COLLOQUE "FROM MONOGENIC TO OLIGOGENIC DISEASES"

COLLOQUE "FROM MONOGENIC TO OLIGOGENIC DISEASES" "LES MALADIES MONOGENIQUES SONT-ELLES OLIGOGENIQUES ?" COLLEGE DE FRANCE 11, place Marcelin Berthelot, Paris 5ème amphithéâtre Guillaume Budé Organisateurs : Pr. JL. Mandel (Collège de France) Pr. M. Goossens (Paris XII Fac Médecine Creteil) et Pr. S. Lyonnet (Paris V, Hôpital Necker) lundi 02 et mardi 03 avril 2007 Lundi 02 avril 2007 Chairman : Jean-Louis Mandel 9h30 Jean-Louis MANDEL, Collège de France & IGBMC (CNRS/Inserm/ULP), Strasbourg
Introduction 9h40 Michel GOOSSENS, Hôpital Henri Mondor, Inserm U654, Paris
Présentation de Sir David Weatherall 9h50 Sir David WEATHERALL, University of Oxford, UK
C<b>onference: Genetic disorders of haemoglobin: monogenic or multigenic
diseases ? 10h50 pause 11h Laurent GOUYA, Inserm U773, Centre de Recherche Biologique Bichat Beaujon, Paris
Erythropoietic Protoporphyria: Modulation of the penetrance in an autosomic
dominant disease Françoise CLERGET-DARPOUX, Inserm U535, Hôpital Brousse, Villejuif Identification of modifier genes in monogenic diseases: strategies and difficulties Chairman : Michel Goossens 14h-15h30 Stanislas LYONNET, Inserm U781, Hôpital Necker, Paris
Genetic and molecular bases of Hirschsprung disease: a model of oligogenic trait Nadège BONDURAND, Hôpital Henri Mondor, Inserm U654, Paris
Phenotype variation in two-locus mouse models of Waardenburg-Hirschsprung
disease Jane DAVIES, Imperial College, London
M<b>odifier genes in cystic fibrosis 15h30-16h30 pause et posters 16h30-17h30 Claude FEREC, Inserm U 613, CHU de Brest Pancréatites chroniques : deux gènes, deux mécanismes, une même maladie Dominique STOPPA-LYONNET, Inserm U830, Institut Curie, Paris
Prédisposition génétique au cancer du sein : BRCA1 et BRCA2 sont loin de tout
expliquer ! Thierry FREBOURG, Inserm U614, CHU Rouen
Gènes modificateurs dans les cancers familiaux monogéniques (Li Fraumeni, cancers
colorectaux) Mardi 03 avril 2007 Chairman : Stanislas Lyonnet 9h15 Gérald LE GAC, Inserm U613, Brest
Hémochromatose: de la perception d'une maladie monogénique à la description
d'une maladie complexe 9h45 Hélène DOLLFUS, Laboratoire EA 3949, Fac. Médecine de Strasbourg
L'hérédité oligogénique existe-t-elle dans le syndrome de Bardet-Biedl ? 10h15 pause et posters 10h45
Dominique CAMPION, Inserm U 614, Faculté de médecine, Rouen
Le syndrome délétion 22q11: facteurs de risque des troubles cognitifs et
psychotiques 11h15-12h Richard REDON, The Sanger Institute, Cambridge, UK
Variations de nombre de copies dans le génome humain 14h-15h45 Judith MELKI, Lab. Neurogénétique Moléculaire, Inserm U798, Université d'Evry
L'amyotrophie spinale: déterminée par les mutations SMN1, modulée par le gène
SMN2. Patrick AUBOURG, Inserm U 561, Université Paris 5, Hôpital St Vincent de Paul, Paris
Comment aborder l'extrême variabilité de l'adrénoleucodystrophie liée au X ? Thomas BOURGERON, Institut Pasteur, Paris
Autisme : monogénique ou multifactoriel ? 15h45 Conclusion









ABSTRACTS Introductory conference: Genetics disorders of
haemoglobin: monogenic or multigenic diseases ?
Sir David WEATHERALL
University of Oxford, UK
The thalassaemias and structural haemoglobin variants are the
commonest monogenic diseases. Work over many years has
disclosed at least some, but certainly not all, of the factors that
are responsible for their remarkable phenotypic heterogeneity.
It has been necessary to classify the underlying genetic
modifiers into primary, secondary and tertiary modifiers, and a
considerable amount of information is now available on each of
these classes. More recent work is suggesting that a variation
in adaptation to these diseases, and environmental factors,
also play an important role in defining the phenotypes.

Weatherall DJ. Phenotype-genotype relationships in
monogenic disease: lessons from the thalassaemias. Nature
Reviews Genetics 2:245-255, 2001.

Weatherall DJ & Clegg JB. The Thalassaemia Syndromes.
Blackwells, Oxford, 2001. Protoporphyrie erythropoïetique: modulation de la
pénétrance dans une maladie autosomique dominante
Laurent GOUYA Inserm U773, Centre de Recherche Biologique Bichat Beaujon,
Université de Versailles Saint Quentin en Yvelines, Paris

