Objectif de la présente étude: Caractériser le phénotype d’une famille italienne avec TE et identifier la variante génétique associée.
Quelques rappels du contexte actuel: Le tremblement essentiel (TE) est considéré comme l’un des troubles du mouvement les plus répandus. Les principales manifestations cliniques de TE concernent les membres supérieurs (environ 95% des patients) et moins fréquemment, la tête, le visage, le tronc vocal et les membres inférieurs. Le diagnostic actuel est simplement basé sur les résultats cliniques qui différencient mal le TE des phénocopies similaires et d’autres conditions associées aux tremblements. Les causes physiopathologiques du TE sont largement inconnues. Un certain nombre d’études ont suggéré que le TE résulte d’un trouble fonctionnel du réseau oscillatoire comprenant la voie cérébello-thalamo-corticale. Les résultats d’études utilisant des modèles animaux, des tissus humains et l’imagerie cérébrale ont suggéré un rôle central de l’acide gamma-aminobutyrique (GABA) dans la pathogenèse du TE. Cependant, il existe plusieurs arguments contre l’hypothèse GABA dans celui-ci.
Le tremblement induit par l’harmaline chez les rongeurs est un modèle animal utile pour étudier le TE. Les résultats de ce modèle suggèrent que le mécanisme du tremblement est la modulation de la protéine canal Ca2+ de type T. L’élimination sélective de l’expression du gène Cav3.1 codant celle-ci dans les neurones des noyaux olivaires inférieurs supprime le tremblement induit par l’harmaline chez les souris de type sauvage.
On pense par ailleurs qu’environ 50% des cas de TE sont causés par un facteur de risque génétique. Les formes familiales de TE apparaissent souvent tôt dans la vie. Plusieurs loci (1 locus/des loci =position fixe d’un gène sur un chromosome) sur différents chromosomes qui peuvent être liés au TE ont été étudiés, mais aucune association génétique spécifique n’a été confirmée. Plusieurs gènes et facteurs environnementaux semblent être associés à un risque individuel de développer cette maladie complexe. Le tremblement essentiel se transmet sur un mode autosomique dominant (transmission verticale des grand-parents aux parents et des parents aux enfants). Les avancées technologiques en génomique ont contribué à comprendre l’étiologie génétique du TE. Plusieurs loci sur des chromosomes spécifiques ont été étudiés et six loci identifiés: ETM1 (sur chromosome 3q13), ETM2 (chr 2p24.1), ETM3 (chr 6p23), ETM4 (chr 16p11.2, gène FUS), ETM5 (chr 11q14.1, gène TENM4) et ETM6 (chr q21.2, gène NOTCH2NLC). L’analyse de liaison génétique a identifié des segments du génome qui coségrégent avec les phénotypes TE à travers les familles. (La coségrégation est la tendance de 2 gènes différents à être transmis ensemble d’un individu à sa descendance. Cela se produit s’ils sont situés sur le même chromosome et proches l’un de l’autre). Ce type d’étude a identifié quatre loci de susceptibilité pour le TE familial localisés sur les chromosomes 2p25-p22, 3q13, 5q35 et 6p23. Les études d’association à l’échelle du génome (GWAS) ont décrit plusieurs variations des gènes LINGO1, SLC1A2, STK32B, PPARGC1A et CTNNA3, mais aucune n’a été confirmée. L’association de plusieurs gènes tels que FUS (ETM4), HTRA2, TENM4 (ETM5), SORT1, SCN11A, NOTCH2NLC (ETM6), CACNA1G, NOS3, KCNS2, HAPLN4, USP46, SLIT3, CCDC183, MMP10 et GPR15 seraient impliqués dans le TE familial. Cependant, la plupart de ces résultats ont été obtenus à partir d’un suivi familial donné excluant toute généralisation à l’heure actuelle.
Méthodologie: Dans cette étude, les auteurs présentent les caractéristiques cliniques et génétique d’une famille italienne atteints de TE. Une investigation clinique ((batterie d’examens physiques et neurologiques) et génétique a été menée chez un garçon de 15 ans avec un diagnostic TE bilatéral, accentué lors des activités journalières, le stress et l’anxiété, survenu depuis 1 an. Ce patient était le premier des deux enfants d’un couple non consanguin. Les antécédents familiaux étaient évidents dans la lignée maternelle sur trois générations. Sa mère (43 ans) souffrait de tremblements cinétiques bilatéraux des membres supérieurs depuis l’âge de 20 ans, d’anxiété, de dépression et de troubles cognitifs légers (critère de TE plus). L’enquête généalogique mentionnait 6 membres dont un cousin, une tante, le grand-père et l’arrière grand-père du côté maternel atteints de tremblements bilatéraux des membres supérieurs plus ou moins intenses et d’anxiété, le plus âgé souffrant de troubles cognitifs et d’hallucinations au cours de la dernière décennie en plus des ses tremblements depuis son plus jeune âge. Tous ont subi un examen médical neurologique détaillé. Du fait que l’histoire familiale suggère un TE héréditaire, le séquençage de l’exome entier (WES) a été effectué uniquement chez le garçon par la technique Illumina qui détermine les paires de bases dans l’ADN de sang total. Le séquençage de Sanger a permis de confirmer la présence d’une même variante chez tous les membres affectés de la famille. Différents outils bioinformatiques (analyse in silico, modélisation structurale) ont été utilisés pour prédire la pathogénicité de cette variante génétique sur la fonctionnalité de la protéine.
Résultats: Chez le jeune garçon, l’analyse WES, supposant un mode de transmission dominant, révèle la présence d’une variante KCNN2 (NM_02161:c.1145G>A, p.Gly382Asp, à savoir présence d’une transition nucléotidique c.1145G>A induisant un changement faux-sens d’un acide aminé au niveau de l’exon 5 du gène KCCN2 qui entraîne la substitution d’une glycine (Gly) par un acide aspartique (Asp). Sachant d’une part, que le gène KCCN2 code pour une protéine, sous-famille N2 du canal SK potassique activé par le Ca2+ qui régule l’excitabilité et la transmission synaptique, d’autre part, que le résidu acide aminé en position 382 se situe dans un domaine transmembranaire fonctionnel de la protéine, la substitution Gly/Asp laissait prédire un effet délétère sur la structure et la fonctionnalité de la protéine résultante. Après modélisation, l’analyse comparative des conformations protéine mutée/protéine normale montrait une diminution de sa flexibilité avec pour conséquence, un effet négatif sur les échanges ioniques. Les auteurs soulignent toutefois la difficulté de généralisabilité des ces résultats décrits pour la première fois par manque d’enregistrements des courants ioniques à l’aide de techniques électrophysiologiques (patch-clamp).
En conclusion, bien que limitée et sans preuve définitive, les auteurs concluent que cette variante rare est responsable du phénotype TE familial observé. La cause évoquée serait la malformation de complexes protéiques multimères des canaux ioniques au niveau du système nerveux central.
Article original : A Novel KCNN2 Variant in a Family with Essential Tremor Plus: Clinical Characteristics and In Silico Analysis. Maria d’Apolito, Caterina Ceccarini, Rosa Savino, Iolanda Adipietro, Ighli di Bari, Rosa Santacroce, Maria Curcetti, Giovanna D’Andrea, Anna-Irma Croce, Carla Cesarano, Anna Nunzia Polito and Maurizio Margaglione. Genes : 2023, 14(7), 1380. Publication 29 Juin 2023.
Résumé: Dr Nicole SARDA, ex-Directeur Recherche INSERM-NeuroPsy.
