Le mardi 22 mai 2007 s’est tenu le premier Atelier de l’Institut de Myologie ; il était consacré à la myopathie facio-scapulo-humérale (FSHD). A cette occasion, une douzaine de chercheurs de 6 pays se sont réunis pour faire le point sur les avancées de la recherche sur cette maladie : génétique, physiopathologie et pistes thérapeutiques. Etaient présent : Thomas Voit, Luis Garcia, Nicolas Lévy, Rossella Tupler, Kevin Flanigan, Yegor Vassetsky, Alaxandra Belayew, Richard Lemmers, Julie Dumonceaux, Claude Desnuelle, Dalila Laoudj et François Leterrier.

 

En préambule
FSHD est une dystrophie musculaire qui se caractérise par une atrophie musculaire importante du visage (Facio), des épaules (Scapulo) et des bras (Humérale). C’est la troisième myopathie en termes de fréquence. C’est une maladie génétique autosomique dominante due à des anomalies dans la région des répétitions D4Z4 du chromosome 4 (4q35).

En bref
A propos du diagnostic : Richard Lemmers (NL), Nicolas Levy (F) et Kevin Flanigan (USA) ont confronté leur expérience et avancées en matière de caractérisation génétique de FSHD. Il est clair que les outils de diagnostic se sont affinés ces dernières années. Le lien avec la région D4Z4 est aujourd’hui clairement avéré même s’il subsiste encore des zones d’ombre. Normalement, le nombre de répétions D4Z4 est compris entre 11 et 150. Les patients FSHD en présentent moins d’une dizaine. Il apparaît également que la gravité des symptômes est fonction du nombre de répétions restantes. Ainsi, les patients ayant entre 8 et 10 répétitions peuvent ne présenter que des symptômes très légers. L’impact de gènes modificateurs n’est pas à exclure puisque qu’un nombre de répétitions D4Z4 inférieur à 10 est la plupart du temps synonyme de maladie dans la population caucasienne, alors que dans la population japonaise des individus ayant 6 à 10 répétitions ne sont pas affectés. Enfin, il est aujourd’hui établi que la maladie est toujours liée à l’allèle 4qA et non à l’allèle 4qB.

Les études épidémiologiques font état que l’incidence est de 1/14000 naissances. Tous les cas de FSHD sont liés à une contraction de D4Z4. Les 5 % de cas pour lesquels D4Z4 n’était pas impliqué ont dans leur majorité été reclassés dans d’autres pathologies. Richard Lemmers a présenté la caractérisation de nouveaux bio-marqueurs qui permettront de rendre le diagnostic plus précis. Ces nouveaux marqueurs sont beaucoup plus proches du locus D4Z4 et permettent également de différencier plusieurs variants alléliques 4qA.

 

Transcriptome et protéomique : Kevin Flanigan (USA) et Cecilia Gelfi (I) ont fait état de leurs travaux déjà publiés. Loin d’être source de controverses, leurs travaux soulignent la difficulté de comparer des résultats issus de techniques et de laboratoires différents. Ainsi, plusieurs gènes impliqués ou du moins candidats au mécanisme physiopathologique de FSHD (i.e. FRG2 et Dux4) ne figurent pas sur les « puces » transcriptomes et ne sont pas détectables en protéomique, et il n’est donc pas surprenant qu’aucune modification de leurs niveaux d’expression n’ait été relatée. De même, il existe différentes isoformes de FRG1 non liées à D4Z4 embrouillant sa détection. Enfin, il n’est pas non plus possible d’identifier le produit du gène ANT1 en protéomique dans les conditions expérimentales utilisées.
Cecilia Gelfi a comparé les protéines exprimées dans les muscles vastes latéraux (atteint) et deltoïdes (moins atteint). Les patrons d’expression varient en fonction de l’âge mais il apparaît que les protéines contractiles sont diminuées, les protéines glycolytiques sont augmentées, et que les protéines impliquées dans des voies oxydatives sont diminuées. Ces résultats sont en cours de confirmation par Western blot. Des travaux similaires sont conduits par Dalila Laoudj (F).

