Etudes d’association pangénomique des traits quantitatifs associés au diabète de type 2

Nous avons choisi en premier lieu de nous concentrer sur la génétique de la variabilité

de la glycémie à jeun car une élévation de ce trait sert à établir le diagnostic du DT2 (cf

supra ; partie I.2/). En outre, une augmentation même modeste (lors d’un état prédiabétique)

est associée à des maladies cardio-vasculaires et une athérosclérose accélérée (136). Chez les

individus progressant vers un DT2, la glycémie à jeun semble évoluer modestement dans la

durée jusqu’à l’évènement du dysfonctionnement de la cellule beta où la glycémie augmente

très rapidement (137; 138). Plusieurs études ont rapporté que le fait de diminuer la glycémie à

jeun chez les patients atteints de DT2 peut retarder voire empêcher les complications

associées au DT2, prouvant davantage les effets délétères des augmentations chroniques de

glucose (139).

Il a été établi que la glycémie à jeun était un trait quantitatif héritable à 30% environ

(139). Des études basées sur deux gènes candidats avaient déjà montré que des SNPs localisés

dans GCK et dans GCKR contribuaient significativement à la variabilité de la glycémie à jeun

dans des populations Européennes, avec un effet accru sur le risque de DT2 (140-142).

Au vu du rôle central de la glycémie dans la physiopathologie et le diagnostic du DT2

commun, une étude GWAS pour la glycémie à jeun tenait toutes ses promesses dans la

découverte possible de nouveaux loci de susceptibilité au DT2. Nous avons utilisé les puces à

ADN de 654 participants normoglycémiques issus de la cohorte genérale Française D.E.S.I.R.

(ayant servi comme contrôles dans l’étude GWAS du DT2 publié peu de temps aupravant

(143)) et avons analysé les contributions des SNPs présents sur la puce à la variabilité de la

glycémie à jeun mesurée chez les 654 participants (144). Il est important de noter que nous

avions exclu de l’étude tout sujet diabétique afin d’éviter les biais entraînés par les traitements

hypoglycémiants. Nous avons identifié une association fortement significative entre l’allèle

mineur du SNP rs560887 situé dans le gène G6PC2 et une diminution de la glycémie à jeun.

Cette association a été répliquée chez 8 699 participants Européens normoglycémique

(méta-analyse : N = 9 353 ; effet de l’allèle mineur β

[95% de l’intervalle de confiance]

= -0,06

[-0,08;-0,05]

mmol/l

et P = 4 × 10

^-23

). De manière surprenante, aucune association entre le SNP et le risque de DT2

n’a été identifiée malgré un large génotypage effectué (N

cas

= 2 972; N

contrôles

= 4 073) (144).

G6PC2 nous semblait être un bon candidat. En effet, ce gène code une

glucose-6-phosphatase spécifique des îlots pancréatiques (G6PC2 ou IGRP pour islet-specific

glucose-6-phosphatase–related protein). Bien que l’activité des glucose-6-phosphatases ait été montrée

très faible dans les cellules beta (cf supra ; partie II.1/) et donc que le rôle exact de G6PC2

reste obscur dans ces cellules, l’invalidation de G6pc2 chez la souris entraîne une diminution

d’environ 15% de la glycémie à jeun, sans modification de la sensibilité à l’insuline (144).

Cette observation pourrait suggérer que G6PC2 pourrait s’opposer à l’action de GCK et ainsi

moduler la glycolyse au sein de la cellule beta.

Peu de temps plus tard, une autre étude GWAS pour la glycémie à jeun basée sur

5 088 individus Européens non-diabétiques a aussi révélé un SNP associé à la glycémie à

jeun, situé dans le même bloc de liaison que le SNP rs560887 mais plus en aval de G6PC2,

dans la zone promotrice du gène ABCB11 (codant la protéine ATP-binding cassette, subfamily

B (MDR/TAP), member 11) (139). D’après les auteurs, comme la fonction de G6PC2 restait

assez obscure, ABCB11 pouvait aussi incarner un candidat plausible dans l’association avec

la glycémie à jeun : la protéine ABCB11 est impliquée dans la sécrétion ATP-dépendante des

sels biliaires et pratiquement seulement exprimée dans le foie. Or des études pharmaceutiques

avaient montré que des séquestrants de la bile pouvaient entraîner une diminution de la

glycémie et améliorer la sensibilité à l’insuline (139).

Par conséquent, des études supplémentaires étaient envisageables à ce locus, à la fois

d’un point de vue génétique (« affinage » de l’association par génotypage supplémentaire de

SNPs en LD) puis fonctionnel (cf infra ; Présentation des travaux). Et d’autre part, ces

premières études GWAS pour la glycémie à jeun étaient prometteuses et offraient des

perspectives de recherche de signaux d’association avec d’autres traits associés au DT2.

Revue.

“The emerging genetics of type 2 diabetes”

(Trends in Molecular Medecine. 2010 Sep;16(9):407-16)

BUT DE LA THÈSE

Deux buts principaux se sont dessinés pendant les 3 années de ma thèse :

1/ Identifier de nouveaux loci/gènes contribuant à la variabilité des traits associés au contrôle

glycémique par études GWAS, afin d’identifier de nouveaux loci à risque du DT2 passés

inaperçus par études cas/contrôle, et de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie

via l’étude génétique conjointe de différents traits phénotypiques liés au diabète.

2/ Réaliser l’étude fonctionnelle de variants identifiés dans des séquences promotrices de

deux gènes associés à la survenue d’un diabète ou à la variabilité de la glycémie, afin de tester

l’hypothèse causale dans la survenue de la maladie ou la variabilité d’un trait, et d’essayer

d’approfondir les mécanismes de régulation impliqués dans l’action de ces protéines.

Ce travail a tenté d’utiliser en profondeur les potentialités des études GWAS et de la

génétique épidémiologique pour mettre à jour de nouveaux gènes associés au DT2 par l’étude

du contrôle génétique de la glycémie et ensuite d’explorer les possibilités de passer de

l’association à la causalité par les analyses biologique et moléculaire des effets de SNPs

potentiellement délétères.

Mes travaux seront présentés par thème :

I. GÉNÉTIQUE DE LA GLYCÉMIE À JEUN ET DES RÉPONSES GLYCÉMIQUE

Dans le document Etude génétique du contrôle glycémique (Page 54-59)