Syndrome de CANVAS – Analyse moléculaire des répétitions pentanucléotidiques du gène RFC1 et étude de leurs conséquences physiopathologiques

CANVAS syndrome - Molecular analysis of pentanucleotide repeats in the RFC1 gene and study of their pathophysiological consequences

• Auteur / Autrice : Pauline Chazelas
• Direction : Anne-Sophie Lia, Laurent Magy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Chimie Santé mention Génomique et génétique moléculaire
• Date : Soutenance le 26/01/2024
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ω-LIM-Biologie-Chimie-Santé (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : NEURopathies et Innovations Thérapeutiques (Limoges)
• Jury : Président / Présidente : Giovanni Stevanin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Andoni Echaniz-Laguna
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Giovanni Stevanin, Andoni Echaniz-Laguna

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toux

Troubles de l'équilibre

Génétique

Mots clés libres

Rfc1

Canvas

Répétitions

Expansion

Toux chronique

Rfc1

Canvas

Expansion

Repeat expansion

Chronic cough

Résumé

Le syndrome de CANVAS définie un ensemble d’entités cliniques que sont l’ataxie cérébelleuse, la neuronopathie sensitive et l’aréflexie vestibulaire, responsable conjointement ou individuellement de différents symptômes dont le plus majoritaire est un trouble de l’équilibre. De façon intéressante, il est maintenant établi que la majorité des patients présentent, des dizaines d’années avant les troubles neurologiques, une toux chronique réfractaire. En 2019, la cause génétique de ce syndrome a été décrite. Elle intéresse le gène RFC1 au sein duquel une expansion biallélique de répétitions du pentanucléotide AAGGG situé dans l’intron 2 du gène a pu être mise en cause chez les patients cliniquement atteint. Ce motif AAGGG de grande taille remplace la conformation AAAAG classiquement répétée 11 fois en population générale. La cause physiopathologique responsable de cette maladie n’est pas encore connue. Plusieurs études ont montré une variabilité de la zone répétée qu’elles soient en termes de conformations du motif qu’en termes de nombre de répétitions. Leurs implications dans la pathologie ne sont pas toujours évidentes.Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à trois axes concernant ce syndrome : (a) décrire la variabilité de la zone répétée dans une cohorte de témoins et dans une cohorte de patients adressée pour neuropathie, (b) étudier histologiquement l’atteinte nerveuse périphérique en particulier celle des petites fibres nerveuses, non décrites antérieurement, (c) étudier la prévalence de l’expansion biallélique du pentanucléotide AAGGG dans une cohorte de patients tousseurs chroniques réfractaires.Nos résultats ont permis de mettre en évidence de nouveaux motifs répétés complexes à la fois chez des témoins mais aussi chez des patients avec neuropathie. L’atteinte des petites fibres nerveuses dans le CANVAS a pu être objectivée pour la première fois. Notre étude de cohorte de 68 patients tousseurs chroniques réfractaires a permis de mettre en évidence 16% des patients porteurs d’une expansion biallélique AAGGG pathogène et nous conduit à suggérer que la toux des patients CANVAS serait une toux neurogène.L’ensemble de ces résultats de thèse a permis une avancée dans les connaissances moléculaires et physiopathologiques du syndrome de CANVAS. Des travaux complémentaires permettront de comprendre les mécanismes physiopathologiques sous-jacents afin d’envisager in fine d’éventuelles thérapeutiques personnalisées.

The CANVAS syndrome defines a group of clinical entities - cerebellar ataxia, sensory neuronopathy and vestibular areflexia - that together or separately are responsible for a variety of symptoms, the most common of which is a disturbance of balance. Interestingly, it has now been shown that the majority of patients present with a chronic refractory cough decades before the onset of neurological disorders. In 2019, the genetic cause of this syndrome was described. It involves the RFC1 gene, in which a biallelic expansion of AAGGG pentanucleotide repeats in intron 2 of the gene has been implicated in clinically affected patients. This large AAGGG motif replaces the AAAAG conformation, which is classically repeated 11 times in the general population. The pathophysiological cause of the disease is still unknown. Several studies have shown variability in the repeat zone, both in terms of motif conformation and number of repeats. The implications for pathology are not always clear.In this study, we focused on three aspects of this syndrome: (a) description of the variability of the repeated zone in a cohort of controls and in a cohort of patients referred for neuropathy, (b) histological study of peripheral nerve damage, particularly that of small nerve fibers, which has not been previously described, (c) study of the prevalence of biallelic expansion of the pentanucleotide AAGGG in a cohort of refractory chronic cough patients.Our results revealed novel complex repeats in both controls and patients with neuropathy. The involvement of small nerve fibers in CANVAS was objectified for the first time. Our cohort study of 68 patients with refractory chronic cough identified 16% of patients with a pathogenic AAGGG biallelic expansion, leading us to suggest that the cough of CANVAS patients is neurogenic.Taken together, the results of this thesis represent a breakthrough in the molecular and pathophysiological knowledge of CANVAS syndrome. Further work is required to understand the underlying pathophysiological mechanisms with a view to developing personalized therapies.