La Protoporphyrie Erytropoïétique (PPE, MIM 177000) est
caractérisée par un déficit en activité Ferrochélatase (FECH, EC
4.99.1.1) responsable d’une accumulation de protoporphyrine IX et
cliniquement d’une photosensibilité cutanée douloureuse. Le mode de
transmission est habituellement reconnu comme autosomique
dominant avec une pénétrance d’environ 10%. Nous avons pu
démontrer que l’expression clinique de la maladie résultait de la
coségrégation en trans d’un allèle FECH délétère d’un allèle FECH
commun hypomorphe. Il s’agit d’un polymorphisme biallélique
fonctionnel situé en position -48 de l’intron 3 (IVS3-48 C/T). L’allèle
IVS3-48 C favorise l'utilisation d'un site cryptique d'épissage générant
un ARNm FECH possédant un codon stop prématuré et
secondairement dégradé. Ce polymorphisme en trans de la mutation
délétère contribue à faire baisser l’activité enzymatique FECH en
dessous d’un seuil critique (<30% d’activité résiduelle) responsable
de la surproduction de protoporphyrine IX et de l’occurrence de la
symptomatologie clinique. La distribution du polymorphisme IVS3-
48C/T dans différentes populations humaines est très variable avec
un double gradient, Nord-Sud et Ouest-Est est semble déterminant
dans la prévalence de la PPE. Gouya L ., Martin-Schmitt C ., Robreau AM ., Austerlitz F ., Silva VD ., Brun P ., Simonin S ., Lyoumi S ., Grandchamp B ., Beaumont C ., Puy H ., Deybach JC . Contribution of a common single-nucleotide polymorphism to the genetic predisposition for erythropoietic
protoporphyria. Am. J. Hum. Genet. , 2006 78 : 2-14 L’identification des gènes modificateurs de maladies
monogéniques : stratégies et difficultés
Françoise CLERGET-DARPOUX
INSERM U535, Paris XI, Hôpital Paul Brousse, Villejuif, France

La variabilité clinique souvent observée dans les maladies
monogéniques peut être due à l’effet d’un ou plusieurs gènes
(dits gènes modificateurs). L’identification de ces gènes peut
avoir des conséquences importantes tant sur le plan du conseil
génétique que thérapeutique.
Il est cependant utile d’étudier auparavant les autres causes
possibles de cette variabilité : effet différentiel des mutations
délétères du gène majeur, effet de facteurs d’environnement.
Si on a de bons arguments justifiant la recherche de gènes
modificateurs, on se retrouve face à une problématique
similaire à celle de l’étude des maladies oligogéniques avec
généralement une difficulté supplémentaire concernant la taille
des échantillons disponibles pour l’étude.
La première étape consiste à définir les phénotypes
représentant la maladie non plus de façon binaire (malade/non
malade) mais prenant en compte sa variabilité clinique. Il
s’agira ensuite d’établir une corrélation phénotypes –
génotypes. Cette corrélation peut être très complexe
impliquant un nombre inconnu de facteurs génétiques
interagissant entre eux avec des allèles rares et multiples ou
des allèles fréquents.
Nous décrirons dans cet exposé les stratégies possibles et les
difficultés spécifiques à ce type d’étude.
Genetics and molecular bases of Hirschsprung disease: a
model of oligogenic trait J AMIEL , A TULLIO-PELET, L DE PONTUAL,M CLÉMENT-ZIZA, A MUNNICH, S LYONNET and the International Hirschsprung Disease
Consortium
Department of Genetics and Inserm U-781, Hôpital Necker-Enfants
Malades, Paris, France

Hirschsprung disease (HSCR) is the most common congenital
malformation of the enteric nervous system (1/5,000 live births).
HSCR is characterized by the absence of intrinsic ganglion cells
along variable lengths of the gastrointestinal tract, and is regarded as
a single field neurocristopathy owing to the embryonic origin of enteric
neurons. HSCR stands as a model for the study of inborn errors of
development with a non mendelian mode of inheritance. A number of
parametric and non-parametric linkage approaches have been used
to deconstruct the complex genetic model underlying HSCR. A
multiplicative oligogenic model with 3 loci has been proposed
involving a major locus (RET) and heterogeneous modifier genes
whose requirement depends on both the nature (penetrance) and the
number of mutant alleles at the major locus (and possibly the genetic
background). Interestingly, our recent data suggest that a frequent
hypomorphic allele at the RET locus is the most frequent
predisposing molecular event that explains the variable ethnic
distribution of HSCR prevalence worldwide, and that also plays a role
as a modifier for the enteric phenotype to occur in syndromes HSCR
cases for which the major disease causing gene is known and
unlinked to RET (such as PHOX2B and BBS1). These data illustrate
the concept of a developmental gene being either a major disease-
causing gene or a modifier gene depending on the nature of the
mutation, and also suggest the possibility of RET dependent and RET
independent HSCR cases. Such concerted approaches might be
applicable to the molecular dissection of other frequent
malformations. Phenotype variation in two-locus mouse models of
Waardenburg-Hirschsprung disease
Nadège BONDURAND Hôpital Henri Mondor, Inserm U654, Paris

Waardenburg-Hirschsprung disease or Waardenburg syndrome type
4 (WS4) is a rare congenital disorder with variable clinical expression,
characterised by the association of intestinal aganglionosis
(Hirschsprung disease) with deafness and pigmentation defects
(Waardenburg syndrome). WS4 is a genetically heterogeneous
condition. Indeed, homozygous or heterozygous mutations in the
genes encoding endothelin-3 (EDN3) or endothelin-B receptor
(EDNRB), as well as heterozygous mutations in SOX10 have been
reported. Identification and functional characterisation of mutations
within these 3 genes in human, as well as analysis of available animal
models, have been the main source of information for our
understanding of WS4 genetics. Through phenotype analysis of
Sox10;Ednrb and Sox10;Edn3 double mutants, we will show that a
coordinate and balanced interaction between these molecules is
required for normal ENS and melanocyte development.

references
Stanchina, L, Baral , V, Robert , F, Pingault V, Lemort N, Pachnis V, Goossens M and Bondurand N, 2006 Interactions between Sox10, Edn3 and Ednrb during enteric nervous system and melanocyte
development. Dev Biol 295 (1), 232-49

