de deux visites. Nos résultats font état d'un pourcentage non négligeable d'individus présentant un SM de la cohorte STANISLAS. La prévalence du SM (définition NCEP-ATPIII) est de 5,9% et 2,1% à l'inclusion et atteint 7,2% et 5,4% cinq ans plus tard, chez les hommes et chez les femmes respectivement. Par ailleurs, chez un enfant, la présence d'un SM chez un des parents semble être prédictive de valeurs plus importantes pour les concentrations en TNF-a et moins importantes pour les concentrations en HDL-C, deux indicateurs majeurs du risque cardiovasculaire. Partant du constat que les définitions disponibles du SM ne sont pas adaptées à l'étude de la cohorte STANISLAS, nous avons cherché les paramètres qui séparent le mieux les individus selon leur statut SM, pour les définitions EGIR, NCEP-ATPIII et OMS grâce à une série d'analyses discriminantes. De plus, une analyse factorielle a permis de donner une vue globale des facteurs associés au SM. La suite des expérimentations a considéré l'étude séparée des processus d'insulinorésistance (IR), de dyslipidémie et d'inflammation. L'IR a été abordée à travers l'étude de la concentration en insuline à jeun. Nous avons déterminé les facteurs biologiques et génétiques influençant la concentration en insuline chez les individus de la cohorte STANISLAS et établi des valeurs de référence de l'insulinémie dans cette population. Nos résultats suggèrent un rôle important pour le polymorphisme -455G/A du gène du fibrinogène dans l'insulinémie chez les hommes et les femmes, soit directement soit par l'intermédiaire d'interactions avec l'environnement. Les résultats concernant le processus de dyslipidémie ont été obtenus grâce à des hypothèses générées à l'aide de la fouille de données et validées par les statistiques. Des interactions impliquant des polymorphismes génétiques du métabolisme lipidique (APOE codons 112/158 et APOB Thr71Ile) et l' environnement ont été mises en évidence. Par ailleurs, nous avons trouvé une association entre le polymorphisme APOB Thr71Ile et le risque de développer un SM. Enfin, nous avons considéré l'état pro-inflammatoire existant dans le SM par l'étude du TNF-a et de l'IL-6. Nous avons recherché les facteurs de variation biologiques de ces deux cytokines, établi leur ressemblance familiale et analysé les associations potentielles entre les polymorphismes génétiques de ces deux cytokines et les concentrations de leurs protéines correspondantes. En conclusion, nous avons montré que même les individus d'une population apparemment saine peuvent être atteints d'un SM. Nous avons essayé d'apporter des premiers éléments de réponse concernant la complexité du SM et de ses facteurs associés grâce à l'utilisation combinée de méthodes de fouille de données et de statistiques. La méthodologie proposée pour la fouille de cohortes et pour la découverte de motifs rares se veut ouverte et applicable à d'autres cadres d'étude, que ce soit en biologie ou dans d'autres domaines.

Le syndrome métabolique (SM) est un concept complexe caractérisé par un ensemble de facteurs de risque cardiovasculaire dont l'origine est la résultante d'interactions mettant en jeu des facteurs génétiques et environnementaux. Le travail présenté dans cette thèse a porté sur l'étude du SM dans une population de familles supposées saines: la cohorte STANISLAS. Pour appréhender la complexité du SM nous avons utilisé les méthodes statistiques et la fouille de données, soit séparément, soit en combinaison. Nous avons mis au point une méthodologie pour la fouille de cohortes qui, à partir de l'extraction de motifs fréquents et de règles d'associations, permet à l'expert du domaine de générer de nouvelles hypothèses de recherche à valider par des tests statistiques ou par de nouvelles expériences en biologie. Par ailleurs, étant donné que les connaissances intéressantes pour l'expert concernent le SM, un état qui reste peu fréquent ( ou exceptionnel) chez les individus apparemment sains de la cohorte STANISLAS, nous avons posé les prémisses d'un nouvel algorithme qui recherche les motifs rares. Ainsi, les principaux résultats de cette thèse ont été obtenus par la mise en oeuvre d'études épidémiologiques et/ou de méthodes de fouille de données, en considérant l' entité SM dans son ensemble ou en prenant ses facteurs associés(insulino-résistance, dyslipidémie, inflammation) séparément. Après avoir mené une analyse descriptive du SM dans la cohorte STANISLAS, nous avons réalisé une étude longitudinale tenant compte de deux visites. Nos résultats font état d'un pourcentage non négligeable d'individus présentant un SM de la cohorte STANISLAS. La prévalence du SM (définition NCEP-ATPIII) est de 5,9% et 2,1% à l'inclusion et atteint 7,2% et 5,4% cinq ans plus tard, chez les hommes et chez les femmes respectivement. Par ailleurs, chez un enfant, la présence d'un SM chez un des parents semble être prédictive de valeurs plus importantes pour les concentrations en TNF-a et moins importantes pour les concentrations en HDL-C, deux indicateurs majeurs du risque cardiovasculaire. Partant du constat que les définitions disponibles du SM ne sont pas adaptées à l'étude de la cohorte STANISLAS, nous avons