Concernant le gène de la sélénoprotéine N, SEPN1, dans lequel nous avons identifié, en 2001, les premières mutations responsables d’une forme de DMC de type « rigid spine muscular dystrophy » ou RSMD (Moghadaszadeh et al 2001), des travaux poursuivis avec Ana Ferreiro (équipe 7) ont montré qu’une déficience en cette protéine était non seulement responsable de myopathie à multi-minicores avec des zones de désorganisation sarcomérique (Ferreiro et al, 2002), mais aussi d’une forme autosomique récessive et précoce avec agrégats de desmine (Ferreiro et al, 2004). Des mutations de SEPN1 ont été également identifiées chez des patients présentant un tableau morphologique de Disproportion Congénitale de type de Fibres (Clarke et al., 2006). Si les conséquences morphologiques de ces mutations sont très variables lors de l’analyse des biopsies musculaires des patients, une grande homogénéité clinique de ces formes a été retrouvée, marquée par une atteinte axiale prédominante conduisant à une insuffisance respiratoire, une rigidité du rachis et une scoliose très précoces.

Nous avons montré, grâce à des anticorps développés en collaboration avec Ulla Wewer (Copenhague, Danemark), que la sélénoprotéine N (SelN) était une glycoprotéine fortement ancrée dans la membrane du réticulum endoplasmique. Cette protéine, dont la fonction est encore inconnue, est plus abondante dans le muscle fœtal que dans le muscle adulte; de même elle est plus exprimée dans les myoblastes que dans les myotubes (Petit et al, 2003). Un modèle murin avec déficience complète en sélénoprotéine N, développé par l’équipe Alain Lescure (CNRS, Strasbourg, France), devrait nous permettre de progresser dans la compréhension de la fonction de SelN et de la physiopathologie de la sélénopathie.

L’incorporation de l’acide aminé sélénocystéine (Sec) dans les sélénoprotéines depend de la présence d’une structure secondaire dans la region 3’ non traduite de l’ARNm, appelée SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence). En présence de l’élément SECIS, un codon UGA est recodé et est le site d’insertion de la Sec. Nous avons identifié une patiente atteinte d’une forme classique mais modérée de RSMD présentant une mutation dans la séquence non-codante en 3’ du gène SEPN1, plus particulièrement dans le motif SECIS, conduisant à une réduction drastique des niveaux d’ARNm et de protéine SelN dans les fibroblastes cutanés de la patiente . Cette mutation empêche l’interaction de la séquence SECIS avec la protéine SBP2 (SECIS binding protein), étape indispensable à l’incorporation d’une sélénocystéine lors de la traduction (Allamand et al, 2006).
 
Par ailleurs, la réparation d’une mutation très particulière du gène SEPN1 affectant le codon sélénocystéine, particulièrement important pour cette protéine, a été entreprise avec une approche innovante en collaboration avec Alain Lescure (CNRS, Strasbourg). Celle-ci est basée sur la transfection d’un tRNA sélénocystéine muté afin de forcer la reconnaissance du codon sélénocystéine muté. Nous avons démontré que cette approche permet la réexpression de la protéine normale dans des fibroblastes en culture du patient porteur de la mutation non-sens homozygote du codon sélénocystéine (Rederstorff et al, 2008).
 
 
Des déficits complets ou partiels en collagène VI ont été observés chez des patients présentant une dystrophie musculaire congénitale d’Ullrich (UCMD), à la fois dans des biopsies de peau et de muscle ; ceci constitue un des faits marquants spécifiques de l’année 2004. Des mutations dans les gènes COL6A1, COL6A2 et COL6A3, codant pour les 3 chaînes du collagène VI, sont responsables de l’UCMD et de la myopathie de Bethlem (BM). Il est maintenant admis que ces 2 maladies font partie d’un continuum clinique ; elles sont donc regroupées sous le terme de « maladies musculaires liées au collagène VI » (Lampe and Bushby, 2005). En étroite collaboration avec l’Unité Fonctionnelle de Cardio- et Myogénétique (Dr. Pascale Richard, GH Pitié-Salpêtrière, Paris), nous  poursuivons l’étude et la caractérisation des défauts moléculaires conduisant à cette maladie (Giusti et al, 2005, Squarzoni et al, 2006, Pepe et al, 2006). Par ailleurs, nous développons des modèles cellulaires (notamment en collaboration avec le groupe de Gillian Butler-Browne, UMRS 787, Institut de Myologie) et murin afin de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques et d’envisager des approches thérapeutiques innovantes pour ces maladies.