Cantrell, V. A., Owens, S. E., Chandler, R. L., Airey, D. C., Bradley, K.
M., Smith, J. R., and Southard-Smith, E. M., 2004. Interactions
between Sox10 and EdnrB modulate penetrance and severity of
aganglionosis in the Sox10Dom mouse model of Hirschsprung
disease. Hum. Mol. Genet. 13, 2289-301

Zhu, L., Lee, H. O., Jordan, C. S., Cantrell, V. A., Southard-Smith, E.
M., and Shin, M. K., 2004. Spatiotemporal regulation of endothelin
receptor-B by SOX10 in neural crest-derived enteric neuron
precursors. Nat. Genet. 36, 732-7 Modifier genes in cystic fibrosis
Jane DAVIES Imperial College and Royal Brompton Hospital, London, UK
Cystic fibrosis is a monogenic disease caused by mutations in the
CFTR gene, encoding an epithelial chloride ion channel. Over 1,100
disease-causing mutations have been identified, many of the
extremely rare, which can be grouped into 5 different classes
depending on the effect on protein production. Against initial
expectations, disease in the lung, the main organ affected in CF,
correlates poorly with either mutation or mutation class. This has led
to the search for non-CFTR genetic modifiers of disease severity.
Several have been identified to date, mainly in the area of host
defence. The literature will be reviewed and some of the problems
associated with studies of this nature will be discussed.

Further reading:

Modifier genes in cystic fibrosis. Davies JC, Griesenbach U, Alton E.
Pediatr Pulmonol. 2005; 39:383-91

Genetic modifiers of lung disease in cystic fibrosis. Drumm ML et al.
N Engl J Med. 2005;353:1443-53.