cherché les paramètres qui séparent le mieux les individus selon leur statut SM, pour les définitions EGIR, NCEP-ATPIII et OMS grâce à une série d'analyses discriminantes. De plus, une analyse factorielle a permis de donner une vue globale des facteurs associés au SM. La suite des expérimentations a considéré l'étude séparée des processus d'insulinorésistance (IR), de dyslipidémie et d'inflammation. L'IR a été abordée à travers l'étude de la concentration en insuline à jeun. Nous avons déterminé les facteurs biologiques et génétiques influençant la concentration en insuline chez les individus de la cohorte STANISLAS et établi des valeurs de référence de l'insulinémie dans cette population. Nos résultats suggèrent un rôle important pour le polymorphisme -455G/A du gène du fibrinogène dans l'insulinémie chez les hommes et les femmes, soit directement soit par l'intermédiaire d'interactions avec l'environnement. Les résultats concernant le processus de dyslipidémie ont été obtenus grâce à des hypothèses générées à l'aide de la fouille de données et validées par les statistiques. Des interactions impliquant des polymorphismes génétiques du métabolisme lipidique (APOE codons 112/158 et APOB Thr71Ile) et l' environnement ont été mises en évidence. Par ailleurs, nous avons trouvé une association entre le polymorphisme APOB Thr71Ile et le risque de développer un SM. Enfin, nous avons considéré l'état pro-inflammatoire existant dans le SM par l'étude du TNF-a et de l'IL-6. Nous avons recherché les facteurs de variation biologiques de ces deux cytokines, établi leur ressemblance familiale et analysé les associations potentielles entre les polymorphismes génétiques de ces deux cytokines et les concentrations de leurs protéines correspondantes. En conclusion, nous avons montré que même les individus d'une population apparemment saine peuvent être atteints d'un SM. Nous avons essayé d'apporter des premiers éléments de réponse concernant la complexité du SM et de ses facteurs associés grâce à l'utilisation combinée de méthodes de fouille de données et de statistiques. La méthodologie proposée pour la fouille de cohortes et pour la découverte de motifs rares se veut ouverte et applicable à d'autres cadres d'étude, que ce soit en biologie ou dans d'autres domaines.

Le syndrome de Waardenburg (WS) est une neurocristopathie englobant des anomalies auditives et pigmentaires et est due à l'absence de mélanocytes dans les cheveux, la peau, les yeux et la cochlée. D'autres signes cliniques comme les anomalies musculo-squelettiques ou craniofaciales, la maladie de Hirschsprung ou des anomalies neurologiques caractérisent les différents sous-types de ce syndrome (WS1-WS4).Depuis la mise en évidence de PAX3 en 1992, cinq gènes majeurs ont été liés au WS. Néanmoins, un grand nombre de cas restent inexpliqués, particulièrement dans le WS2 qui est le sous-type le plus difficile à diagnostiquer cliniquement, du fait de l’absence d’autre signe caractéristique. Les cinq principaux gènes, PAX3, MITF, SOX10, EDNRB et EDN3, semblent faire partie d'un réseau de régulation génique.Le but de mon projet de doctorat portait sur l’amélioration de la compréhension moléculaire et génétique du WS2. Ainsi, un séquençage d’exome a été réalisé sur des trios et des familles atteints de WS2.Après l'identification d'une mutation de EDNRB (précédemment impliqué dans le WS4) chez un patient présentant un WS2, le criblage d'autres cas a révélé des variations supplémentaires dans ce gène. Des investigations cliniques complémentaires, des études moléculaires et des tests fonctionnels in vitro ont révélé un mode d'hérédité dominant avec une pénétrance incomplète. Nous avons estimé que les mutations du gène EDNRB étaient responsables de 5-6% des cas de WS2. Cette découverte contribue à une meilleure compréhension des voies de signalisation moléculaires de ce syndrome et confirme sa complexité génétique
Waardenburg Syndrome (WS) is a neurocristopathy that encompasses both auditory and pigmentary abnormalities and is usually due to an absence of melanocytes from the hair, skin, eyes and cochlea. Additional clinical findings such as musculoskeletal or craniofacial abnormalities, Hirschsprung disease or neurological deficiencies characterize the different subtypes of this syndrome (WS1-WS4).Starting with PAX3 in 1992, five major genes have been linked to WS. Nevertheless, a lot of cases remain unexplained, especially in WS2, which is the most difficult subtype to diagnose on the clinical point of view as it lacks any other feature. The five main genes; PAX3, MITF, SOX10, EDNRB and EDN3, seem to be part of a gene regulatory network.My PhD project was to enhance the molecular and genetic understanding of WS2. To do so, whole exome sequencing was performed on trios and families with WS2. After the identification of a mutation in EDNRB (previously involved in WS4) in a WS2 patient, screening of other cases revealed additional variations in this gene. Complementary clinical investigations, molecular studies and in vitro functional tests unraveled a dominant mode of inheritance with incomplete penetrance. We evaluated EDNRB mutations to be responsible for 5-6% of WS2 cases. This discovery helps in better understanding the molecular pathways of this syndrome and further confirms its genetic complexity