La découverte récente de l’importance des anomalies de la glycosylation de l’alpha dystroglycane, qui peuvent être détectées par immunomarquage ou Western Blot, a permis de réviser le diagnostic d’un grand nombre de patients et de découvrir, chez environ 50 % d’entre eux, des mutations du gène de la Fukutin-related protein (FKRP) associées à un taux élevé de créatine kinase sérique et souvent à une pseudohypertrophie, en particulier des mollets (Mercuri et al, 2003). Ces mutations peuvent parfois induire des dystrophies musculaires congénitales rapidement progressives avec ou sans retard mental et kystes cérébelleux (Brockington et al, 2001 ; Quijano et al, 2002 ; Quijano et al 2005). En particulier, nous avons décrit des mutations fondatrices, trouvées dans des familles tunisiennes et algériennes, associées à une dystrophie musculaire congénitale au pronostic le plus sévère (Louhichi et al,  2004). À l’opposé, certaines mutations peuvent induire des formes peu sévères du type dystrophie des ceintures avec développement d’une atteinte cardiaque à l’âge adulte. Ces formes peuvent être confondues avec une myopathie de Becker. Ces patients sont actuellement revus à l’Institut de myologie afin de mieux définir l’évolution de la maladie et l’atteinte cardiaque associée aux mutations FKRP.
D’autres gènes codant des glycosyltransférases ou des protéines associées comme POMT1, POMT2, POMGnT1, LARGE, FCMD sont également responsables d’anomalies de la O-glycosylation de l’alpha-dystroglycane chez des patients présentant une DMC plus ou moins sévère et un retard mental (Van Reeuwijk et al, 2006, Yanagisawa et al, 2007, Manya et al, 2008).

 

Les myopathies centronucléaires (CNM) sont des myopathies congénitales, le plus souvent à début précoce, caractérisées par la présence d’un nombre plus ou moins important de fibres musculaires avec un noyau central. Les CNM sont transmises selon un mode autosomique dominant ou plus rarement récessif, mais de nombreux cas sporadiques sont observés. Nous avons entrepris, avec la consultation des maladies musculaires de l’Institut de myologie, un travail de suivi attentif des patients atteints de CNM et des membres de leur famille, afin d’obtenir une caractérisation clinique et morphologique précise de cette maladie et de mieux définir des sous-groupes en vue d’études génétiques (Jeannet et al, 2004).
 
Le rassemblement de grandes familles présentant un phénotype clinique et morphologique homogène et une stratégie par clonage positionnel nous a permis d’identifier un locus commun à trois familles et plusieurs mutations dans le gène de la dynamine 2 (Bitoun et al 2005). Ces mutations sont responsables de l’ensemble du spectre clinique de la CNM, des formes sévères néonatales aux formes plus tardives (Fischer et al, 2006, Bitoun et al, 2007). Des études in vitro et in vivo des mécanismes physiopathologiques liés aux mutations de la dynamine 2 sont en cours.

 

En collaboration avec les équipes de Jean-Pierre Rousset (CNRS, Orsay, France) et de Ryoichi Matsuda (Tokyo, Japon), deux antibiotiques – la gentamicine et la négamycine – ont été testés sur différents modèles en vue de déterminer leur capacité à forcer la traduction de codons stop prématurés.
La gentamicine, un aminoglycoside aux propriétés de translecture connues depuis longtemps, et la négamycine, un antibiotique dipeptide disponible uniquement au Japon, ont été initialement testés dans des lignées de fibroblastes de souris. Nous avons montré que ces molécules permettent la translecture de codons stop prématurés mais avec une efficacité très différente selon le codon stop (Bidou et al., 2004 ; Allamand et al., 2008). De plus, dans des myotubes en culture issus d’un patient présentant un déficit complet en chaîne alpha-2 de la laminine en raison d’une mutation non-sens dans le gène LAMA2, nous avons démontré que malgré la stabilisation des ARNm obtenue suite au traitement avec la négamycine, aucune ré-expression significative de la protéine correspondante ne pouvait être détectée. Ces résultats soulignent bien la complexité du processus de translecture au cours duquel de nombreux facteurs interviennent (Allamand et al, 2008).

Notre projet sur les troubles du rythme cardiaque d’origine génétique conduisant à un risque élevé de fibrillations ventriculaires et de mort subite se poursuit en vue d’une meilleure caractérisation clinique et génétique et d’une meilleure prise en charge thérapeutique. Il concerne les syndromes du QT long congénital, le syndrome de Brugada et les tachycardies ventriculaires catécholergiques.
 