Strategies for identifying modifier genes in cystic fibrosis. Boyle
MP. Proc Am Thorac Soc. 2007;4:52-7.
Pancréatites chroniques: deux gènes, deux mécanismes,
une même maladie
Claude FEREC
Inserm U613, BREST La pancréatite chronique héréditaire est une maladie rare de transmission
dominante dont la pénétrance est incomplète (80% environ). La
présentation clinique de la maladie, mis à part un âge de survenue
précoce, est tout à fait semblable aux pancréatites chroniques
secondaires à une autre étiologie. Il a été montré que le gène PRSS1
codant pour le trypsinogène cationique était responsable de 40% des
formes héréditaires et ce par un mécanisme de gain de fonction dû à des
mutations faux-sens de PRSS1, mutations perturbant l’équilibre
trypsine/anti-trypsine dans la cellule acineuse pancréatique (1) . Par un mécanisme en miroir nous avons montré qu’une perte de fonction dans le
gène SPINK1 (l’inhibiteur du trypsinogène cationique) conduisait
également dans certaines familles à l’apparition d’une pancréatite
chronique (2) . La mise en évidence de cette rupture de l’équilibre délicat protéase/anti
protéase (3) nous a conduit à explorer l’hypothèse de l’existence d’une variation de nombre de copies du gène PRSS1 (CNV) et à montrer par
une approche de PCR fluorescente semi-quantitative et de FISH dans
cinq familles l’existence au locus PRSS1 d’une triplication de 605 kb
ségrégeant avec la maladie (4) . Nous avons par ailleurs recherché cette triplication chez 1246 sujets présentant une pancréatite chronique
sporadique et observé que celle-ci était présente chez 12 sujets de moins
de 20 ans parmi 202(6%).
Ce travail montre que plusieurs mécanismes, géniques (mutations
ponctuelles) ou génomiques (dosage génique), peuvent conduire à un
gain de fonction de PRSS1 perturbant l’équilibre protéase/antiprotéase et
de même, qu’une perte de fonction de l’antiprotéase SPINK1 conduit, in
fine, à l’expression d’une même pathologie, ici un tableau de pancréatite
chronique. Références : (1) Whitcomb DC et al, Nat Genet 1996,14 :141-145. (2) Masson E, Eur J Hum Genet 2006,14 :1204-1208 (3) Chen JM, Ferec C. Trypsinogens genes.Evolution.In: Encyclopedia of Life Sciences. John Wiley and Sons. Ltd:Chichester. http://www.els.net/ (4) Le Marechal et al, Nat Genet 2006,38 :1372-1374. Prédisposition génétique au cancer du sein : BRCA1 et
BRCA2 sont loin de tout expliquer !
Dominique STOPPA-LYONNET Service de Génétique et Unité Inserm U830, Institut Curie, Paris
Si l’observation de formes familiales de cancer du sein et la perception par les familles d’une augmentation du risque de cancer
du sein lorsque une mère, une sœur en ont été atteintes sont
anciennes, ce n’est que depuis une quinzaine d’années que l’on a
commencé à comprendre l’origine des formes familiales de cancer du
sein. Les études de ségrégation ont retenu que 5% des cas de
cancer du sein sont liés à un facteur de prédisposition transmis selon
le mode dominant avec une pénétrance élevée, de l’ordre de 80% à
l’âge de 80 ans. Ces études ont conduit à l’identification par liaison
génétique des gènes BRCA1 et BRCA2 en 1994 et 1995 (Claus et
al., 1991; Miki et al., 1994; Wooster et al., 1995). La ré-estimation des
risques tumoraux associés aux altérations de ces gènes a montré
une certaine discordance entre les études conduites dans les formes
familiales et les études de population, le risque de cancer du sein
étant plus faible dans les études de population bien que le biais pour
le recensement des formes familiales ait été pris en compte. Cette
observation, associée au fait que dans les études de population le
risque de cancer du sein est lié à l’âge au diagnostic de l’apparentée
atteinte et prédisposée, suggère qu’il existe des facteurs génétiques
modificateurs du risque (Antoniou et al., 2003; Simchoni et al., 2006).
Un consortium international, CIMBA, réunissant une cohorte de plus
de 10 000 femmes porteuses d’une mutation BRCA1 ou BRCA2,
atteintes ou non de cancer du sein recherche ces facteurs génétiques
modificateurs.
Par ailleurs, une mutation des gènes BRCA1 et BRCA2 étant identifiée dans moins de 20% des formes familiales faisant l’objet
d’un test génétique et les mutations BRCA1 et BRCA2 concernant au
plus 2 à 3 % des femmes atteintes de cancer du sein indiquent
l’existence d’autres facteurs génétiques de prédisposition (Pharoah et
al., 2004). On verra l’état des recherches de ces nouveaux gènes de
prédisposition et en particulier l’identification récente de mutations
rares, hétérozygotes, de gènes impliqués dans des voies de réparation de l’ADN, communes à BRCA1 et BRCA2. Antoniou, A., Pharoah, P. D., Narod, S., Risch, H. A., Eyfjord, J. E., Hopper, J. L., Loman, N., Olsson, H., Johannsson, O., Borg, A., Pasini, B., Radice,
P., Manoukian, S., Eccles, D. M., Tang, N., Olah, E., Anton-Culver, H.,
Warner, E., Lubinski, J., Gronwald, J., Gorski, B., Tulinius, H., Thorlacius,
S., Eerola, H., Nevanlinna, H., Syrjakoski, K., Kallioniemi, O. P., Thompson,
D., Evans, C., Peto, J., Lalloo, F., Evans, D. G., and Easton, D. F., 2003,
Average risks of breast and ovarian cancer associated with BRCA1 or
BRCA2 mutations detected in case Series unselected for family history: a
combined analysis of 22 studies, Am J Hum Genet 72(5):1117-30. Claus, E. B., Risch, N., and Thompson, W. D., 1991, Genetic analysis of breast cancer in the cancer and steroid hormone study, Am J Hum Genet
48(2):232-42. Miki, Y., Swensen, J., Shattuck-Eidens, D., Futreal, P. A., Harshman, K., Tavtigian, S., Liu, Q., Cochran, C., Bennett, L. M., Ding, W., and et al.,
1994, A strong candidate for the breast and ovarian cancer susceptibility
gene BRCA1, Science 266(5182):66-71. Pharoah, P. D., Dunning, A. M., Ponder, B. A., and Easton, D. F., 2004, Association studies for finding cancer-susceptibility genetic variants, Nat
Rev Cancer 4(11):850-60. Simchoni, S., Friedman, E., Kaufman, B., Gershoni-Baruch, R., Orr-Urtreger, A., Kedar-Barnes, I., Shiri-Sverdlov, R., Dagan, E., Tsabari, S., Shohat, M.,
Catane, R., King, M. C., Lahad, A., and Levy-Lahad, E., 2006, Familial
clustering of site-specific cancer risks associated with BRCA1 and BRCA2
mutations in the Ashkenazi Jewish population, Proc Natl Acad Sci U S A
103(10):3770-4. Wooster, R., Bignell, G., Lancaster, J., Swift, S., Seal, S., Mangion, J., Collins, N., Gregory, S., Gumbs, C., and Micklem, G., 1995, Identification of
the breast cancer susceptibility gene BRCA2, Nature 378(6559):789-92. Gènes modificateurs dans les cancers familiaux
monogéniques Thierry FREBOURG, Inserm U614 – Faculté de Médecine et de Pharmacie
de Rouen et Service de Génétique – CHU de Ro</i>uen Les formes mendéliennes de cancer se caractérisent en règle générale par une transmission autosomique dominante avec une pénétrance incomplète
des mutations. L’identification des facteurs modificateurs génétiques à
l’origine de cette pénétrance incomplète et de la variabilité phénotypique
inter et intra-familiale permettrait d’optimiser le suivi médical des apparentés
porteurs de mutations délétères et le programme de détection des tumeurs.
L’identification de ces facteurs modificateurs dans les formes mendéliennes
de cancer est actuellement limitée par la taille réduite des échantillons de
patients présentant des mutations, leur hétérogénéité et la durée limitée du
suivi médical. Si ces éléments limitent la recherche de facteurs modificateurs
à l’échelle du génome, en revanche, la connaissance des voies biologiques,
dans lesquelles les gènes majeurs des formes mendéliennes de cancer sont
impliqués, permet de cibler des études sur des gènes candidats présentant des
variations polymorphiques avec un impact fonctionnel démontré. Plusieurs
études récentes ont démontré l’intérêt d’une telle approche ciblée, d’une part