Le syndrome métabolique est caractérisé par un regroupement de facteurs de risque présents chez un même individu et augmentant ainsi ses chances de développer le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Il est donc important de comprendre l’étiologie génétique de ce trait. Dans cette thèse, une multitude d’approches génétiques ont été utilisées afin d’apporter un brin de connaissance sur l’architecture génétique du syndrome métabolique et de ses composantes individuelles. Trois gènes candidats ont été testés incluant le récepteur activé par les proliférateurs de péroxisomes (PPAR) α et PPARγ ainsi que la protéine de transfert des phospholipides (PLTP). Les gènes PPARα et PLTP ont tous deux été associés significativement avec plusieurs variables d’adiposité. Des effets significatifs d’interaction entre les gènes PPARα et PPARγ ont été obtenus pour les paramètres de glucose et d’insuline. Il a aussi été démontré que le polymorphisme PPARα L162V influence les changements de cholestérol-HDL2 suite à un traitement au gemfibrozil. Par la suite, des criblages génomiques ont été effectués sur les concentrations de lipides et de lipoprotéines plasmatiques. Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées incluant 1q43, 11q13 q24, 15q26.1, et 19q13.32 pour le cholestérol-LDL, 12q14.1 pour le cholestérol-HDL, 2p14, 11p13, et 11q24.1 pour les triglycérides, 18q21.32 pour l’apolipoprotéine (apo) B-LDL, et 3p25.2 pour l’apoAI. La contribution génétique à la variation du diamètre principal des particules LDL (DP-LDL) a aussi été étudiée. Les résultats démontrent une forte ressemblance familiale avec des coefficients d’héritabilité de plus de 50%, la présence d’un gène à effet majeur, et une forte évidence de liaison sur le chromosome 17q. Le gène de l’apoH, localisé à cet endroit, a par la suite été significativement associé au DP-LDL, suggérant que ce gène est responsable du signal de liaison observé sur le chromosome 17. Finalement, une variable quantitative du syndrome métabolique a été construite à l’aide d’une analyse factorielle. Un criblage génomique effectué sur cette variable a démontré une évidence de liaison sur le chromosome 15q, suggérant la présence d’un gène à cet endroit contribuant au regroupement des facteurs de risques caractérisant le syndrome métabolique. Plusieurs de ces résultats devront être répliqués, alors que d’autres méritent d’être suivis.
The metabolic syndrome is a cluster of interrelated cardiovascular risk factors co-occurring in the same individual. People with this syndrome are at increased risk for developing diabetes mellitus and cardiovascular diseases. Accordingly, it is important to elucidate the genetic aetiology governing this trait in order to better comprehend its pathogenesis. In the present thesis, heritability and complex segregation analyses as well as candidate gene and genome-wide scan approaches have been applied to shed some lights on the genetic architecture of the metabolic syndrome and its individual components. A total of three candidate genes have been investigated including peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) α and PPARγ as well as phospholipid transfer protein (PLTP). It has been shown that polymorphisms in both PPARα and PLTP genes are significantly associated with several indices of adiposity. In addition, significant gene-gene interactions have been observed between PPARα and PPARγ on glucose/insulin parameters. It has also been shown that the HDL2-cholesterol response to gemfibrozil therapy is modulated by the PPARα L162V polymorphism. Genome-wide linkage scans have been performed on lipid and lipoprotein concentrations. Many chromosome regions harbouring lipoprotein/lipid genes have been identified including 1q43, 11q13 q24, 15q26.1, and 19q13.32 for LDL-cholesterol, 12q14.1 for HDL-cholesterol, 2p14, 11p13, and 11q24.1 for triglycerides, 18q21.32 for LDL-apolipoprotein (apo) B, and 3p25.2 for apoAI. The genetic contribution of the variation in LDL peak particle diameter (LDL-PPD) has been also investigated. Overall, the results indicate: 1) that LDL-PPD strongly aggregates within families with heritability estimate above 50%; 2) the existence of a major gene effect affecting the phenotype; and 3) the presence of a major quantitative trait locus located on chromosome 17q. The apo H gene, a positional candidate gene, was then significantly associated with LDL-PPD, suggesting that this gene is responsible for the linkage signal observed on 17q. Finally, factor analyses have been used to construct a quantitative metabolic syndrome variable and a genome-wide linkage scan has been conducted to identify the genomic regions underlying this trait. A major quantitative trait locus has been observed on chromosome 15q suggesting a gene within this region contributing to the clustering of the metabolic syndrome-related phenotypes. Many of these findings must go through independent replication, while others produced new leads that deserve follow-up.
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