Folates et pathologies du neurodéveloppement : autisme et anomalies de fermeture du tube neural

Folates and neurodevelopment pathology : autism and neural tube defect

• Auteur / Autrice : Émeline Renard
• Direction : Jean-Louis Guéant, Bruno Leheup, Céline Chery
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 21/12/2018
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition - Génétique et Exposition aux Risques Environnementaux (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Véronique David
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Sturtz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Edward Quadros, Franck Sturtz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissertations universitaires

Anomalies du tube neural

Autisme

Développement neurologique

Carence en acide folique

Mots clés libres

Autisme

Folates

Anomalie de fermeture du tube neural

Monocarbone

Séquençage

Autism

Folates

Neural tube defect

One-carbon

Sequencing

Résumé

Les folates sont des vitamines importantes dans le développement neurologique d’un enfant puisqu’elles sont impliquées dans deux pathologies : l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural (AFTN). Une carence en vitamine B9 et la présence de certains polymorphismes des gènes du métabolisme des monocarbones sont associées à un risque augmenté d’anomalies de fermeture du tube neural. A l’inverse, une supplémentation périconceptionnelle en vitamine B9 a permis de réduire l’incidence de ces malformations. Dans le cadre de l’autisme, la présence d’anticorps dirigés contre le récépteur aux folates FR aplha au niveau cérébral entraînant une carence en folate cérébral a été décrite avec une fréquence importante chez les enfants autistes. Un traitement par acide folinique permettrait une amélioration des symptômes en corrigeant la carence en folates grâce à un passage médié par le RFC (récépteur non bloqué par les anticorps). La première partie est une étude clinique randomisée versus placebo réalisée au CHU de Nancy dont le but est d’évaluer l’éfficacité d’un traitement par acide folinique pendant 12 semaines sur la réduction des troubles autistiques. 19 enfants ont été inclus dans l’étude.Une amélioration significative des symptômes autistiques est observée pour le score ADOS dans le groupe traité (p= 0,02), plus particulièrement pour les interactions sociales réciproques (p=0,019). La fréquence des Anticorps anti FR alpha au sein du groupe est de 58 %. Il n’y a pas de corrélation observée entre le taux d’anticorps et l’importance de la réponse au traitement. Aucun effet secondaire grave n’a été observé au cours de l’étude. La seconde partie est une étude par séquençage haut débit d’un large panel de gènes chez des patients présentant des anomalies de fermeture du tube neural (SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®)). Le séquençage a été complété par une analyse de méthylation pan-génomique (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients ont été inclus dans l’étude. Plusieurs variants rares ont été identifiés comme associés au risque de AFTN dont des variants de gènes du métabolisme des monocarbones : LRP2, rs137983840, p=0,005; MMAA, rs148142853, p= 0,005 ;TCN2, rs35838082, p=0,044, FPGS, rs41306702, p=0,0012, BHMT, rs763726268, p= 0,011 et de la voie Sonic Hedgehog (SHH) (GLI3, rs35364414, p=0,012). Une différence de méthylation significative a été mise en évidence au niveau du gène CFAP46 (hémiméthylation versus absence de méthylation chez les contrôles) chez un patient porteur des 4 variants à risque identifiés (LRP2, MMAA, BHMT et GLI3). Ces résultats renforcent l’implication des folates dans ces deux pathologies du neurodéveloppement que sont l’autisme et les anomalies de fermeture du tube neural. Une recherche des anticorps anti-FRalpha plus systématique chez les enfants autistes pourrait permettre de proposer un traitement par acide folinique ciblé. Dans le cadre des AFTN, notre étude a mis en évidence l’influence de gènes impliqués dans le métabolisme de la vitamine B12 et monocarbone sur le risque de AFTN. Un nouveau gène candidat (GLI3) est identifié ainsi qu’une signature de méthylation mettant en évidence l’influence de la voie SHH

Folates are essentials vitamins in children neurodevelopment with an implication in two pathologies : autism and neural tube defects (NTD). Folates deficiency and some polymorphisms of genes involved in one carbon metabolism (OCM) are associated with NTD. Contrary, periconceptional folate supplementation is associated with decreased NTD frequency.In autism, higher frequency of antibodies against Folate Receptor Alpha (FR alpha) is rapported and associated with folates cerebral deficiency. Folinic acid treatment could improve autistic symptoms by correcting cerebral folate deficiency (cerebral transport mediated by RFC, an other receptor which not blocked by antibodies anti-FR alpha). First part is a randomized controlled trial versus placebo realized in CHU of Nancy in order to evaluate efficiency of folinic acid treatment during 12 weeks on autistic symptoms. 19 children have been included in the study. A significative improvement of autistic symptoms is observed by ADOS score in folinic acid group (p= 0.02) and particularly for mutual social interactions (p=0.012). FRalpha antibodies are present in 58 % of the group. We didn’t observed correlation between antibodies titers and folinic acid response. No serious adverse effects have been observed during the study. Second part is hight throughput next generation sequencing of DNA from patients with NTD using SureSelect Focused Exome Plus (Agilent®). Sequencing has been completed with DNA methylation analysis (Infinium HumanMethylation Beadchip (Illumina®)). 23 patients were included in the study. Six variants have been associated with NTD: from genes of B12 metabolism LRP2, rs137983840, p=0.005; MMAA, rs148142853, p= 0.005 and TCN2, rs35838082, p=0.044), folate cellular metabolism (FPGS, rs41306702, p=0.0012; choline metabolism, BHMT, rs763726268, p= 0.011) and Sonic Hedgehog pathway(SHH) (GLI3, rs35364414, p=0.012). A significative difference of methylation is identified in the vicinity of CFAP46 gene (hemimethylation versus no methylation in pseudo-controls) in one patient exhibited variants of BHMT, LRP2etMMAA. These results highlight implication of folates in these two pathologies of neurodevelopment, wich are autism and NTD. Anti-FRalpha should be routinely evaluated in case of autism in order to propose folinic acid treatment if they are positives. In the NTD study, we identified new variants from gene from one carbon metabolism probably implicated. A new candidate gene is identified (GLI3) and a methylation signature in association with B12 metabolism and OCM gene variants