dans le cadre du syndrome de Li-Fraumeni et d’autre part dans le cadre du
cancer colorectal héréditaire non polyposique. Le syndrome de Li-Fraumeni (LFS) se caractérise par un large spectre tumoral (sarcomes, tumeurs cérébrales, corticosurrénalomes, hémopathies et
cancers du sein pré-ménopausiques) et par une survenue précoce des
tumeurs puisque la majorité des patients sont atteints dans l’enfance ou à
l’âge adulte avant 40 ans. Ce syndrome résulte de mutations
constitutionnelles du gène TP53 codant un facteur de transcription régulant
les voies biologiques altérées dans les cancers qu’il s’agisse du cycle
cellulaire, de l’apoptose ou des différents systèmes de réparation de l’ADN.
Le principal régulateur négatif de la protéine p53 est la protéine MDM2 qui
cible la protéine p53 vers le système de dégradation protéasomal. Plusieurs
études ont démontré qu’un polymorphisme du gène localisé dans le
promoteur du gène MDM2 est associé à un risque accéléré de développement
tumoral chez les porteurs d’une mutation constitutionnelle de TP53. Ce SNP
(SNP309, g.2580 T>G), localisé dans le premier intron du gène MDM2, a pour effet biologique d’augmenter la liaison du facteur de transcription SP1
et donc d’augmenter le taux de la protéine MDM2 et de diminuer la quantité
de p53 dans les cellules. Cette observation a conduit le groupe d'Arnold
Levine (Princeton University) a étudier l’impact de ce SNP chez les porteurs
d’une mutation constitutionnelle du gène TP53 (Bond et al., Cell 2004).
Cette étude réalisée chez 66 patients LFS américains a effectivement révélé
que les patients présentant d'une part une mutation constitutionnelle de TP53
et d’autre part, à l’état homozygote ou hétérozygote le SNP309 T>G du gène
MDM2, développaient des tumeurs 7 ans avant les autres patients (Bond et
al., Cell 2004). Ce résultat a été confirmé par deux études indépendantes,
l’une réalisée chez des patients français (Bougeard et al., J. Med. Genet.
2006) et l’autre réalisée chez des patients hollandais et finlandais (Ruijs et al.
Eur. J. Med. Genet. 2007). Dans l’étude française, réalisée chez 61 porteurs
de mutations de TP53, nous avons en effet observé que l’âge moyen au
diagnostic de la première tumeur chez les patients présentant l’allèle G du
gène MDM2 était de 19,6 ans, alors qu'il était de 29,9 ans chez les patients
homozygotes pour l'allèle T (Bougeard et al., J. Med. Genet. 2006). La
confirmation de l’impact de ce SNP du gène MDM2 sur le développement
des tumeurs dans le syndrome de Li-Fraumeni nous a conduit à analyser
d’autres polymorphismes pouvant également moduler la dégradation de p53.
En particulier, nous avons étudié l'effet du polymorphisme Arg72Pro du
gène TP53. En effet, plusieurs études ont démontré que les deux isoformes
72Arg et 72Pro de p53 avaient des caractéristiques biochimiques et
biologiques différentes. Chez les porteurs d'une mutation TP53, nous avons
constaté que l’âge moyen de développement d’une tumeur chez les patients
présentant l’allèle Arg était de 21,8 ans alors que chez les patients présentant
l’allèle Pro à l’état homozygote, l’âge moyen était de 34,4 ans. Puisque ces
deux polymorphismes de MDM2 et du gène TP53 exercent potentiellement
leur effet via la dégradation de TP53, nous avons déterminé leur effet
combiné. L’âge moyen au diagnostic chez les personnes présentant à la fois
les deux génotypes à risque (T/G ou G/G pour MDM2 et Arg/Pro ou Arg/Arg
pour TP53) était de 17 ans, alors que chez les patients qui ne présentaient
aucun des génotypes à risque (T/T et Pro/Pro), il était de 43 ans (Bougeard et
al., J. Med. Genet. 2006). Même s'il convient d'être prudent sur
l'interprétation de ces résultats, compte-tenu de la taille des échantillons, ces
données suggèrent que l'impact du SNP de MDM2 pourrait être amplifié par
l'allèle 72Arg de TP53. Le syndrome HNPCC ou syndrome de Lynch représente la forme héréditaire de cancer colorectal la plus fréquente et résulte de mutations
constitutionnelles des gènes MSH2, MLH1, MSH6 et PMS2 intervenant dans
le système de réparation des bases mésappariées ou système MMR
(Mismatch Repair). Le risque cumulé à 70 ans de développer un cancer
colorectal est environ de 70 % chez les hommes et de 40 % chez les femmes.
Si les gènes MMR interviennent dans la correction des anomalies de
réplication de l’ADN, de nombreuses publications ont démontré qu’il existait
un chevauchement entre les différents systèmes de réparation de l’ADN et le
rôle des gènes MMR dans la correction des lésions induites de l'ADN par des
mutagènes exogènes a été suggéré. Cette donné rend légitimes les études
focalisées sur l’impact des polymorphismes de gènes intervenant dans le
métabolisme de carcinogènes tels les gènes codant les glutathione-S-
transférases GSTM1 et GSTT1. La plupart des substrats des GST sont des
xénobiotiques ou des produits du stress oxydatif et ces substrats comprennent
également des carcinogènes environnementaux. Une étude a récemment
documenté l’impact des polymorphismes des locus GSTT1 et GSTM1 sur
l'âge de survenue du cancer du colon chez les patients présentant une
mutation constitutionnelle d'un gène MMR (Felix et al., Mutat. Res. 2006). Il
existe au niveau de ces deux gènes un allèle nul, correspondant à une
délétion de ce gène. Cette étude réalisée sur une population très homogène
correspondant à 129 sujets présentant la même mutation délétère du gène
MLH1 et issus de 13 familles a révélé, chez les hommes, que l’âge moyen de
survenue de cancer chez les sujet présentant le génotype GSTT1 nul était de
39 ans alors qu’il était de 54 ans chez ceux qui présentaient un allèle GSTT1
fonctionnel. De même, chez les patients qui présentaient un génotype
GSTM1 nul cet âge était de 33 ans alors qu’il était de 45 ans chez ceux qui
présentaient un allèle fonctionnel GSTM1. Ces différentes études correspondent aux premiers travaux démontrant l’impact de gènes modificateurs dans les formes héréditaires de cancer. Ces
études justifient que soit analysé systématiquement l’impact de toute
variation polymorphique (SNP de la région 5’ ou 3’modifiant la
transcription, SNP exonique ou intronique modifiant l’épissage, CNV) des
gènes situés sur la même voie biologique, dès lors que ces polymorphismes
ont un effet biologique démontré. Références - Bond GL, Hu W, Bond EE, Robins H, Lutzker SG, Arva NC, Bargonetti J, Bartel F,
Taubert H, Wuerl P, Onel K, Yip L, Hwang SJ, Strong LC, Lozano G, Levine AJ. A
single nucleotide polymorphism in the MDM2 promoter attenuates the p53 tumor
suppressor pathway and accelerates tumor formation in humans. Cell. 2004
24;119:591-602.
- Bougeard G, Baert-Desurmont S, Tournier I, Vasseur S, Martin C, Brugieres L,
Chompret A, Bressac-de Paillerets B, Stoppa-Lyonnet D, Bonaiti-Pellie C, Frebourg
T. Impact of the MDM2 SNP309 and p53 Arg72Pro polymorphism on age of tumour
onset in Li-Fraumeni syndrome. J Med Genet. 2006;43:531-3.
- Ruijs MW, Schmidt MK, Nevanlinna H, Tommiska J, Aittomaki K, Pruntel R,
Verhoef S, Van't Veer LJ. The single-nucleotide polymorphism 309 in the MDM2
gene contributes to the Li-Fraumeni syndrome and related phenotypes. Eur J Hum
Genet. 2007;15:110-4.
- Felix R, Bodmer W, Fearnhead NS, van der Merwe L, Goldberg P, Ramesar RS.
GSTM1 and GSTT1 polymorphisms as modifiers of age at diagnosis of hereditary
nonpolyposis colorectal cancer (HNPCC) in a homogeneous cohort of individuals
carrying a single predisposing mutation. Mutat Res. 2006;602(1-2):175-81. Hemochromatose: de la perception d'une maladie
monogénique à la description d'une maladie complexe
Gérald LE CAC, Claude FEREC Inserm, U613, Brest, F-29200 France ; Univ Bretagne Occidentale,
Brest, F-29200 France ; Etablissement Français du Sang, Brest, F-
29200 France.

