G

1
Génétique

• Cours 1 DCEM1
• Brigitte Benzacken Cytogénétique GHU Nord
• Marion Gérard Génétique Robert Debré
• Bénédicte Gérard Biologie Moléculaire RDebré

2
Génétique DCEM1 2008

• Généralités Modes de transmission
• Mucoviscidose
• Myopathie de Duchenne
• X Fragile

3
Maladie génétique...

• Recouvre de nombreux aspects
• Chromosomique
• Rappel sur un chromosome, il y a entre 400 et 10
  000 gènes !!
• Mendélienne
• Rappel il y a environ 4000 maladies
  mendéliennes monogéniques répertoriées
• Moléculaire
• Séquençage du génome terminé (90 euchromatine)
• Nombre de gènes estimés 26 000 à 31 000

4
Patrimoine génétique

• Dans le noyau
• 46 chromosomes
• Molécule d ADN replié très serrée !!!
• Filament long
• Reployé en boucles resserrées, qui souvrent au
  moment de la réplication de lADN
• Chromosomes visibles dans le noyau pendant la
  mitose
• Initialement décondensés
• Puis compactés

5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
Chromosomes et gènes...

• 46 chromosomes
• 30 000 gènes
• Pour un gène, deux allèles
• 1 hérité du père
• 1 hérité de la mère
• 1300 en moyenne par chromosome
• Bandes
• Sombres, riches en gènes

8
ADN reployé
9
Mutations

• Bases ATCG
• Séquence normale
• CCCTTTTAAAGTGTGTCCCAAAA
• Séquence mutée
• CCCTTTTAAAGTGAGTCCCAAAA
• Protéine ne fonctionne plus...

10
En résumé

• 46 chromosomes
• 30 000 gènes
• Plus de 1000 gènes par chromosomes
• Pas la même résolution
• Étude des chromosomes (caryotype)
• Recherche de maladie génétique

11
Impact des maladies génétiques

• Individus atteints
• Malformation majeure pour 2-3 de chaque
  grossesse (doù surveillance échographique en
  France)
• Fentes labiales ou labiopalatines 1/600
• Malformation cardiaque 1/250
• Défaut de fermeture du tube neural 1/500
• Anomalies chromosomiques 0.7
• Majorée par l âge maternel
• Majorité denfants  normaux  !!, 96,3

12
Fardeau génétique

• Nous sommes tous des hétérozygotes !!
• Porteurs sains dune ou plusieurs mutations
• Selon les publications
• 1,4 à 4-5 gènes mutés par individu
• Maladies rares 1/100
• 1/25 mucoviscidose
• 1/7 à 1/5 pour la Fièvre Méditerranéenne
  (Sous-groupe)
• Risque pour la descendance estimé à 1 (toutes
  maladies génétiques confondues)
• Éradiquer les mutations ? impossible ...

13
Hérédité récessive

• Deux parents hétérozygotes sains
• Un gène normal, un gène muté
• Transmission des deux gènes mutés à un enfant sur
  4
• Homozygote malade

14
Hérédité récessive
15
Hérédité récessive
16
Hérédité récessive
17
Exemples de maladies récessives

• Mucoviscidose
• Drépanocytose
• Hyperplasie congénitale des surrénales
• Phénylcétonurie

18
Histoire clinique
19
ATCD familiaux
20
Exemple Mucoviscidose

• Maladie génétique fréquente
• Récessive
• 1/2500 naissances
• 1/25 hétérozygotes
• Maladie respiratoire et digestive
• Gène CFTR
• Chromosome 7, bras court, 27 Exons

21
Mucoviscidose
Affection génétique à transmission Autosomique
récessive 1 enfant atteint sur 2500
naissances porteur hétérozygote 1 individu sur
25 fréquence variable selon les
populations Bretagne celtique 1/1600 population
d'Afrique du Nord rare population asiatique
exceptionnel
22
5'
3'
1 2 3 4 5 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13
14a 14b 15 16 17a 17b 18 19 20 21 22 23 24
NH2
COOH
domaines NBF1
Domaine R domaines
NBF2 transmembranaires
transmembranaires
Domaine extracellulaire
Membrane plasmique
N
C
NBF2
Cytoplasme
NBF1
domaine R
CFTR glycoprotéine transmembranaire
23
MUCOVISCIDOSE Enquête en France 19
laboratoires 3595 patients
7190 allèles 6700 allèles mutés identifiés 300
mutations différentes (93,2) DF508 67,21
(Bretagne 81, Nord 70, Sud 61) G542X
2,89 N1303K 2,05 1717-1G-gtA,3,13 27895G-gtA
1 19 mutations entre 0,1 et 1 153 mutations
ne sont retrouvées qu'une seule
fois HETEROGENEITE ALLELIQUE












