Identification et caractérisation moléculaire de la première étiologie génétique responsable de la maladie de Whipple chez l’homme

Identification and molecular caracterization of the first genetic etiology of Whipple disease in human

• Auteur / Autrice : Antoine Guérin
• Direction : Jacinta Cecilia Bustamante
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique humaine
• Date : Soutenance le 13/11/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagine - Institut des maladies génétiques / IMAGINE - U1163
• Jury : Président / Présidente : Agnès Rötig
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacinta Cecilia Bustamante, Agnès Rötig, Jacques Fellay, Isabelle Meyts, Florence Fenollar, James P. Di Santo, Jean-Laurent Casanova
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jacques Fellay, Isabelle Meyts

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies infectieuses

Génétique

Maladie de Whipple

Mots clés libres

Maladie de Whipple

PID

IRF4

Haplo-insuffisance

Whipple’s disease

PID

IRF4

Haploinsufficiency

Résumé

La maladie de Whipple (MW) est une maladie infectieuse rare, sévère et chronique qui ne touche qu’une minorité d’individus infectés par Tropheryma whipplei (T. whipplei). Le portage chronique et asymptomatique de T. whipplei est moins rare. La pathogénie de la MW reste largement inconnue. Par une approche génétique combinant une analyse de liaison du génome entier et le séquençage de l’ensemble des exons, nous avons testé l’hypothèse d’une prédisposition génétique à la MW. Nous avons étudié une famille multiplexe comprenant quatre patients atteints de la MW mais n’ayant pas d’autres pathologies associées et cinq porteurs asymptomatiques de T. whipplei, pour laquelle nous avons envisagé un modèle autosomique dominant (AD) avec une pénétrance incomplète liée à l’âge. Nous avons montré que la mutation c.292 C>T (p.R98W) dans le gène IRF4 était le seul variant hétérozygote très rare et non-synonyme commun aux quatre patients. Chez la souris, le gène Irf4 est un facteur de transcription qui joue un rôle pléiotrope dans l’immunité. La caractérisation moléculaire de l’allèle muté a montré un effet délétère par un mécanisme d’haplo-insuffisance pour la fonction de facteur de transcription de la protéine. Une augmentation de la localisation cytoplasmique de la protéine a également été observée. De plus, le défaut IRF4 étudié confère une réponse transcriptomique distincte dans les leucocytes stimulés par le BCG ou T. whipplei. En conclusion, nous avons identifié la première étiologie génétique associée à la MW. Le mode d’hérédité est AD avec une pénétrance incomplète, le portage chronique précédant probablement la MW de plusieurs décennies chez les individus hétérozygotes infectés par T. whipplei. Ces travaux permettront de mieux comprendre la pathogénie de la MW, de mieux définir les mécanismes de l’immunité contre T. whipplei et de pouvoir offrir un diagnostic moléculaire et génétique adapté aux familles.

Whipple's disease (WD) is a rare, severe and chronic infectious disease that affects only a small minority of individuals infected with Tropheryma whipplei (T. whipplei). The chronic and asymptomatic carriage of T. whipplei is less rare. The pathogenesis of WD remains largely unknown. Using a genetic approach combining genome-wide linkage and whole exon sequencing, we tested the hypothesis of a genetic predisposition to WD. We studied a multiplex family containing four otherwise healthy WD patients and five asymptomatic T. whipplei carriers. We tested the hypothesis that WD follows autosomal dominant (AD) inheritance with age-dependent incomplete penetrance. We showed that the c.292 C> T mutation (p.R98W) of IRF4 gene was the only heterozygote variant that was very rare and non-synonymous for all four patients. In mice, the Irf4 gene is a transcription factor that plays pleiotropic roles in immunity. Molecular characterization of the mutated allele showed a deleterious effect by a haplo-insufficiency mechanism for the transcription factor function of the protein. Increase localization of the protein in the cytoplasmic has also been observed. In addition, the defect IRF4 studied confers a distinct transcriptomic response in leukocytes stimulated by BCG or T. whipplei. In conclusion, we identified the first genetic etiology associated with WD. The mode of inheritance is AD with incomplete penetrance, chronic carriage probably preceding WD for several decades in heterozygous individuals infected with T. whipplei. This work will help to better understand the pathogenesis of WD, to better define the mechanisms of immunity against T. whipplei and to be able to offer a molecular and genetic adapted diagnosis to families.