L’hémochromatose a d’abord été considérée comme une maladie
monogénique dont les caractéristiques principales étaient d’être
transmises selon le mode autosomique récessif, d’être liée au gène
HFE et d’être majoritairement associée au génotype C282Y
homozygote. Au cours de ces six dernières années cette vision
restreinte de la maladie a largement été remise en cause. D’abord,
parce que l’on reconnaît aujourd’hui l’existence d’une importante
hétérogénéité génétique et allélique de la maladie. Ensuite, parce
qu’il est apparu de façon plus claire que l’expression clinique du
génotype C282Y homozygote est rare et qu’elle dépend de l’influence
combinée de gènes modificateurs et de facteurs environnementaux.
Nous proposons d’illustrer et de discuter le caractère oligogénique de
l’hémochromatose sur la base de travaux réalisés par notre équipe,
notamment ceux qui ont permis d’indiquer que les gènes associés
aux formes juvéniles (HAMP et HJV) peuvent se comporter comme
des modificateurs du génotype C282Y homozygote.

Références : Le Gac G, Férec C. The molecular genetics of haemochromatosis. Eur J Hum Genet. 2005;13:1172-85. Le Gac G, Scotet V, Ka C, Gourlaouen I, Bryckaert L, Jacolot S, Mura C, Férec C. The recently identified type 2A juvenile haemochromatosis gene
(HJV), a second candidate modifier of the C282Y homozygous phenotype.
Human Molecular Genetics. 2004;13:1913-8. Le Gac G, Jacolot S, Scotet V, Quere I, Mura C, Férec C. HAMP as a modifier gene that increases the phenotypic expression of the HFE pC282Y
homozygous genotype. Blood. 2004;103:2835-40. Le Gac G, Mons F, Jacolot S, Scotet V, Férec C, Frebourg T. Early onset hereditary hemochromatosis resulting from a novel TFR2 gene non-sens
mutation (R105X) in two siblings of north French descent. British Journal of
Haematology. 2004;125:674-8. Does oligogenic inheritance exist in Bardet-Biedl syndrome ?
Hélène DOLLFUS 1 , Corinne STOETZEL 1 , Jean-Louis MANDEL 2 . 1. Laboratoire EA 3949, Faculté de Médecine de Strasbourg
2. IGBMC et Collège de France, Illkirch – Paris.

Bardet-Biedl syndrome (BBS; OMIM 209900) is a clinically pleïotropic disorder
transmitted primarily in an autosomal recessive fashion and for which
hallmarks include obesity, progressive retinal degeneration, polydactyly,
hypogenitalism, cognitive impairment and kidney dysplasia. Its incidence was
estimated to be 1 in 150,000 in European populations, but is much higher in
some populations with high level of consanguinity (Middle East, North Africa
for examples) or that are geographically isolated (Newfoundland). Since 1994,
a surprisingly high level of non-allelic genetic heterogeneity has been
demonstrated with at least 13 genes involved. BBS was proposed to be one of
the first examples of oligogenic inheritance in human genetic bridging
monogenic mendelian inheritance with multigenic multifactorial conditions.
Epistatic effect of modifier alleles has been proven and triallelic or oligogenic
inheritance reported in some families with BBS. However, so far the vast
majority of BBS families fit with classical recessive inheritance questioning the
relevance of this concept in BBS.
References
Katsanis, N; Ansley, SJ; Badano, JL; et al. Triallelic inheritance in Bardet-Biedl syndrome, a Mendelian recessive disorder. Science 293 (5538): 2256-2259 SEP 21 2001 Badano, JL; Kim, JC; Hoskins, BE; et al. Heterozygous mutations in BBS1, BBS2 and BBS6 have a potential epistatic effect on Bardet-Biedl patients with two mutations at
a second BBS locus. Hum. Mol. Genet. 12 (14): 1651-1659 JUL 15 2003 Hichri, H; Stoetzel, C; Laurier, V; et al. Testing for triallelism: analysis of six BBS genes in a Bardet-Biedl syndrome family cohort Eur. J. Hum. Genet. 13 (5): 607-616 MAY
2005 Badano, JL; Leitch, CC; Ansley, SJ; et al. Dissection of epistasis in oligogenic Bardet- Biedl syndrome. Nature, 439 (7074): 326-330 JAN 19 2006 Stoetzel, C; Laurier, V; Davis, EE; et al. BBS10 encodes a vertebrate-specific chaperonin- like protein and is a major BBS locus. Nat. Genet. 38 (5): 521-524 MAY 2006 Laurier, V; Stoetzel, C; Muller, J; et al. Pitfalls of homozygosity mapping: an extended consanguineous Bardet-Biedl syndrome family with two mutant genes (BBS2,
BBS10), three mutations, but no triallelism. Eur. J. Hum. Genet. 14 (11): 1195-1203
NOV 2006 Stoetzel, C; Muller, J; Laurier, V; et al. Identification of a novel BBS gene (BBS12) highlights the major role of a vertebrate-specific branch of chaperonin-related
proteins in Bardet-Biedl syndrome. Am. J. Hum. Genet. 80 (1): 1-11 JAN 2007 The 22Q11 deletion syndrome: from mental retardation to
psychosis
Dominique CAMPION Inserm U 614, Faculté de Médecine, Rouen