24
Arbre généalogiqueATCD mucoviscidose
Hétérozygotes obligatoires
1/2
1/4
1/8
1/25
Enfant atteint de mucoviscidose
1/8x1/25x1/4 1/800
25
Modes de révélation

• Prénatal
• Hyper-échogénéicité du grêle
• 1 (chromosomique, viral , vasculaire, mucov)
• Péritonite méconiale
• Absence de vésicule bilaire
• Néonatal
• Occlusion néonatale par iléus méconial

26
Adresser en consultation de génétique

• Déterminer risque ou non
• Etude génétique proposée
• Mutations connues ou non
• 31 mutations les plus fréquentes
• Couvre 80 des mutations (4/5)
• Surveillance de grossesse
• Etude des deux parents
• Reste une incertitude faible
• Risque résiduel 1/500 (1/125 x 1/4)

27
Arbre généalogiqueATCD mucoviscidose
1/125
1 x 1/125 x 1/4 1/500
28
Arbre généalogiqueHémochromatose
Malade hémochromatose (1/400)
1/2
1/10
1/2x1/10x1/4 1/80
29
Maladie récessive

• Pas de DPN
• Diagnostic clinique
• Ferritine
• Dépistage des hétérozygotes ??
• Non, sauf conseil génétique

30
Hérédité dominante

• Critères de reconnaissance,
• une personne atteinte, transmet à un enfant sur 2

31
Hérédité dominante
32
Hérédité dominante
33
Exemples de maladies dominantes

• Syndrome de Marfan
• Hypochondroplasie
• Maladie de Stickler

34
Hérédité Mendélienne

• Autosomique dominante
• Autosomique Récessive
• Dominante liée à lX
• Récessive liée à lX
• Holandrique (liée à lY)

35
Conductrice obligatoire

• Par définition
• Un frère et une fils atteints
• Deux fils atteints
• Par extension
• Un fils atteint ET une fille conductrice
  obligatoire

36
Transmission Récessive liée à l X
Pas de transmission Père-Fils
Notion de conductrice obligatoire
M gtgtgt F
Transmission verticale
37
Hérédité liée à l X

• Garçons atteints !!!!!
• 50 des garçons atteints
• 50 des filles conductrices

38
Hérédité liée à l X
39
Hérédité lié à l X
40
Hérédité liée à l X

• Hémophilie
• Daltonisme
• Myopathie de Duchenne de Boulogne

41
Hérédité Liée à l X (1)

• 3 types de transmissions liées à l X
• Dominant lié à l X létal chez le garçon
• dominant lié à l X avec paradoxe de Sherman
• Récessif lié à l X
• Transmission en général par les filles si
  récessif
• Transmission par les pères si dominant non létal
• Jamais de transmission Père Fils

42
Hérédité DLX (2)

• Incontinentia pigmenti
• Mutation du gène NEMO (Xq28)

43
Hérédité DLX (3)

• Syndrome de l X fragile
• Amplification de triplet CGG (Xq28)
• Conseil génétique difficile

100 CGG
Pré mutation 59-230
180
450
400
450
1800
1500
1500
1200
180
180
550
450
450
44
Hérédité RLX (4)

• Myopathie de Duchenne de Boulogne 1/3500
• Mutations dans le gène de la Dystrophine (Xp21)

45
Cas des filles atteintes

• Monosomie X
• Biais dinactivation
• Mutation sur lallèle homologue

46
Conseil génétique

• 50 des garçons atteints
• 50 des filles conductrices
• Pour les apparentés risque modulé en fonction
  de la probabilité pour la mère dêtre conductrice
  (Bayes, étude moléculaire)

47
Exemple Syndrome de lX fragile

• Naissance de Baptiste
• Troubles précoces de la relation mère-enfant
• Inquiétude parentale gt 9 mois
• Retard de marche
• Pas de langage à 21 mois
• Naissance d Alexis
• Troubles précoces de la relation mère-enfant ...

48
(No Transcript)
49
Clinique

• Beaux garçons
• Grand front
• Grand PC
• 1 DS à 3 DS
• A la naissance, grand PC (35cm, 36cm, 37cm)
• Trouble du contact Angoisse parentale
• Stéréotypies
• Évitement du regard
• Pas de langage

50
Génétique X fragile

• Gène FMR1
• Chromosome X
• Cassure de lextrémité q28
• Expansion de triplets
• Pré-mutation
• Mutation complète
• Retard mental et traits psychotiques du garçon
• Retard plus modéré chez la fille

51
(No Transcript)
52
Mécanisme génétique

• Expansion instable
• Triplet CGG, dans le premier exon, non traduit,
  du gène FMR1
• Polymorphique
• 6 à 50 répétitions AGG (séquence impure)
• Mutations complètes 230 à gt 1000 CGG,
  méthylation anormale
• 100 RM garçon, 60 RM chez les filles
• Prémutations 60 à 200 CGG, non méthylés
• Males normaux transmetteurs, femmes vectrices
• Fréquence des mosaïques somatiques

