Les infections parasitaires et fongiques oculaires tropicales
Malformations oculaires et génétique - eACLF
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Malformations oculaires et génétique Service d’Histologie-‐Embryologie-‐Cytogéné7que du Pr Brigi<e Benzacken Hôpital Jean Verdier Andrée Delahaye-‐Duriez
DESC 19 octobre 2011
Introduction
Anomalies du développement oculaire
Environ 5/10 000 naissances
Groupe hétérogène d’anomalies ¤ Micro/anophtalmie ¤ Colobome ¤ Cataracte congénitale ¤ Dysgénésies du segment antérieur de l’œil ¤ Buphtalmie, kyste oculo-orbitaire,…
Causes : ¤ Environnementales : infections materno-foetales,
toxique (thalidomide, alcool) déficit en vitamine A ¤ Génétiques
3
Causes chromosomiques
Anomalie chromosomique identifiée au caryotype classique chez 7 à 10 % des patients avec malformation oculaire congénitale
Contribution importante de la cytogénétique pour l’identification de gènes impliqués dans des anomalies du développement oculaire
4
Malformations oculaires en prénatal
Dépistage par échographie
Précisé ensuite par l’IRM fœtale
Recherche d’anomalies associées +++
syndrome polymalformatif ?
Antécédents familiaux ?
Caryotype fœtal (+/- ACPA ou étude génétique spécifique)
5
La CGH-array dans les malformations oculaires syndromiques
Matériels et méthodes
Population étudiée et méthode
65 patients ¤ Ayant une malformation oculaire associée soit à un retard
mental soit à une autre malformation ¤ Caryotype classique normal
Puce à oligonucléotides Agilent® 105K ou 180K ¤ Vérification des anomalies par une autre méthode (FISH,
MLPA ou qPCR) ¤ Étude des parents si possible
8
Résultats
Patient imbalance size (Mb) ISCN description*Major genes involved
inheritance
Patient 1 del 5.68 6p25.1p25.3(107,883-‐5,684,125)x1 FOXC1 pat (dn)Patient 2 del 1.95 6p25.2p25.3(477,352-‐2,472,573)x1 FOXC1 pat (dn)
Patient 3deldel
0.612.25
4q34q34(176,398,264-‐177,004,339)x114q22.2q23.1(54,287,767-‐56,543,234)x1
GPM6AOTX2 , GCH1
pat (inh)mat (inh)
Patient 4deldel
0.040.11
11p15.4p15.4(3,765,195-‐3,809,332)x114q23.1q23.1(56,326,564-‐56,433,789)x1
RHOGOTX2
u
Patient 5 del 5.55 10p14p15.3(2,911,242-‐8,457,638)x1 AKR1C2, GATA3 pat (dn)Patient 6 del 0.5 17p13.3p13.3(1,105,199-‐1,605,301)x1 YWHAE u
Patient 7 del 0.6 16p11.2p11.2(29,500,084-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 mat (dn)
Patient 8 del 0.55 16p11.2p11.2(29,560,300-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 non mat
Patient 9 dup 0.18 11p15.4p15.4(7,283,552-‐7,466,165)x3 SYT9, OLFML1 pat (inh)Patient 10 del 0.36 20p12.1p12.1(15,003,653-‐15,360,378)x1 MACROD2 u
Résultats
10 patients ont une anomalie causale ou possiblement causale
10
Délétions 6p25.3 incluant FOXC1
2 patients ayant une dysgénésie du segment antérieur de l’œil de type anomalie d’Axenfeld Rieger associée
Patient 1 Patient 26p25.1-‐6pter view 6p25.2-‐6pter viewChr 6 Chr 6
11
Phénotype pré- et post natal des délétions 6p25.3 incluant le gène FOXC1
Collaboration avec les fœtopathologistes
Étude de 3 fœtus et de 3 patients porteurs de délétion 6p25.3 caractérisée par CGH-array
Revue de la littérature et analyse des corrélations génotype-phénotype
Description détaillée du phénotype fœtal avec notamment l’histologie de l’œil
12
Patient 3
pV4
p
V4
vp
V4v
v
Patient 2Patient 1
V4p v
Patient 5
Patient 1 Patient 2
A B
C D
E F
D
B Patient 1 Patient 2
Patient 3
*
Sclera
LensRetina
Trabecularmeshwork
Schlemm’s Canal
Cornea
Descemet’s membrane
Vitreous Body
*
Schwalbe’s ring
A
*
*
C
E
C
Patient 5