Mécanisme physiopathologique : Rossella Tupler (USA) a rappelé ses travaux sur l’effet d’une surexpression de FRG1 humain par transgénèse chez la souris. Fait remarquable, ces souris présentent un index pathologique très proches de FSHD. Ces souris constituent un modèle pertinent pour la recherche de drogues ou d’approches visant à bloquer l’effet d’un « trop » de FRG1. Des études de criblage in vitro sont en cours (chimiothèques du MIT, Harvard) afin d’identifier des molécules atténuant le promoteur de FRG1 ou interagissant directement avec FRG1.

Alexandra Belayew (B) a montré que Dux4 est surexprimé dans les myoblastes de patients FSHD. Son groupe a mis au point un anticorps dirigé contre Dux4. Elle montre aussi que Dux4 est toxique après transfection dans des cellules TE671. Ceci est probablement dû au fait que Dux4 induit une augmentation de la synthèse de certaines caspases dont la transcription est fortement activée (>100 fois) par la partie C terminale de Dux4. Enfin, Dux4 activerait également le gène PitX1, gène homéobox impliqué dans la latérisation chez l’embryon et le développement musculaire. La dérégulation de PitX1 pourrait se révéler délétère pour les cellules musculaires.
Enfin, Julie Dumonceaux (F) confirme en partie les résultats de Rossella Tupler en montrant que la surexpression de FRG1 humain ou murin par transfert de gène (AAV) chez la souris provoque un phénotype dystrophique sévère. Ceci montre que la maladie peut être déclenchée après la naissance et suggère ainsi un rôle mineur de la surexpression de FRG1 pendant le développement embryonnaire. Elle développe à présent des shRNA capables de détruire l’excédent d’ARNm FRG1 produit en situation pathologique.

 

Modification de la chromatine : Les travaux d’Yegor Vassetzky (F) semblent réconcilier toutes les hypothèses physiopathologiques proposées. Le locus D4Z4 normal agirait comme un insulateur (silenceur) en se fixant à la matrice de l’enveloppe nucléaire. Les gènes du voisinage FRG1, FRG2, ANT1 et Dux4 seraient ainsi éteints. Il montre également que la région D4Z4 contient un enhancer activé par le facteur KLF15 (Kruppel like factor 15). Les contractions de D4Z4 rendraient l’insulateur inopérant (i.e. plus d’interaction de S/MAR (scaffold/matrix attached region) avec la matrice nucléaire) et exposeraient les gènes mentionnés (FRG1, FRG2, ANT1, dux4 et par voie de conséquence PitX1) à l’enhanceur/KLF15.

Conclusion
Plusieurs protéines sont à présent bien caractérisées comme étant surexprimées chez les patients FSHD. Il est fort possible que ces protéines fassent partie d’une même cascade d’événements. De nombreux points de convergence émergent. In vitro, D4Z4 régule le promoteur de FRG1 (pas celui de FRG2). Par ailleurs in vitro aussi, les contractions de D4Z4 induisent une surexpression de Dux4. Enfin, in vivo, la surexpression de FRG1 déclenche une dystrophie musculaire mimant FSHD. Une dérégulation de FRG1 est donc suffisante pour provoquer une telle pathologie chez la souris. Dans ces souris, il est par ailleurs observé une surexpression d’ANT1 (comme chez les patients). Remarque : il n’est pas possible de voir une dérégulation de FRG2 car FRG2 n’existe pas chez la souris.
Plusieurs pistes thérapeutiques sont envisagées. Elles portent, pour la plupart, sur une régulation de l’expression génique des gènes au voisinage de D4Z4.
Enfin, Claude Desnuelle (F) a initié un essai clinique de phase 1 de thérapie cellulaire. Il s’agit d’un essai de faisabilité de greffe autologue de myoblastes de muscle peu atteint dans un muscle atteint (jambier antérieur). Trois patients ont déjà été inclus. Six mois après la transplantation, aucun effet indésirable majeur n’a été mesuré. Des études d’évaluation en imagerie (IRM) et des tests de force sont en cours.

 

Au terme de cette journée, les malades ont été invités à questionner les scientifiques.
Au menu : Des études indiquent que la FSH serait liée à la surexpression du gène FRG1. Que se passe-t-il donc chez les patients pour lesquels ce gène n’est pas surexprimé ? Avez-vous des résultats sur l’essai qui consiste à bloquer la myostatine ? Où est-on du diagnostic moléculaire de la FSH ? Quelles propositions pouvez-vous faire pour aller plus vite ?...
Vous pouvez lire les questions des malades, les réponses des chercheurs sur le site web de l'AFM.