Analyses des variations de nombres de copies de gènes candidats dans la polyarthrite rhumatoïde

Analysis of copy number variations of candidate genes in rheumatoid arthritis

• Auteur / Autrice : Mohamed Sahbi Ben Kilani
• Direction : Elisabeth Petit-Teixeira
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique humaine
• Date : Soutenance le 10/12/2014
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Genopole (Evry)
• Jury : Président / Présidente : Laëtitia Michou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elham Hassen, Sophie Garnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Henri-Jean Garchon, Jean-Michel Dupont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies héréditaires

Polyarthrite rhumatoïde

Mots clés libres

Variation de nombre de copies

Résumé

Les variations de nombre de copies (CNVs) sont des séquences supérieures à 1kb ayant subi une délétion, une duplication ou une inversion de fragments d'ADNs et sont présents avec une fréquence de 12% dans le génoe humain. Leur caractérisation ainsi que leur association dans les maladies complexes sont, à ce jour, en plein essor. Nous avons donc entrepris l'étude des CNVs de gènes candidats dans les familles de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde (PR) en utilisant plusieurs outils de biologie moléculaire. Les CNVs de quatre gènes candidats (GSTMI, GSTT1, FCGR3B et CCL3L1) ont été investigués par PCR classique, qPCR ou Droplet Digital PCR (ddPCR). Mais très vite, la PCR classique a montré qu'elle n'est pas applicable à tous les gènes et que la qPCR était peu sensible et reproductible. Par contre, grâce à la ddPCR, nous avons tout d'abord pu quantifier avec précision les CNVs des gènes GSTM1, FCGR3B et CCL3L1. Par la suite, nous avons pu identifier les génotypes en nombre de copies pour le gène GSTM1 et mettre en évidence une duplication en tandem qui a été confirmée par une Lone Range PCR. La transmission des CNVs au sein des familles étudiées nous a ensuite permis d'identifier tous les génotypes en nombre de copies du gène FCGR3B et certains génotypes du gène CCL3LI. Des événements de recombinaison de novo ont été mis en évidence pour le gène FCGR3B ainsi que des duplications en tandem transmises des parents aux patients pour les trois gènes investigués par ddPCR. Aucune association n'a été mise en évidence entre la PR et les CNVs des quatre gènes candidats. Néanmoins, une transmission préférentielle de la délétion du gène GSTT1 a été mise en évidence, après stratification dans le sous-groupe de patients séropositifs pour le facteur rhumatoïde. Des tendances non significatives ont été observées dans les sous-groupes de cas index avec un âge de début de la maladie inférieur à 40 ans, avec présence de modules (pour le gêne GSTM1), et avec la présence d'auto-anticorps (pur les gènes FCGR3B et CCL3L1). En conclusion, le développement de l'utilisation d'une technologie de pointe et l'accès à des échantillons familiaux sont des atouts indispensables pour caractériser les variants génomiques de nombre de copies, facteurs de risque potentiels des maladies complexes.

Copy number variations (CNVs) are sequences up to 1kb resulting from deletion, duplication and inversion of DNA regions ans are present with a frequency of 12% in the human genome. CNVs characterization and association to complex diseases are still subjects of controversies. We then enhanced the study of CNV's for candidate genes in rhemuatoid arthritis (RA) families, with different methodologies. CNVs of our candidate genes (GSTM1, GSTT1, FCGR3B et CCL3L1) were investigated with standard PCR, quantitative PCR (qPCR) or with Droplet Digital PCR (ddPCR). First we found that standard PCR was not applicable for all genes and that the qPCR was not sensitive and reproductible for CNVs quantification. Second, the ddPCR methodology allowed us to quantify CNVs of GSTM1, FCGR3B, and CCL3L1 with high resolution and to characterize copy number genotypes og GSTM1 gene, leading to the identification of tandem duplicated copies. A long range PCR confirmed this result. CNVs transmission in families allowed the identification of all copy number genotypes for FCGR3B gene and some of CCL3L1 with high resolution and to characterize copy numbers genotypes of GSTM1 gene, leading to the identification of tandem duplicated copies. A long Range PCR confirmed this result. CNVs transmission in families allowed the identification of all copy number genotypes for FCGR3B gene and some of CCL3L1 genotypes. De novo recombination events were highllighted for FCGR3B gene and transmission of the duplication from one parent to the offspring was observed for all genes characterized by ddPCR. No association between RA and candidate genes CNVs was found, but after stratification, we observed a significant preferential transmission of GSTT1 deletion in the subgroup of patients seropositive for rheumatoid factor. We also showed a non-significant tendency in the subgroups of patient with an age at onset inferior to 40 years, with presence of nodules (for GSTM1 gene), and with presence of auto-antibodies (for FCGR3B and CCL3L1 gene). In conclusion, digital PCR is currently the most adequate methodology to accurately genotype CNVs. Analysis of familial sample leads to the identification of duplication events and to the characterization of genotypes, essential for CNVs association in complex diseases.