13
Patient imbalance size (Mb) ISCN description*Major genes involved
inheritance
Patient 1 del 5.68 6p25.1p25.3(107,883-‐5,684,125)x1 FOXC1 pat (dn)Patient 2 del 1.95 6p25.2p25.3(477,352-‐2,472,573)x1 FOXC1 pat (dn)
Patient 3deldel
0.612.25
4q34q34(176,398,264-‐177,004,339)x114q22.2q23.1(54,287,767-‐56,543,234)x1
GPM6AOTX2 , GCH1
pat (inh)mat (inh)
Patient 4deldel
0.040.11
11p15.4p15.4(3,765,195-‐3,809,332)x114q23.1q23.1(56,326,564-‐56,433,789)x1
RHOGOTX2
u
Patient 5 del 5.55 10p14p15.3(2,911,242-‐8,457,638)x1 AKR1C2, GATA3 pat (dn)Patient 6 del 0.5 17p13.3p13.3(1,105,199-‐1,605,301)x1 YWHAE u
Patient 7 del 0.6 16p11.2p11.2(29,500,084-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 mat (dn)
Patient 8 del 0.55 16p11.2p11.2(29,560,300-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 non mat
Patient 9 dup 0.18 11p15.4p15.4(7,283,552-‐7,466,165)x3 SYT9, OLFML1 pat (inh)Patient 10 del 0.36 20p12.1p12.1(15,003,653-‐15,360,378)x1 MACROD2 u
Délétions 14q23.1 emportant OTX2
2 patients ayant une microphtalmie associée à un retard mental
14
Délétions 14q23.1 emportant OTX2
Étude familiale du patient 3 confirme la pénétrance incomplète des altérations d’OTX2
Patient 3Δ|+Δ|+
14q23 OTX24q34 GPM6A
C9Δ|++|+
C10Δ|++|+
C7Δ|++|+
C6Δ|++|+
C5Δ|++|+
C4Δ|++|+
C3+|+Δ|+
C2Δ|++|+
C1+|++|+
Microphthalmia + mental retardation
Dopa-responsive dystonia + mental retardation
14q23 OTX24q34 GPM6A
14q23 OTX24q34 GPM6A
15
Patient imbalance size (Mb) ISCN description*Major genes involved
inheritance
Patient 1 del 5.68 6p25.1p25.3(107,883-‐5,684,125)x1 FOXC1 pat (dn)Patient 2 del 1.95 6p25.2p25.3(477,352-‐2,472,573)x1 FOXC1 pat (dn)
Patient 3deldel
0.612.25
4q34q34(176,398,264-‐177,004,339)x114q22.2q23.1(54,287,767-‐56,543,234)x1
GPM6AOTX2 , GCH1
pat (inh)mat (inh)
Patient 4deldel
0.040.11
11p15.4p15.4(3,765,195-‐3,809,332)x114q23.1q23.1(56,326,564-‐56,433,789)x1
RHOGOTX2
u
Patient 5 del 5.55 10p14p15.3(2,911,242-‐8,457,638)x1 AKR1C2, GATA3 pat (dn)Patient 6 del 0.5 17p13.3p13.3(1,105,199-‐1,605,301)x1 YWHAE u
Patient 7 del 0.6 16p11.2p11.2(29,500,084-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 mat (dn)
Patient 8 del 0.55 16p11.2p11.2(29,560,300-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 non mat
Patient 9 dup 0.18 11p15.4p15.4(7,283,552-‐7,466,165)x3 SYT9, OLFML1 pat (inh)Patient 10 del 0.36 20p12.1p12.1(15,003,653-‐15,360,378)x1 MACROD2 u
Délétions connues pathogéniques
non classiquement associées à des anomalies oculaires chez 4 patients
16
Caractérisation de délétions 17p13.3 impliquant YWHAE mais distales à PAFAHAB1
Collaboration avec plusieurs centres de génétique français
Étude de 4 patients porteurs de délétion 17p13.3 impliquant YWHAE mais distale à PAFAHAB1
17
Caractérisation moléculaire par CGH-array 18
Corrélation génotype-phénotype
Phénotype commun : retard mental, retard de croissance pré- et postnatal
éventuellement associé à des anomalies de la substance blanche et des anomalies du développement cérébral de type Chiari 1 ou colobome ou malformation cardiaque ou malformation de l’appareil urinaire
DECIPHER Mignon-Ravix et al.patient A patient B patient C patient D patient 1350 patient 1 patient 2 patient 3 patient 4 patient 5 patient 1 patient 2 patient 3 patient 4 patient 5 patient 7
Molecular characterisationnucleotide coordinates 1-2104732 1-1963509 849065-2269423 1105199-1605301 1-2121959 1098132-1219139 1020780-2084049 1-1621896 615316-2259347 1-2260858 840922-1235324 1135022-2202835 514–2065664 1067074–1394633 842389–2257857 1136270–2168155 18901–1820903YWHAE del del del del del disrupted del del del del del del del del del del del