53
Prénatal

• Depuis lélucidation moléculaire, possible
• Ponction de trophoblastes à 11 SA
• PCR
• Allèles normaux et petites prémutations
• Southern blot
• Analyse lADN
• Taille des fragments
• Méthylation

54
Dépistage précoce X fra

• Éviter les récurrences
• DPN
• Prise en charge précoce en CAMPS
• Lutter contre lenfermement psychotique
• Guidance parentale

55
DYSTROPHIE MUSCULAIRE DE DUCHENNE (DMD)
(1860)
Fréquence 1/3500 garçon né vivant quelque soit
la population Transmission récessive liée à
lX Physiopathologiedégénérescence lente et
inéluctable des fibres musculaires
56
DYSTROPHIE MUSCULAIRE DE BECKER (BMD)
(1955)
Fréquence 1/35000 garçon né vivant Transmission
récessive liée à lX Forme plus tardive et
dévolution plus lente elle ne devient
invalidante quau cours de la vie
adulte Variation allélique et hétérogéneité
clinique DMD et BMD 2 variantes phénotypiques
dune pathologie affectant un seul et même gène.
57
LE GENE
Séquencé en 1987 Un très grand gène -
longueur 2,4 Mb - 79 exons taille moyenne des
exons 180 pb taille moyenne des introns 30
kb Code pour une proteine la Dystrophine
(1988) - 3685 acides aminés - 427 kDaltons
58
(No Transcript)
59
(No Transcript)
60
Mme M. demande un Conseil Génétique Elle a 2
fils Paul (10 ans) et Léo (8 ans) et une fille
(6 ans). Léo présente des difficultés à la
marche (chutes). Le diagnostic de myopathie de
Duchenne évoqué cliniquement a été confirmé par
la biopsie musculaire.
Définition Traitement - Gravité Mode de
transmission Gène Mutation(s) DPN
Mme M
Léo
Paul
Lydie
61
Recherche d antécédents familiaux
DCD
3
à 9 ans Myopathie?
Mme M
Léo
Paul
Lydie
62
Conseil génétique au terme de la consultation -
risque génétique ? Risque pour Mme M conductrice
ou non? Risque pour Paul ? Risque pour Lydie ?
- Conduite à Tenir Discussion du risque
génétique Analyse moléculaire pour Léo
diagnostic direct Analyse moléculaire pour
? information de la famille maternelle
63
Témoin normal
Léo
3 43 50 13 6 47 60 52
64
Témoin normal
Léo
3 43 50 13 6 47 60 52
Délétion 3 -gt 43
65
Résultats de biologie moléculaire Conduite à
tenir?
DCD à 9 ans Myopathie?
3
Mme M.
Lydie
Léo
Paul
Délétion 3-gt43
66
Hier, appréciation du statut de conductrice par
diagnostic indirect Aujourdhui, évaluation du
statut de conductrice par diagnostic direct
?
DCD à 9 ans Myopathie?
?
3
?
Lydie
Léo
Paul
?
Délétion 3-gt43
67
Diagnostic indirect étude familiale,
polymorphisme.
S50 S49 S45 S44 Ex17 Dys II
2 1 33 1 1
2 2 23 1 2
1 2 32 1 2
?
?
Mme A.
Mme F.
?
?
2 1 33 1 1
2 1 33 1 1
1 2 32 1 2
2 2 23 1 2
1 2 32 1 2
Mme D.
Mme M.
Conductrice ou non? Mme D? Mme M? Mme F? Mme A?
Lydie
Léo
Paul
?
2 2 2del del 2
2 1 33 1 1
68
Diagnostic direct PCR quantitative S44 et Ex17
S50 S49 S45 S44 Ex17 Dys II
2 1 33 1 1
2 2 23 1 2
1 2 32 1 2
N
N
Mme A.
Mme F.
d
N
2 1 33 1 1
2 1 33 1 1
1 2 32 1 2
2 2 23 1 2
1 2 32 1 2
Mme D.
Mme M.
Lydie
Léo
Paul
?
2 2 2del del 2
2 1 33 1 1
Mme M. est conductrice néomutation survenue chez
elle
69
Mme D. et son mari vous consultent. Ce couple
envisage une grossesse et s inquiète en raison
d ATCD de myopathie de Duchenne dans la famille
de Mme D. chez son frère et chez un oncle
décédé à l âge de 15 ans
Mme D.
Léon
Conduite à tenir?
70
Forme familiale de Myopathie de Duchenne Mme D.
a 50 de risque d être conductrice
Analyse moléculaire - recherche dune délétion
dans le gène DMD chez Léon PCR multiplex -
prévoir les prélèvements familiaux pour étude
indirecte le cas échéant
71
II
2 1 4 3211 21
3 2 3 2 1 12 32
3 2 3 2 1 12 3 2
232313412
CA TG15 S50 S49 S45 S44Ex17 TG21 Dys II
1 4 1 1 1 2 2 1 1
III
Pas de délétion
1 4 1 1 1 2 2 1 1
2 1 4 3212 3 2
3 2 3 2 1 12 32
2 1 4 3211 21
Conductrice ou non? III2? II4?
72
II
2 1 4 3211 21
3 2 3 2 1 12 32
3 2 3 2 1 12 3 2
232313412
CA TG15 S50 S49 S45 S44Ex17 TG21 Dys II
1 4 1 1 1 2 2 1 1
III
Pas de délétion
1 4 1 1 1 2 2 1 1
2 1 4 3212 3 2
3 2 3 2 1 12 32
2 1 4 3211 21
Conductrice ou non? II4?Non Conductrice Pas de
DPN ?! III2? Pas de réponse RECOMBINAISON
73
Etant donné la recombinaison intra génique
retrouvée chez III2, le statut de conductrice
ou non conductrice reste incertain Un
diagnostic direct (recherche de mutation
ponctuelle) doit être envisagé chez le cas index
Léon (III3) Après plusieurs mois de
recherche mise en évidence d une mutation
ponctuelle dans l exon 45 (mutation non sens
introduisant un codon stop)
74
N
M
II
2 1 4 3211 21
3 2 3 2 1 12 32
3 2 3 2 1 12 3 2
232313412
CA TG15 S50 S49 S45 S44Ex17 TG21 Dys II
1 4 1 1 1 2 2 1 1
III
M
M
1 4 1 1 1 2 2 1 1
2 1 4 3212 3 2
3 2 3 2 1 12 32
Conductrice ou non? II4?Non Conductrice Pas de
DPN III2? Conductrice DPN possible
2 1 4 3211 21
75
34
HÉRÉDITÉ MITOCHONDRIALE
v Les maladies mitochondriales résultent de
défauts au niveau des mitochondries (présentes
dans toutes les cellules du corps à lexception
des globules rouges). v Les cellules les plus
affectées sont celles du cerveau, du cœur, du
foie, des muscles, du rein et du système
respiratoire (les tissus ayant le plus grand
besoin énergétique). v En fonction des
cellules qui sont affectées, les symptômes
peuvent être très différents.
76
35
Hérédité Mitochondriale
v Les mitochondries sont exclusivement dorigine
maternelle. Si lensemble des mitochondries dune
cellule sont anormales, on parle dhomoplasmie.
Si seules quelques mitochondries sont anormales
dans une cellule, on parlera dhétéroplasmie. v
Lâge de déclenchement de la pathologie, sa
sévérité et les symptômes observés dépendent du
pourcentage de mitochondries anormales dans un
tissu donné.
77
Hérédité mitochondriale
78
(No Transcript)
79
(No Transcript)
80
(No Transcript)
81
Conseil génétique en pratique
82
(No Transcript)
83
(No Transcript)
84
Consultations de génétique

