Mécanismes physiopathologiques impliqués dans la différenciation du tractus génital masculin

Genetic Pathways Implicated in Male Genitalia Differentiation

• Auteur / Autrice : Matthieu Peycelon
• Direction : Jean-Pierre Siffroi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique humaine
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie des maladies génétiques d'expression pédiatrique (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Alaa El Ghoneimi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Irène Netchine, Nicolas Kalfa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Brigitte Benzacken, Anne-Françoise Spinoit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse par cohorte

Gonadotrophines chorioniques

Génétique humaine

Urologie pédiatrique

Étiologie

Hypospadias

Mots clés libres

Hypospadias

Anomalies du développement génital

Séquençage génome entier

Hormone chorionique gonadotrophique

Récepteurs aux androgènes

Steroidogenic factor 1

Hypospadias

Disorders of sex development

Whole exome sequencing

Chorionic Gonadotropin

Androgen receptors

Steroidogenic Factor 1

Résumé

Introduction. L’étiopathogénie de l’hypospadias reste largement discutée, faisant intervenir des facteurs endocriniens, génétiques, vasculaires et environnementaux. Objectifs. Étudier les mécanismes génétiques impliquées dans la différenciation sexuelle masculine. Matériels et méthodes. Une cohorte de 284 patients a été établie depuis 2011 pour séquençage de l’ADN lymphocytaire, préputial et urothélial de trois gènes candidats (NR5A1, MAMLD1, AR). Une analyse pangénomique (puce à ADN et Whole Exome Sequencing (WES)) a été réalisée. Le registre REMAPAR a été utilisé pour analyser l’association entre hormone chorionique gonadotrophique (hCGb) maternelle et hypospadias. Résultats. Des polymorphismes dans AR ont une fréquence allélique significativement plus élevée (p<0,01). Des variations non décrites des trois gènes ne semblent pas susceptibles d’altérer l’épissage. Une duplication hétérozygote intragénique de NR5A1 a été retrouvée chez un individu. Par ailleurs, 35 anomalies (15,7%) pouvant être en lien avec l’hypospadias ont été identifiées par puces à ADN englobant 25 gènes candidats. L’analyse WES a mise en évidence 22 nouveaux variants. Enfin, une association a été constatée pour l’hCGb surtout en cas de forme sévère et après ajustement pour dysfonction placentaire (p<0,03). Conclusion. L’étude des trois gènes candidats n’a pas vérifié l’hypothèse selon laquelle les séquences lymphocytaires et sur les tissus cibles seraient différentes. Cependant, l’analyse pangénomique a trouvé 15,7% anomalies et 47 gènes potentiellement candidats. L’utilisation des nouveaux outils d’analyse génétique semble essentielle à la compréhension des mécanismes conduisant à l’hypospadias.

Background. Hypospadias is the most common malformation affecting the male genitalia. Although the causes remain often unknown, endocrine, vascular and environmental factors have been implicated. However, the genetic basis is probably underestimated. Objectives. To study the genetic factors implicated in sexual differentiation. Methods. A cohort of 284 children born with hypospadias has been established since 2011. DNA was extracted from blood lymphocytes and fibroblasts obtained after a foreskin biopsy. Sanger sequencing of AR, MAMLD1 and NR5A1, SNP-array analysis, and Whole Exome Sequencing (WES) were performed. A second cohort of 1,311 pregnant women was established to evaluate an association between maternal fhCGb and hypospadias. Results. No mutation in AR and MAMLD1 was found. Non-described variations of AR, MAMLD1 and NR5A1 were identified without any splicing activity. Some polymorphisms in AR gene had a MAF significantly higher (p<0.01). A heterozygous intragenic duplication of NR5A1 was found. Pangenomic analysis included 35 anomalies (15.7%) that could be a potential cause of isolated, distal, non-hereditary hypospadias encompassing 25 candidate genes. 22 variants was classified as pathogenic on WES. Finally, a significant difference of fhCGb for severe types was identified even after adjustment for placenta dysfunction (p<0.03). Conclusion. Our hypothesis about “somatic” mutations in 3 candidate genes was not ascertained. However, pangenomic analysis found 15.7% anomalies which could be likely linked to hypospadias. The use of WES could be an attractive method for exploring further these results as we identified 22 variants in 30 cases of familial hypospadias.