GrowthPrenatal growth retardation - + + + + - + + + NA - NA NA NA NA NA +Postnatal growth retardation +/- + + + + - + + + + NA + + + + - +current OFC z-score +3 SD -2.5 SD +2DS +1 SD NA -3 SD -1 SD -1 SD -1 SD -1 SD +3 SD NA NA NA NA NA NA
Developmentmild to moderate developmental disorder + + + + + + + + + + + + + + + + +
Facial featuresprominent forehead + + + + + + + NA + + + + + - + - -dowslanting fissures - + - + - - - + - - - + - + - - -epicanthus - + - - - + - - + - - - - - - - -broad nasal root + - + + - - + + + + + + + + - + -low set ears - + - - + + - + - - + - - + - - +palate and mouth - High arched palate,
short uvula, wide mouth
-- cleft palate - - large mouth bifid tongue submucosal cleft - thick upper lip - thick upper lip - - thick upper lip
retrognathia - + + - + + - + + - NA + + + - - -eye abnormality
coloboma - - -of retina and microcornea
of eyelids - of iris - - - - - - - - --
MRI brain abnormality -lissencephaly - - - - - - - - - - +/- - - - - - -white matter abnormalities micro cysts in the
white matter including the corpus
callosum
Periventricular leukodystrophy with micro cysts in the
frontal regions
non specific leucopathy
- NA NA + - NA + + + + NA + - NA
other structural abnormalities in brain imaging triventricular dilatation,
enlargement of subarachnoid
spaces,CIM
enlarged frontal horns, disrupted paraventricular
cysts
prominent VR spaces
NA thinning of CC and frontal cortex
CIM - CIM, prominent VR spaces
prominent VR spaces
hypoplasia of the corpus callosum, ependymal and
periventricular and subcortical heterotopias,
polymicrogyric like appearance of the frontal
lobes
Wide perivascular spaces + low
cerebellar tonsils
Low cerebellar tonsils
NA Wide perivascular spaces
NA
other organ involvement - PDA, pulmonary arterial hypertension
unilateral club foot - PDA, pulmonary stenosis,
arachnodactyly
anteriorly placed anus, VUR,
hydronephrosis, arthrogryposis of
upper limbs
PFO, PDA clinodactyly of the fifth
finger, short second
phalanges
pectus excavatum, undescended
testes
PDA strabismus, nystagmus - - - - - -
Bruno et al.Study this study Sreenath Naganami et al.Patient
19
Patient imbalance size (Mb) ISCN description*Major genes involved
inheritance
Patient 1 del 5.68 6p25.1p25.3(107,883-‐5,684,125)x1 FOXC1 pat (dn)Patient 2 del 1.95 6p25.2p25.3(477,352-‐2,472,573)x1 FOXC1 pat (dn)
Patient 3deldel
0.612.25
4q34q34(176,398,264-‐177,004,339)x114q22.2q23.1(54,287,767-‐56,543,234)x1
GPM6AOTX2 , GCH1
pat (inh)mat (inh)
Patient 4deldel
0.040.11
11p15.4p15.4(3,765,195-‐3,809,332)x114q23.1q23.1(56,326,564-‐56,433,789)x1
RHOGOTX2
u
Patient 5 del 5.55 10p14p15.3(2,911,242-‐8,457,638)x1 AKR1C2, GATA3 pat (dn)Patient 6 del 0.5 17p13.3p13.3(1,105,199-‐1,605,301)x1 YWHAE u
Patient 7 del 0.6 16p11.2p11.2(29,500,084-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 mat (dn)
Patient 8 del 0.55 16p11.2p11.2(29,560,300-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 non mat
Patient 9 dup 0.18 11p15.4p15.4(7,283,552-‐7,466,165)x3 SYT9, OLFML1 pat (inh)Patient 10 del 0.36 20p12.1p12.1(15,003,653-‐15,360,378)x1 MACROD2 u
Délétions connues pathogéniques
non classiquement associées à des anomalies oculaires chez 4 patients
20
Délétions 16p11.2
Une délétion 16p11.2 a été décrite chez au moins 100 patients. Elle confère une susceptibilité à l’autisme et est associée à une obésité précoce et souvent sévère.
