Caractérisation moléculaire des anomalies radiales

Molecular determinism of radial dysplasia

• Auteur / Autrice : Clémence Vanlerberghe
• Direction : Florence Petit
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie - MED
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 08/10/2024
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies Rares du Développement embryonnaire et du Métabolisme : du Phénotype au Génotype et à la Fonction
• Jury : Président / Présidente : Gaël Nicolas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Petit, Franck Fitoussi, Muriel Holder, Sylvie Manouvrier-hanu
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gaël Nicolas, Franck Fitoussi

Mots clés

Mots clés libres

Dysplasie radiale

Syndrome de Holt-Oram

Caractérisation fonctionnelle

Syndrome de Blackfan-Diamond

Rpl26

Rpl17

Radial dysplasia

Holt-Oram syndrome

Functional characterization

Diamond-Blackfan syndrome

Rpl26

Rpl17

Résumé

L'identification d'une cause moléculaire est cruciale pour la prise en charge des patients présentant une anomalie radiale, notamment du fait des possibles atteintes associées. Ici, nous présentons, pour contextualiser, une revue de la littérature sur les étiologies des anomalies radiales et les interactions entre la biologie fondamentale et la pathologie humaine dans ce domaine. Puis, nous développons l'une des étiologies monogéniques les plus fréquentes d'anomalies radiales, le syndrome de Holt-Oram, lié aux altérations du gène TBX5, afin d'en préciser les critères diagnostiques, à partir d'une large cohorte de patients. Plusieurs variants faux-sens et d'épissage de TBX5 identifiés à partir de cette étude, puis de l'étude de la littérature, étaient de signification incertaine. Nous présentons les résultats de tests fonctionnels de ces variants, comprenant notamment un variant gain-de fonction responsable d'un phénotype atypique et un variant intronique profond responsable de l'incorporation d'un pseudo-exon décalant le cadre de lecture. Enfin, pour les patients présentant une anomalie radiale bilatérale isolée, en errance diagnostique après étude des gènes impliqués dans les malformations des membres, nous présentons les résultats d'étude de génome entier. Nous avons identifié, chez 5 patients d'une famille française, un variant causal, situé dans une région non-codante du gène RPL26, impliqué dans le syndrome de Blackfan-Diamond, décrit dans une seule famille jusqu'à présent. Grâce à un appel à collaboration, nous présentons les phénotypes associés aux variants du gène RPL26 dans 3 autres familles. Par ailleurs, nous discutons un variant homozygote du gène RPL17 identifié chez une patiente issue d'une union consanguine, pour lequel des études fonctionnelles sont envisagées. Nos travaux illustrent la place du séquençage de génome dans le diagnostic étiologique des malformations des membres et l'importance des collaborations interdisciplinaires et internationales dans ce domaine.

Molecular determinism is crucial for the management of patients presenting with a radial defect, in particular because of the possible associated features. Here, we introduce the topic presenting a literature review of the etiology of radial defects and the relationship between fundamental biology and human disease in this field. Then, we report a large cohort of patients with Holt-Oram syndrome, one of the most common monogenic cause of radial defect, caused by TBX5 gene variants, in order to establish the diagnostic criteria for this rare disease. Some of the identified TBX5 missense or splice variants in this series, and in the literature, were of uncertain significance. We present the results of functional assays for these variants, including a gain-of-function variant responsible for an atypical phenotype and a deep intronic variant responsible for the incorporation of a pseudo-exon leading to frame-shifting. Finally, we present the results of whole genome sequencing in patients presenting with isolated and bilateral radial defects, and without a molecular diagnosis after targeted high-throughput sequencing of genes involved in limb development. A non-coding causal variant in RPL26 gene, that had been previously reported in only one family with Diamond-Blackfan syndrome, was identified in 5 related patients of one family of our cohort. Thanks to a call of collaboration, we present the phenotype associated to RPL26 variants in 3 additional families. Finally, we discuss a homozygous RPL17 missense variant identified in a girl born from consanguineous parents, for which functional assays are planned. Our work illustrates the role of genome sequencing as etiological diagnostic tool for limb malformations and the importance of interdisciplinary and international collaborations in this field.