Université Pierre et Marie Curie

Génétique

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Déséquilibre de liaison

 

 

Parmi les maladies génétiques monogéniques , certaines sont dues à un grand nombre de mutations différentes d'un (ou plusieurs gènes) alors que pour d'autres, parmi toutes les formes mutantes connues causes de la maladie, une forme est extrêmement répandue alors que les autres sont rares. En général, dans ce second cas cette particularité n'est vraie que pour une population particulière. Ce résultat est en général dû à une apparition unique de la forme mutante majoritaire, qui s'est ensuite répandue dans une population par des croisements consanguins (d'ou la restriction à des populations particulières)

 

Mucoviscidose

Cette maladie affecte 1/1000 des naissances dans les populations européennes. Le gène impliqué dans la mucoviscidose est encadré par deux sites polymorphes (TaqI et PstI et les sondesSt et Sp). L'enzyme de restriction TaqI donne deux tailles de bandes 7,6 et 6,8kbp qui seront désignées par t1 et t2. L'enzyme de restriction PstI donne deux tailles de bandes 2,1 et 1,4kbp qui seront désignées par p1 et p2. Quant au gène CFTR, parmi les nombreuses formes mutées , la délétion du triplet 508 est responsable de 70% des cas dans la population caucasienne .

Figure 8- 23. Les polymorphismes détectés autour du gène CFTR.

Considérant ces 3 sites qui ont chacun 2 formes alléliques distinctes il y a 8 formes possibles d'associations

La fréquence de chacune de ces formes du chromosome 7 a été relevée dans trois populations de type caucasien.

Tableau 8- 1. Répartition des haplotypes TaqI et PstI parmi les formes allélique du gène CFTR + et 508.

L'examen du tableau 8-1 montre que la répartition des 4 haplotypes n'est pas identique pour les deux formes alléliques. Cette différence de répartition s'explique par une origine unique de la mutation sur une seule des 4 formes du chromosomes 7. Comme les sites polymorphes sont très proches du gène CFTR, la probabilité de recombinaison entre eux est extrêmement faible et le nombre de générations écoulées depuis l'apparition de la mutation n'a pas été suffisante pour permettre un brassage allélique qui conduirait à l'équilibre c'est à dire à la même répartition des haplotypes parmi les chromosomes 7 portant CFTR+ et ?508. Dans de nombreuses générations , lorsqu'il y aura eu suffisamment de crossing over pour atteindre l'équilibre la différence des fréquences due à l'origine de la mutation sera effacée.

Lorsque, dans une population donnée, on constate un déséquilibre de liaison entre un marqueur polymorphe et une forme allélique délétère d'un gène, on peut définir les individus à risque (de porter l'allèle muté) : ce sont ceux qui porteront la forme polymorphe du marqueur qui est le plus fréquemment associée à cet allèle. Ces individus sont susceptibles d'avoir reçu la région chromosomique portant le marqueur et la mutation délétère sans événement de recombinaison. Parmi cette fraction à risque de la population, on peut pousser l'analyse génotypique afin de préciser s'ils sont vraiment porteurs de l'allèle délétère. Il faut bien voir que ce dépistage ne garantit pas la détection de tous les porteurs sains de l'allèle mutant, tous ceux qui ont reçu un chromosome remanié entre le gène et le marqueur polymorphe peuvent ne pas faire partie de la population à risque et cependant porter l'allèle mutant. Dans le tableau 8-1 la population à risque est dans le groupe t1,p2 (84% des français de ce groupe sont porteurs de la délétion 508). Néanmoins on trouve également quelques porteurs de cette mutations dans les autres groupes. Ce déséquilibre de liaison permet seulement d'effectuer un test rapide sur n marqueur polymorphe sur toute la population pour définir les 15% à risque sur lesquels on pratiquera ensuite les analyses plus approfondies, au lieu de faire d'emblée ces analyses sur toute la population.

Equilibre de liaison : l'hémophilie A

C'est le cas pour une autre maladie : l'hémophilie de type A (facteur VIII déficient) dont le gène est également encadré de deux sites polymorphes BclI (c1 et c2) et BglII(g1 et g2).

Tableau 8- 2. Le gène codant le facteur VIII est en équilibre avec les marqueurs polymorphes qui l'entourent.

Dans ce cas on constate que c1 a la fréquence 0,9 ((0,57 + 0,54 + 0,33 + 0,36)/2) et c2 0,1 alors que g1 a la fréquence 0,61 et g2 0,39. Compte tenu de ces fréquences on attend , du fait de la combinaison au hasard de ces 2 formes alléliques :

* C1 g1 fréquence 0,9 x 0,61= 0,549 (valeur observée = (0,57 + 0,54)/2 = 0,555)

* C1 g2 fréquence 0,9 x 0,39= 0,351 (valeur observée = (0,33 + 0,36)/2 = 0,345)

* C2 g1 fréquence 0,1 x 0,61= 0,061 (valeur observée = (0,06 + 0,05)/2 = 0,055)

* C2 g2 fréquence 0,1 x 0,39= 0,039 (valeur observée = (0,04 + 0,05)/2 = 0,045)

Les valeurs théoriques ne sont pas significativement différentes des valeurs observées. Le tableau 8-2 montre clairement que ces 4 associations présentent la même fréquence que l'allèle du gène FVIII soit sauvage ou muté. L'équilibre a été atteint. Le temps écoulé depuis l'apparition des mutations est suffisant pour que des recombinaisons multiples aient redistribué également ces 4 haplotypes parmi les deux génotypes pour le gène FVIII.