The 22q11 deletion syndrome (22Q11DS) results from heterozygous
deletions of the 22q11 region. About one third of 22Q11DS patients
present mild mental retardation, a small subset severe mental
retardation, and a high rate of psychotic illness has been reported in
22Q11DS patients. We had previously shown that heterozygous
alterations of the proline dehydrogenase (PRODH) gene, located in
the 22q11 region, were associated either with normal plasma proline
level or with moderate hyperprolinemia, whereas homozygous
alterations were present in patients with hyperprolinemia type I (HPI)
and were associated with high plasma proline levels, mental
retardation, seizures and behavioural disorders. Since 50% of
22Q11DS patients have hyperprolinemia, we determined if
hyperprolinemia is a risk factor for cognitive and/or psychotic
symptoms in this condition. Ninety two 22Q11DS patients aged 15
years or older were evaluated for psychiatric and cognitive symptoms,
plasma proline levels were measured and the PRODH and COMT
genes were genotyped, since an epistatic effect between these genes
has recently been reported. We found that (i) a subset of 22Q11DS
patients with severe hyperprolinemia has a phenotype distinguishable
from that of other 22Q11DS patients and reminiscent of HPI, and (ii)
hyperprolinemia associated with the low activity met-COMT allele is a
joint risk factor for psychosis in 22Q11DS patients, as predicted by
the PRODH deficient mouse model.

Raux G. et al. Involvement of hyperprolinemia in cognitive and psychiatric features of the 22q11 deletion syndrome. Hum. Mol.
Genet. 2007;16:83-91. Paterlini M. et al. Transcriptional and behavioral interaction between 22q11.2 orthologs modulates schizophrenia-related phenotypes
in mice. Nat. Neurosci. 2005; 8:1586-94. Copy number variation in the human genome
Richard REDON
Wellcome Trust Sanger Institute, Cambridge, UK

Copy number variation (CNV) within the human genome is of
functional importance and yet remains grossly under-
ascertained. To generate a CNV map of the genome, we have
screened all 270 individuals from the four HapMap populations
with ancestry in Europe, Africa and East Asia, using two
complementary microarray technologies. We identified 1447
CNVs, which contain thousands of genes and non-coding
functional sequences. Our results allow a comprehensive
understanding of the distribution of global variation in copy
number, an accurate estimation of allele frequencies and the
identification of novel CNVs that may be associated with
disease. These data - released in public genome browsers for
the scientific and medical community - provide an important
resource for the understanding of how genome structure
affects biological function.

Freeman JL et al. (2006) Copy number variation: new insights
in genome diversity. Genome Research 16:949-61.
Redon R et al. (2006) Global variation in copy number in the
human genome. Nature 444:444-54.
Stranger BE et al. (2007) Relative impact of nucleotide and
copy number variation on gene expression phenotypes.
Science 315:848-53. SMN1 gene mutation determines spinal muscular atrophy,
SMN2 gene number modulates clinical severity
Judith MELKI
Molecular Neurogenetics Laboratory, Institut National de la Santé et
de la Recherche Médicale (Inserm), Universities of Evry and Paris
11, U-798, Genopole, CP 5724, 91057 Evry, France. J.melki@genopole.inserm.fr
Spinal muscular atrophies (SMA) are frequent recessive autosomal disorders characterized by degeneration of lower motor
neurons and caused by mutations of the SMN1 gene. SMN1 is
duplicated in a homologous gene called SMN2. The SMN2 gene
remains present in all patients but is not able to compensate for the
SMN1 gene defects. Only five nucleotides distinguish SMN1 from
SMN2 genes without any effect on the amino acid sequence. One of
these discrepancies is located in exon 7 and is responsible for the
alternative splicing of exon 7 which is specific to the SMN2
transcripts. Full-length transcripts (SMN FL ) are almost exclusively produced by the SMN1 gene, whereas the predominant form encoded
by the SMN2 gene is lacking exon 7 (SMN ∆7 ) leading to a reduced dose of SMN FL in SMA. Mutations of SMN1 and SMN2 on both chromosomes have not been reported. Such a genotype would be likely responsible for an
extremely severe form of SMA or non viable fetus. This hypothesis
has been reinforced by the observation of an early embryonic
lethality resulting from SMN knock out in other organisms in which
SMN orthologue is not duplicated. This is also in agreement with the
presence of a tight inverted correlation between the amount of the
protein encoded by the SMN2 gene and the clinical severity of human
SMA disease. At the genomic level, the presence of a reduced SMN
gene dosage in type I SMA (the most severe clinical form) but not in
type III SMA (the mildest form) has suggested that type I SMA was
caused by deletion of SMN1 whereas type III was associated with
conversion event of SMN1 into SMN2 gene leading to an increased number of SMN2 genes. The SMN protein level could thus depend
on SMN2 copy number in patients making SMN2 as a modifying
gene in SMA. We have a genetic model in which homozygous
mutation in a gene (SMN1) is responsible for the disease while the
homologous gene (SMN2) is modulating the clinical severity of the
disease depending on the number of SMN2 gene, a high number
being associated with the mildest form of disease. SMN facilitates the formation of the spliceosome, a large RNA- protein complex involved in pre-mRNA splicing, transcription and
metabolism of ribosomal RNA. In spite of major advances in the
genetics and biochemistry of SMN, the molecular pathway linking
SMN defect to the SMA phenotype remains unclear. Several
hypotheses have been indeed raised to explain the vulnerability of
motor neurons in SMA i) a dominant effect of SMN ∆7 in motor neurons, ii) a more dramatic reduction of SMN FL in spinal cord than in other tissues, iii) a role of SMN FL in splicing of some RNAs specific to motor neurons or, iv) an additional function of SMN FL in these cells unrelated to snRNP biogenesis.
Upregulation of the SMN2 gene expression or preventing exon 7
skipping of SMN2 transcripts have been selected as therapeutic
strategies in SMA. Alternatively or in combination with the above
strategy, neuroprotective or neurotrophic factors may protect neurons
against toxicity or promote axonal sprouting of motor neurons.
Several compounds have been already identified and should be
validated in vivo to select the best candidates for therapeutic trials in
human SMA. How to tackle the phenotypic variability of X-linked
adrenoleukodystrophy ?
Patrick AUBOURG, Inserm U745 and University Paris 5
Hôpital Saint-Vincent de Paul, Paris