• Interrogatoire
• Généalogie
• Examen Clinique
• Photographies avec le consentement des patients
• Examens Complémentaires

85
Consanguinité
86
36
A
B
C
F
D
G
E
87
37
AD
AR
RLX
Mito
DLX
Mito
LY
88
Hérédité ChromosomiqueAnalyse dysmorphologique
89
(No Transcript)
90
MicrodélétionEX Syndrome de Williams

• Mathieu
• 1 an
• Retard discret des acquisitions
• Cardiopathie
• Sténose supravalvulaire de l aorte
• Sténose Artère pulmonaire
• Hypercalcémie néonatale
• Dysmorphie spécifique

91
Génétique du syndrome de Williams

• Hérédité
• Sporadique
• Rare dominance
• Locus génétique
• Chromosome 7
• Microdélétion 7q11
• Hémizygotie au locus Elastine
• Délétions
• Autres gènes de la région LIM Kinase 1 ..

92
(No Transcript)
93
Syndromes acquis

• Syndrome de lalcoolisme fœtal

94
Autres  maladies héritées , non génétiques

• Syndrome dAlcoolisme fœtal
• Sous-diagnostiqué
• 10 à 20 des QI 50-80 ?
• 1/1000 naissances en France
• Tableau malformatif
• RCIU précoce
• Malformations possibles
• CIV, CIA
• Fentes labiales ou labiopalatines

95
Présentation clinique

• RCIU avec PC non conservé
• Dysmorphie faciale
• Philtrum long, lisse et bombé
• Fentes palpébrales étroites
• Malformations
• Hypoplasie des phalanges distales
• CIA, CIV, fentes faciales