Récherche sur le syndrome d'Usher: Récherche génétique

Projets en cours à GÉNÉTHON

Le Clonage Positionnel

La Dystrophie des Ceintures

Les Paraplégies Spastiques

Le projet Européen ESF

La recherche de gènes responsables de maladies génétiques

L'identification du gène responsable d'une maladie génétique repose sur une stratégie appelée clonage positionnel . Cette stratégie passe par la localisation sur les cartes génétiques et physiques. Cette technique est employée lorsque aucun réarrangement cytogénétique, aucun défaut biochimique évident, et aucun modèle animal n'est disponible.

- Première étape : la localisation primaire de la région contenant le gène morbide

Le premier élément nécessaire pour établir une localisation primaire est la disponibilité de l'ADN provenant de familles de personnes atteintes de cette maladie. Ces ADN sont produits à partir des cellules stockées à la Banque de Généthon. Le deuxième outil utilisé est la Carte Génétique qui a été établie à Généthon, contenant un ensemble de marqueurs cartographiés sur l'ensemble du génome humain.

Le but de cette étape est l'identification de marqueurs qui ségrègent spécifiquement avec la maladie. Cela permet de définir un intervalle de localisation contenant le gène responsable de la maladie.

- Deuxième étape : isolement de la région génomique recouvrant cette région.

Une fois que de tels marqueurs ont été caractérisés, ils peuvent être utilisés pour identifier les clones d'ADN recouvrant la région considérée. Cette étape est menée grâce à la Carte Physique du génome humain, établie dans un travail de collaboration entre le CEPH et Généthon.

L'obtention de tels clones permet de disposer d'un matériel facile à utiliser pour étudier les gènes présents dans la région, et pour identifier le gène responsable.

- Troisième étape : inventaire de tous les gènes présents dans la région

Le plus souvent, l'identification du gène morbide passe par la recherche expérimentale de tous les gènes présents dans la région. Ce problème n'est pas simple car :

- les gènes sont généralement petits par rapport à la taille de la région étudiée

- les gènes sont fragmentés en exons (fragments codants) et en introns (fragments non codants, souvent de grande taille)

- les gènes sont disséminés au hasard, séparés par de vastes régions non codantes

Cette étape reste à ce jour limitante, car il n'existe pas de méthode simple et directe pour reconnaître à coup sûr une séquence codante. Cette situation devra cependant s'améliorer dans un futur proche, grâce à la Carte des Gènes, en cours de développement à Généthon.

Quatrième étape : l'identification du gène muté

Une fois que l'ensemble des gènes de la région a été caractérisé, il faut encore identifier lequel d'entre eux est responsable de la maladie. En général, cette recherche s'effectue en comparant le gène des individus sains à celui des individus malades. La certitude qu'un gène est bien responsable de la maladie est acquise lorsqu'une mutation qui ségrège spécifiquement chez les individus malades peut être détectée.

A plus long terme, l'isolement du gène responsable doit permettre d'étudier sa fonction et de comprendre son rôle dans le développement de la maladie. On peut alors tenter d'en déduire, plus rapidement et d'une manière plus efficace, des stratégies thérapeutiques (pharmacologie, thérapie génique...).

La dystrophie des ceintures

La dystrophie des ceintures est une myopathie transmise genetiquement selon un mode autosomique recessif ou dominant. Elle se traduit cliniquement par une atteinte atrophique et deficitaire progressive, touchant preferentiellement les muscles proximaux des membres. Les premiers signes apparaissent entre 8 et 15 ans et la maladie evolue vers une perte d'autonomie de la marche 20 a 30 ans plus tard.

Les travaux effectues dans le laboratoire ont permis l'identification de deux genes responsables chacun d'une forme differente de cette dystrophie musculaire progressive. L'un de ces genes, localise sur le chromosome 15, code pour une proteine enzymatique specifique du muscle denomme calpaine 3. Des mutations de ce gene ont ete retrouvees dans des familles d'origines variees:ile de la Reunion, Etats Unis, Liban, Italie, Israel, France metropolitaine. L'autre gene, localise sur le chromosome 4, code pour une proteine associee a la dystrophine au niveau de la membrane de la cellule musculaire et est appelee b-sarcoglycane. Des mutations ont ete retrouvees dans des familles appartenant a une communaute Amish (Etats-Unis).

Actuellement, nos recherches s'orientent vers la comprehension de la fonction de la calpaine 3, (la b-sarcoglycane etant etudiee dans d'autres laboratoires) et la recherche des genes impliques dans d'autres formes de myopathies.

Les paraplégies spastiques

Les paraplégies spastiques familiales sont des affections dégénératives du système nerveux central caracterisées par une grande raideur et une exagération des réflexes des membres inferieurs. Les personnes atteintes par cette maladie génétique ont de grandes difficultés a marcher qui peuvent évoluer vers une paralysie complète des deux jambes.

Trois gènes responsables de cette maladie ont ete localisés sur les chromosomes 2, 14 et 15. Il existe un certain nombre de familles dans lesquelles est transmise une paraplégie spastique et dont le gène responsable de la maladie n'a pas encore ete localisé.

Dans notre laboratoire, nous nous efforçons de mettre en évidence d'autres localisations de gènes responsables de cette maladie. Apres une étude préliminaire, nous avons pu montrer que le gène porté par le chromosome 2 est retrouvé dans un grand nombre de familles présentant cette affection : c'est un gène "majoritaire" de paraplégie spastique.

Nous avons décide dans un premier temps de nous focaliser sur l'identification de ce gène afin de comprendre les mécanismes moléculaires a l'origine de ce processus pathologique. Puis nous nous attacherons a identifier les autres gènes de paraplégie spastique (en particulier celui porté par le chromosome 14) pour tenter d'élucider l'hétérogénéite génétique de cette maladie, c'est a dire pourquoi des mutations dans des gènes differents conduisent aux mêmes manifestations cliniques.

Le projet européen ESF

Un projet européen concernant des maladies psychiatriques multigéniques telles que la schizophrénie et la maladie maniaco-dépressive est en cours de réalisation.
L'objectif de ce projet, est de localiser les gènes responsables de ces deux maladies sur un grand nombre d'individus. Une vingtaine de laboratoires de différents pays participent a ce projet :

Allemagne

Autriche

Belgique

Danemark

Espagne

Finlande

France

Grece

Italie

Irlande

Israel

Portugal