X-linked adrenoleukodystrophy (ALD, OMIM number 300100)
is a CNS neurodegenerative disorder with marked phenotypic
expression within the same family that ranges from severe
cerebral demyelinating form in childhood to
adrenomyeloneuropathy (AMN) in adulthood. ALD patients
may remain without neurologic symptoms for decades, with or
without Addison’s disease. All ALD patients accumulate very-
long-chain fatty acids (VLCFA) in plasma and fibroblasts but
without correlation with phenotype. ALD is caused by
mutations in the ABCD1 gene that inactivate the peroxisomal
protein ALDP. The precise mechanism by which ABCD1 gene
mutations affect the metabolism of VLCFA is not known. As for
VLCFA, there is no correlation between ABCD1 gene mutation
and ALD phenotype. The ALD mouse develops a phenotype
that ressembles AMN, but without variability, even after back-
crossing ALD mice on different genetic backgrounds.
Monozygotic ALD twins may also develop different phenotypes
suggesting that environmental factors play a role in the
phenotypic variability. Although paticularly challenging,
different strategies can however be developed to identify
genetic variants playing a role in the phenotypic variability of
ALD.
Dubois-Dalcq M, Feigenbaum V, Aubourg P. The neurobiology of X- linked adrenoleukodystrophy, a demyelinating peroxisomal
disorder. Trends Neurosci. 1999,1:4-12. Berger J, Gartner J. X-linked adrenoleukodystrophy: clinical, biochemical and pathogenetic aspects. Biochim Biophys Acta.
2006,1763:1721-32. Autism : Monogenic or multifactorial ? Thomas BOURGERON, Human Genetics and Cognitive Functions,
25 rue du Docteur Roux, 75724 Paris Cedex 15, France - Institut Pasteur, Paris, France - email : thomasb@pasteur.fr

Autism is obviously not a single identity, but rather a constellation of
disorders under the name autism spectrum disorders (ASD). ASD affect at
least 1/200 individuals and are characterized by impairments in
communication skills and social interaction, as well as restricted, repetitive
and stereotyped patterns of behavior. Although, twin and familial studies
suggest a genetic contribution to ASD, the underlying models of inheritance
remain unknown. The polygenic model (from 15 to 100 genes) was favored,
but the proof of principle is still missing to support this hypothesis. Our molecular genetic studies point at one synaptic pathway, including synaptic cell adhesion molecules (neuroligins and neurexins) and scaffolding
proteins (SHANK3), associated with the disorder. These proteins are crucial
for synapse formation/maintenance as well as correct balance between
GABAergic and glutamatergic synaptic currents. In these cases, the presence
of de novo mutations and their segregation with the phenotype is consistent
with a more simple “monogenic” model. However, these findings concern a very limited number of patients. Furthermore, the genes identified so far can contribute to different
phenotypes (e. g. mental retardation, autism, Asperger syndrome) and the
modifier genetic, epigenetic and/or environmental factors are still not
identified. The question whether, at the individual level, autism can be
considered as a category (a discontinuous trait) or a combination of
dimensions (continuous or quantitative traits) is still open and certainly one
of the most interesting point to address in future research.
References :
1. Jamain S, et al. Mutations of the X-linked neuroligins NLGN3 and NLGN4 are associated with
autism Nature Genetics (2003) 34, 27-29.
2. Durand C, et al. Mutations of the synaptic scaffolding protein SHANK3 are associated with autism spectrum disorders. Nature Genetics 2006 39:25-7. 3. Belmonte MK and Bourgeron T. Fragile X Syndrome and Autism at the Intersection of Genetic and Neuronal Networks. Nature Neuroscience (2006) 9:1221-1225. 4. Persico A. and Bourgeron T. Searching for ways out of the autism maze: Genetic, epigenetic, and environmental clues. Trends in Neurosience (2006) 29, 349-358 . 5. The Autism Genome Project Consortium Nature Genetics. 2007 39:319-28.
Contact : Jean-Louis MANDEL, Professeur au Collège de France IGBMC - BP 10142 - 67404 ILLKIRCH Cedex - C.U. de STRASBOURG - FRANCE tel: 33 (0) 3 88 65 32 44 - fax: 33 (0) 3 88 65 32 03 - jlmandel@igbmc.u-strasbg.fr

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