Lorsque, dans une population donnée, on constate un déséquilibre de liaison entre un marqueur polymorphe et une forme allélique délétère d'un gène, on peut définir les individus à risque (susceptibles de porter l'allèle muté) : ce sont ceux qui porteront la forme polymorphe du marqueur qui est le plus fréquemment associée à cet allèle. Ces individus sont susceptibles d'avoir reçu la région chromosomique portant le marqueur et la mutation délétère sans événement de recombinaison. Parmi cette fraction à risque de la population, on peut pousser l'analyse génotypique afin de préciser s'ils sont vraiment porteurs de l'allèle délétère. Il faut bien voir que ce dépistage ne garantit pas la détection de tous les porteurs sains de l'allèle mutant, tous ceux qui ont reçu un chromosome remanié entre le gène et le marqueur polymorphe peuvent ne pas faire partie de la population à risque et cependant porter l'allèle mutant.

D'autres maladies, dans certaines populations sont également dues à une mutation apparue suffisamment récemment pour présenter un déséquilibre de liaison avec un marqueur polymorphe. Je n'en citerai qu'un seul exemple, celui de l'hémochromatose

 

Hémochromatose héréditaire

L'hémochromatose est causée par une absorption intestinale accrue et non contrôlée de fer entraînant sa déposition dans une multitude de tissus. Le fer libre est hautement toxique parce qu'il induit la génération de radicaux libres et d'autres composés d'oxydation. Ces molécules causent la peroxydation des membranes cellulaires et le dommage tissulaire. Les manifestations cliniques débutent habituellement par de la fatigue, des arthralgies, des douleurs abdominales et parfois de l'impuissance chez l'homme. À mesure que le niveau toxique de fer augmente dans les tissus, d'autres manifestations comme l'hyper pigmentation cutanée, le diabète et la fibrose hépatique apparaissent. La cirrhose, l'insuffisance cardiaque, l'hypogonadisme et hypopituitarisme sont des manifestations tardives de la maladie. Le diagnostic est souvent établi alors que le dommage tissulaire est irréversible. Les patients diagnostiqués tardivement ont une espérance de vie diminuée.

Cette affection est à transmission récessive autosomique. Le gène en cause (gène HFE) a été localisé sur le bras court du chromosome 6 (1975) puis cloné (1997). Il code une protéine de 343 acides aminés. Une mutation a été décrites dans le gène HFE, qui conduit au remplacement dans la protéine d'une cystéine par une tyrosine en position 282 (C282Y)

Cette mutation est majoritaire parmi les sujets atteints :

  • 94,7 % en Bretagne,
  • 93 % au Royaume-Uni et en Allemagne,
  • 94,2 % en Suède et même
  • 100 % en Australie.

On la retrouve à des fréquences plus faibles

  • Alabama (69,5 %),
  • sud de la France (76,5 %)
  • Italie (69 %).

La mutation C282Y est très irrégulièrement répartie à l'échelon mondial : absente ou extrêmement rare en Afrique et en Asie, elle présente en Europe un gradient décroissant nord-ouest/sud-est. Les fréquences d'hétérozygotes vont de 20 % en Irlande (où l'incidence de la maladie est de 1,24%) à 3 % dans l'Italie du Sud 0,023% de malades dans la population générale).

Pour le dépistage dans la population générale, la mesure de la saturation de la transferrine a été le plus étudié associée à la ferritinémie. Deux études ont construit des modèles avec un coût estimé des tests, de l'organisation du dépistage et d'une estimation de la prévalence. Ces deux études concluaient que le modèle étudié entraînait un coût par année de vie sauvée acceptable (En fait, ce dépistage lorsqu'il s'adresse à une population générale, peut dépister non seulement des surcharges en fer mais également des déficits en fer, augmentant le rendement du dépistage). Ce dépistage biochimique pourrait être proposé chez l'adulte jeune de plus de 20 à 30 ans afin d'éviter que l'accumulation en fer ait causé des dommages irréversibles à divers organes. L'utilisation d'un test génétique de dépistage pourrait en revanche être proposée systématiquement à la naissance qui permettrait d'établir un traitement préventif.

La mutation C282Y,cause principale de la maladie a dû se produire une seule fois et se répandre dans les populations par des croisements consanguins. Au cours du clonage du gène HFE, on a étudié 43 microsatellites autour de ce gène. Ces données ont permis de reconstituer le chromosome ancestral dont on retrouve des fragments parmi les patients qui portent la mutation C282Y.

Tableau 8- 3.Déséquilibre de liaison entre les formes alléliques de 2 microsatellites et les allèles du gène HFE

La complexité de détection d'un marqueur microsatellite ou d'une mutation connue est du même ordre : on amplifie par PCR la portion d'ADN génomique concernée, en utilisant 2 courtes sondes oligonucléotidiques uniques ; puis on analyse les produits de PCR par électrophorèse en gel de polyacrylamide. Sauf problèmes techniques particuliers, lorsqu'on a mis au point la détection de la mutation , c'est un test préférable à la détection d'un marqueur microsatellite avec un déséquilibre de liaison. Le déséquilibre de liaison est utilisé dans un but prédictif lorsque la mutation 'est pas encore identifiée. Il peut également être utilisé pour retracer l'histoire de la mutation et son origine, ainsi que pour comparer des populations différentes.

 

 

 

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