Patient 7 Patient 816p11.2 view 16p11.2 view
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Patient imbalance size (Mb) ISCN description*Major genes involved
inheritance
Patient 1 del 5.68 6p25.1p25.3(107,883-‐5,684,125)x1 FOXC1 pat (dn)Patient 2 del 1.95 6p25.2p25.3(477,352-‐2,472,573)x1 FOXC1 pat (dn)
Patient 3deldel
0.612.25
4q34q34(176,398,264-‐177,004,339)x114q22.2q23.1(54,287,767-‐56,543,234)x1
GPM6AOTX2 , GCH1
pat (inh)mat (inh)
Patient 4deldel
0.040.11
11p15.4p15.4(3,765,195-‐3,809,332)x114q23.1q23.1(56,326,564-‐56,433,789)x1
RHOGOTX2
u
Patient 5 del 5.55 10p14p15.3(2,911,242-‐8,457,638)x1 AKR1C2, GATA3 pat (dn)Patient 6 del 0.5 17p13.3p13.3(1,105,199-‐1,605,301)x1 YWHAE u
Patient 7 del 0.6 16p11.2p11.2(29,500,084-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 mat (dn)
Patient 8 del 0.55 16p11.2p11.2(29,560,300-‐30,106,254)x1 SEZ6L2 non mat
Patient 9 dup 0.18 11p15.4p15.4(7,283,552-‐7,466,165)x3 SYT9, OLFML1 pat (inh)Patient 10 del 0.36 20p12.1p12.1(15,003,653-‐15,360,378)x1 MACROD2 u
Anomalies dont la causalité est incertaine 22
Conclusion Discussion
Intérêts de la CGH-array
Taux d’anomalie certainement ou probablement causale chez plus de 12% des patients analysés
comparable avec : ¤ Le taux devant un retard mental et/ou des malformations ¤ L’étude précédente de patients avec malformation
oculaire isolée ou associée : 5/37
24
Intérêts de la CGH-array
Possibilité de détecter des anomalies de très petite taille
4,3 Mb 3,8 Mb 0,33 Mb 0,08 Mb
25
Perspectives
Séquençage haut débit
« exome sequencing » approche puissante qui a permis l’identification de nombreux gènes ces 2 dernières années
Projet de l’équipe de Nicolas Chassaing à Toulouse ¤ Sélection de 415 gènes candidats pour « targeted
sequencing » ¤ 24 patients avec des malformations oculaires diverses ¤ 35 gènes sélectionnés dans les régions identifiées par
CGH-array dans notre série de 65 patients
27
Département de génétique de l’hôpital Robert Debré : Pr Jacques Elion Séverine Drunat, Bénédicte Gérard, Sophie Kaltenbach et l’équipe de Biochimie Génétique Anne-Claude Tabet, Céline Dupont, Azzedine Aboura et l’équipe de cytogénétique Alain Verloes, Marion Gérard, Sandrine Passemard, Clarisse Baumann, Laurence Perrin, Marie-Line Jacquemont et toute l’équipe de génétique clinique
Remerciements
Équipe de foetopathologie : Anne-Lise Delezoide, Fabien Guimiot, Suonavy Khung-Savatovsky
Autres généticiens ayant adressé des patients : Pierre Bitoun Nicolas Chassaing Marie Legendre, Serge Amselem Annick Toutain, Laurence Faivre, Pr Dollfus
Unité de recherche 676 : Pierre Gressens Catherine Verney, Sophie Lebon, Jeannette Nardelli, Manuel Schiff
Laboratoire de cytogénétique de l’hôpital Jean Verdier : Pr Brigitte Benzacken et Eva Pipiras Céline, Jean, Karine, Myriam, Evelyne, Nathalie, Véronique et Sabrina
Claire-Marie Dhaenens, Bruno Copin
Merci pour votre attention