Génétique des fibroses pulmonaires familiales de l’adulte

par Raphaël Borie

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Génétique

Sous la direction de Bruno Crestani.


  • Résumé

    Environ 10 % des patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) ont au moins un apparenté atteint de pneumopathie interstitielle diffuse (PID). Des mutations avaient été mises en évidence sur les gènes codant pour les protéines impliquées dans le métabolisme du surfactant et les protéines du complexe télomérase. Chez l’adulte, les mutations de TERT étaient les plus fréquentes (˜15 %), les mutations de TERC, DKC1 et TINF2 plus rarement retrouvées. Environ 80 % des formes familiales de fibroses pulmonaires chez l’adulte étaient sans cause identifiée. Les objectifs de cette thèse étaient : 1) d’identifier un nouveau gène en cause dans les fibroses pulmonaires familiales de l’adulte inexpliquées, 2) de mieux caractériser le phénotype des patients présentant des mutations de TERT, de TERC ou du nouveau gène mis en évidence.Nous avons sélectionné 35 familles présentant une fibrose pulmonaire familiale pour lesquelles la recherche de mutation TERT, TERC, ABCA3, SFTPB et SFTPC était négative, pour réaliser un séquençage de l’exome. Quatre familles sur les 35 analysées présentaient un variant très rare sur RTEL1 à l’état hétérozygote. La présence des variants a été confirmée par séquençage selon la méthode de Sanger. Ces variants étaient absents des bases de données de contrôles. Les prédictions in silico étaient en faveur du caractère pathogène de ces variants. Les variants co-ségrégeaient avec la maladie dans les familles.L’analyse des variants à partir de la modélisation en 3D de la protéine suggérait un impact fonctionnel des variants sur le site de fixation à l’ATP ou à l’ADN. La taille des télomères des patients étaient raccourcies en comparaison des témoins de la même catégorie d’âge. En 2014, 237 patients avec une fibrose pulmonaire (153 avec une fibrose pulmonaire familiale, 84 avec un syndrome télomère) avaient bénéficié d’un séquençage de TERC et de TERT. Les variants ont été classés comme pathogènes chez 40 patients (16,8 %). Un âge de survenue précoce de fibrose, une macrocytose, ou une thrombopénie étaient significativement associée avec la présence d’une mutation. La probabilité d’une mutation était la plus importante pour les patients de 40-60 ans. La médiane de survie sans transplantation était plus faible pour les patients porteurs de mutations de TERT ou de TERC. Nous avons réalisé un séquençage de l’exome chez 40 autres familles et mis en évidence 5 nouveaux variants de RTEL1 probablement pathogènes in silico. Nous avons par ailleurs mis en évidence 3 autres mutations de RTEL1 dans une cohorte de PID associées à une polyarthrite rhumatoïde. Nous avons colligé les données de 35 patients atteints de PID et porteurs de mutations hétérozygotes de RTEL1. Vingt patients présentaient une FPI (57 %) et 10 une PID secondaire (25,7%). A la différence des mutations de TERT ou TERC, les mutations de RTEL1 étaient associées à moins d’anomalies hématologiques. Par ailleurs, l’expression pulmonaire de la protéine RTEL1 évaluée par immuno-histochimie et de l’ARNm par PCR était équivalente chez les patients porteurs de mutations RTEL1, de TERT ou atteints de FPI sans mutation. Nous avons identifié et confirmé l’implication d’un nouveau gène, RTEL1, dans environ 10 % des fibroses pulmonaires familiales. La présence d’une macrocytose, d’une thrombopénie ou d’un âge jeune en présence d’une forme familiale de fibrose est prédictive de la présence d’une mutation de TERT ou de TERC. La pénétrance des maladies hématologiques semble plus faible pour les mutations de RTEL1 que pour celles de TERT ou TERC dans notre cohorte recrutée sur l’atteinte pulmonaire. Les mutations de TERT ou de RTEL1 sont fréquemment associées à des PID secondaires

  • Titre traduit

    Genetics of adult familial pulmonary fibrosis


  • Résumé

    About 10% of patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) have at least one relative with interstitial lung disease (ILD). Mutations had been reported on the genes encoding for the proteins involved in the surfactant metabolism and in the telomerase complex In adults, TERT mutations were the most frequent (˜15%), mutations of TERC, DKC1 and TINF2 more rarely found. Approximately 80% of the familial forms of pulmonary fibroses in adults were unidentified. The objectives of this work were: 1) to identify a new gene involved in unexplained adult familial pulmonary fibrosis, 2) to better characterize the phenotype of patients with mutations of TERT, TERC or the new gene detected. We selected 35 families with familial pulmonary fibrosis for which the TERT, TERC, ABCA3, SFTPB and SFTPC mutation search was negative, to perform exome sequencing. Four of the 35 families analyzed showed a very rare variant on RTEL1 in the heterozygous state. The presence of the variants was confirmed by Sanger sequencing. These variants were absent from the control databases. In silico predictions were in favor of the pathogenicity of these variants.In families, the variants co-segregated with the disease. In 3D modeling, analysis of the variants suggested a functional impact at the ATP or DNA binding site. The telomere length of carriers of the mutations was shortened compared to controls in the same age group. In 2014, 237 patients with pulmonary fibrosis (153 with familial pulmonary fibrosis, 84 with telomere syndrome) were sequenced for TERC and TERT. The variants were classified as pathogenic in 40 patients (16.8%). An early age of diangosis, macrocytosis, or thrombocytopenia were significantly associated with the presence of a mutation.The probability of a mutation was greatest for patients aged 40-60 years. The median survival without transplantation was lower for patients with TERT or TERC mutations.We performed a sequencing of the exoma in 40 other families and showed 5 new variants of RTEL1 probably pathogenic in silico. We also demonstrated 3 other mutations of RTEL1 in a cohort of ILD associated with rheumatoid arthritis. We collected data from 35 patients with ILD carriers of RTEL1 heterozygous mutations. Twenty patients had IPF (57%) and 10 a secondary ILD (25.7%). Unlike mutations within TERT or TERC, RTEL1 mutations were associated with fewer hematological abnormalities.Furthermore, the pulmonary expression of the RTEL1 protein evaluated by immunohistochemistry and mRNA by PCR was equivalent in patients carriers of RTEL1 or TERT mutations or IPF without mutation. We identified and confirmed the implication of a new gene, RTEL1, in about 10% of familial pulmonary fibroses. The presence of macrocytosis, thrombocytopenia or a young age is predictive of the presence of a mutation within TERT or TERC. The penetrance of hematological diseases appears to be lower for RTEL1 mutation carriers than for TERT or TERC mutation carriers in our cohort of ILD patient. Mutations of TERT or RTEL1 are frequently associated with secondary ILD


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