Les mutations des canaux potassiques cardiaques, KCNQ1 et HERG, sont les causes les plus fréquentes de syndrome du QT long congénital. Des mutations dans ces gènes ont été identifiées chez des nourrissons ou de jeunes enfants atteints du syndrome du QT long, avec ou sans bloc auriculo-ventriculaire fonctionnel (BAV), important facteur de risque d’accident cardiaque. Nous avons montré que les mutations de HERG sont responsables des formes les plus sévères avec BAV, alors que les mutations de KCNQ1 sont retrouvées chez des enfants présentant une bradycardie sans BAV et sont associées à un pronostic moins sévère. Un traitement par les béta-bloquants peut ne pas être suffisant lors de mutations de HERG, en particulier chez le jeune enfant, l’indication de la pause d’un pace-maker doit être discutée (Lupoglazoff et al, 2004, Villain et al, 2004). Ces résultats représentent donc une avancée pour le diagnostic et la prise en charge précoce des patients.

Des manifestations d’arythmies et de syncopes à l’occasion de la prise de certains médicaments peuvent révéler un syndrome du QT long dit acquis. Il semble en réalité qu’un nombre conséquent de ces épisodes corresponde à des formes frustes de QT long congénital, causées soit par des mutations peu pénétrantes dont la fréquence dans la population pourrait dépasser 1/1 000 (Gouas et coll., 2004), soit par la présence cumulée de variants relativement fréquents dans la population résultant en un faible allongement de l’intervalle QTc (Gouas et al, 2005 ; Gouas et al, 2007).

Une analyse de la transmission des mutations KCNQ1 et HERG dans 753 familles nucléaires atteintes d’un syndrome du QT long, comprenant un parent porteur et une fratrie complètement génotypée a été entreprise à partir des données de notre groupe et de 4 autres centres européens. Cette étude nous a permis de montrer que la transmission des allèles mutés des gènes KCNQ1 et HERG ne suivait pas les lois mendéliennes et que la prédominance des femmes atteintes de syndrome de QT long dans la population était probablement liée à une transmission favorisée des allèles mutés en particulier d’origine maternelle (Imboden et al, 2006).

Les bases moléculaires des tachycardies ventriculaires catécholergiques (TVC) ont été élucidées, par la mise en évidence de mutations dans deux protéines spécifiques du tissu cardiaque jouant un rôle déterminant dans la régulation du calcium intracellulaire lors du couplage excitation-contraction des cardiomyocytes : le récepteur de la ryanodine de type 2 (RYR2), protéine-canal responsable du relargage du calcium du réticulum sarcoplasmique, et la calséquestrine de type 2 (CASQ2), qui lie le calcium dans le réticulum sarcoplasmique. 
Les TVC sont des arythmies ventriculaires polymorphes de déclenchement adrénergique survenant le plus souvent chez des enfants ou des adolescents, responsables de syncopes et de morts subites en l’absence de toute anomalie morphologique cardiaque. Le diagnostic de TVC est établi après une épreuve d’effort avec enregistrement d’ECG montrant des anomalies rythmiques caricaturales prévenues par un traitement bêta-bloquant. Parmi les familles françaises, nous avons identifié les premières mutations récessives conduisant à une absence complète de calséquestrine 2 (Postma et al, 2002) et de nouvelles mutations du gène RYR2 (Postma et al, 2005) qui sont les plus fréquentes. Une bradycardie sinusale est retrouvée chez la plupart des patients porteurs de mutations RYR2 et CASQ2. La détection d’une bradycardie chez un enfant symptomatique doit conduire à pratiquer une épreuve d’effort (Postma et al, 2005).

Des mutations du canal sodique cardiaque, SCN5A, plus rares que celles des canaux potassiques, peuvent être responsables soit du syndrome du QT long (LQT3) – elles sont alors associées à un gain de fonction lié à l’inactivation perturbée du canal (Keller et al, 2003) –, soit du syndrome de Brugada et induisent alors une perte de fonction et une réduction du nombre de canaux actifs (Keller et al, 2005 ; Six et al, 2008). Les patients atteints d’un syndrome de Brugada présentent un risque important de syncope et de fibrillation ventriculaire, aussi un traitement par l’hydroquinidine, inhibiteur du courant Ito, a été institué et semble prévenir ou réduire le nombre d’arythmies chez les patients appareillés ou non d’un défibrillateur (Hermida et al, 2004). Seuls 20 % des cas de syndrome de Brugada présentent une mutation du gène SCN5A, et la recherche d’un nouveau gène est en cours dans l’équipe.