Défauts de fermeture du tube neural embryonnaire et molécules donneurs de Méthyle : approche biochimique et moléculaire

Neural tube defects : biochemical and molecular analysis of methyl carriers

• Auteur / Autrice : Rana Khaddour-Issa
• Direction : Jacques Elion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Reproduction et développement
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anomalies du tube neural

Méthylation

Épigénomique

Malformations du système nerveux

Maladies du système nerveux central

Résumé

Les défauts de fermeture du tube neural (DFTN) désignent des malformations congénitales de système nerveux central (SNC) survenant avant la 4eme semaine du développement. Ils touchent fœtus sur 1000. Le mécanisme moléculaire reste aujourd'hui inconnu. En particulier, aucun lien n' été à ce jour recherché entre DFTN et anomalie de methylation de l'ADN. L'acide folique assure l'apport de groupement méthyle pour le cycle de reméthylation et la formation de S-adenosylméthionine (SAM), le principal donneur de méthyle, nécessaire pour toutes les réaction; de methylation dans l'organisme. L'hypothèse que nous avons émise serait la suivante : les DFTN sporadiques auraient pour origine un stock ovocytaire insuffisant en SAM ; ceci pourrait conduire un défaut de reméthylation du génome foetal au cours des tous premiers stades de développement Pour étudier cette hypothèse, j'ai abordé le sujet en comparant une cohorte de cas atteints de DFTN et une cohorte de cas témoin, par 2 approches, biochimique et génétique. L'étude biochimique a montré des concentrations significativement abaissés des folates érythrocytaires (p=0,0002) dans le sang de mères dont le fœtus était atteint de DFTN (n=11 DFTN vs 19 témoins). De plus, des concentrations significativement augmentées d'homocystéine et de GAA (p- 0. 0023 et p- 0. 0009 respectivement) ont été observées dans le liquide amniotique de fœtus atteints de DFTf1 (n=47 DFTN vs 39 témoins). Ces résultats confirment que ces cas de DFTN étaient liés à une carence en folates maternels, et qu'il existe secondairement un défaut de l'alimentation de la voie de transméthylation chez le fœtus. L'étude epiqénétique a montré que des gènes connus pour être impliqués dans la gastrulation sont hypométhylés. En revanche, aucune anomalie significative n'a été observée sur le promoteur de deux gènes candidats, OCT-4 et NANOG. Ces observations sont donc en accord avec l'hypothèse initiale. Ces données devront être confirmées par des études complémentaires.

Neural tube defects NTD are congenital malformations of CNS, occurring before the 4 week of development and affecting about 1/1000 fetus. Molecular mechanism underlying such defects remains largely unknown Specifically, no link was search between NTD and DNA methylation status. Folic acid insures input for methyl group of the transmethylation cycle and the S-adenosylmethionine synthesis, the major donor of methyl required for all methylation reactions. One hypothesis could be that insufficient stock of SAM presented initially in the oocyte might hamper the fetal DNA re-methylation during the first steps of embryogenesis. To test this hypothesis, I compared one NTD and one control group, using 2 approaches: biochemical and genetics Biochemical studies showed a significant decreased in the maternal red blood folate rate in the NTD group (p=0. 0002) (n=11 NTD vs 19 control). On the other hand, significant increased of fetal homocystein and GA concentrations (p= 0. 0023 and p= 0. 0009 respectively) have been observed in amniotic fluid of NTD group (n 47 NTD vs 39 control). Theses results confirmed that those NTD were linked to maternal folic acid deficiency and that the fetal transmethylation cycle is affected ii) Epigenetic studies showed hypomethylation status for several major genes involved in gastrulation. However, no obvious anomaly was notice in the promoter of two of candidate genes, OCT-4 and NANOG. These results are thus in agreement with our initial hypothesis Further experiments are needed to confirm theses results