Gène Méthylène-Tétra-Hydro-Folate réductase (MTHFR)

III.2.1.1. Description du gène et de l’enzyme MTHFR

Le gène méthylène-tétra-hydro-folate réductase (MTHFR) a été localisé sur le chromosome 1 (1p36.3) en 1994 (Goyette P et al., 1994). L’ADNc du gène MTHFR a une taille de 2,2 kb et il comprend 11 exons (Goyette P et al., 1998). Gaughan et son équipeont montré que le gène ne contient pas de TATA box, mais contient plusieurs ilots CpG très importants pour les sites d’union pour d’autres facteurs de transcription (Gaughan DJ et al., 2000). L’enzyme MTHFR est composée de 656 acides aminés ; il s’agit d’un dimère de 150 kDa comprenant deux isoformes de tailles variables: 77 kDa et 70 kDa (Frosst P et al., 1995). Il catalyse grâce à son cofacteur flavin adenine dinucleotide (FAD), la formation du 5- méthylène-tétra-hydro-folate (5 méthyl- THF) à partir du 5,10-méthylène-tétra-hydro-folate (5,10 méthylène-THF); ce dérivé méthylé du THF est nécessaire pour la reméthylation de l'homocystéine en méthionine (Figure 11). La MTHFR peut ainsi moduler les taux d’homocystéine, de méthionine et indirectement influencer les taux de nucléotides, puisque son substrat, le 5,10-méthylène THF, qui est utilisé pour la synthèse de la thymidine, peut aussi être converti en d’autres dérivés foliques qui participent à la synthèse des purines (Leclerc D et al., 2007).

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III.2.1.2. Impacts moléculaire et biochimique des polymorphismes MTHFRc.677C>Tet

MTHFRc.1298A>C

Plus de quarante polymorphismes fonctionnels ont été rapportés (Goyette P et al., 1998) (Figure 12). Ce sont essentiellement des mutations par substitution de nucléotides ; les deux polymorphismes les plus étudiés parce qu’ils sont les plus fréquents sont : le polymorphisme MTHFRc.677C>T (dbSNP Id: rs1801133) (Frosst P et al., 1995) et le polymorphisme MTHFRc.1298A>C (dbSNP Id: rs1801131) (Van der Put NM et al., 1995).

Figure 12 : Représentation schématique de 41 mutations graves du gène MTHFR et de deux

polymorphismes particulièrement étudiés (MTHFR c.677C>T et MTHFR c.1298A>C) (Leclerc D et al., 2007).

Le polymorphisme MTHFR c.677C>Tsitué dans l’exon 4 engendre une substitution d’une Alanine (GCA) par une Valine (GUA) à la position 222 qui accroît la tendance de l’enzyme à perdre son cofacteur FAD (Leclerc D et al., 2007) ; de ce fait le génotype MTHFR 677TT en position 677 réduirait de 70% l’activité de la MTHFR comparée au génotype MTHFR 677CC (Ueland PM et al., 2005). La différence entre ces deux acides aminés est que la masse molaire du résidu muté (117,1 mol) est plus importante que celle du résidu sauvage (89,1 mol) ce qui peut modifier la conformation de la protéine. De plus, l’acide aminé muté est hydrophobe, possède un groupement isopropyle tandis que le sauvage qui est aussi hydrophobe et possède un groupement méthyle (Figure 13). Ceci pourrait expliquer la perte

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Figure 13 : Les structures des acides aminées : alanine et valine

Le polymorphisme MTHFRc.1298A>C situé dans l’exon 7 engendre une substitution d’un acide glutamique (GAA) par une Alanine (GCA) à la position 428 (Leclerc D et al., 2007)(Tableau14). Ce polymorphisme réside dans le domaine régulateur de l'enzyme la S- adénosyl-méthionine ; ainsi, le génotype MTHFR 1298CC en position 1298 réduirait de 55% l’activité MTHFR comparé au génotype MTHFR 1298AA(Ueland PM et al., 2005). En effet, la différence entre ces deux acides aminés réside en premier dans leurs masses molaires respectives car le résidu muté est plus petit (89,1 mol) que le résidu sauvage (147,1 mol), cette différence peut entrainer un changement de conformation de la protéine. En second lieu, l’acide aminé muté est hydrophobe, possède un groupement méthyletandis que le sauvage qui est aussi hydrophobe, possède un groupement carboxyle, ce qui en fait un acide aminé «acide», polaire charger négativement. Ceci pourrait expliquer la perte de liaison entre l’enzyme MTHFR et son cofacteur FAD.

Figure 14 : Les structures des acides aminées : acide glutamique et alanine.

III.2.1.3. Impact des polymorphismesMTHFR c.677C>TetMTHFRc.1298A>C sur la réponse du traitement par méthotrexate (MTX)

Les polymorphismes génétiques qui influencent la réponse au MTX dans la PR sont localisés sur les gènes qui codent pour les enzymes qui interviennent dans la pharmacogénétique du MTX, en particulier les polymorphismes MTHFR c.677C>Tet

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MTHFRc.1298A>C. Le polymorphisme MTHFR c.677C>Ta fait l’objet de plusieurs études

où il a été associé à une efficacité au traitement (Urano W et al., 2002) (Taniguchi A et al., 2007),tandis qu’un large éventail d'effets cliniques plus au moins nocifs a été relié à ce polymorphisme, comme une augmentation des effets secondaires gastro-intestinaux (Haagsma CJ et al., 1999) ou la toxicité hépatique accrue (Urano W et al., 2002). De même, dans de nombreuses études le polymorphisme MTHFRc.1298A>C était associé à une augmentation des effets secondaires (Dervieux T et al., 2006, Kumagai K et al., 2003, Wessels JA et al., 2007).Cependant, dans des études plus récentes, ces deux polymorphismes ne semblent pas avoir d’effet ni sur l’efficacité ni sur la toxicité au MTX dans la PR (Ghodke Y et al., 2008, Taraborelli M et al., 2009).

III.2.1.4. Impact des polymorphismesMTHFRc.677C>TetMTHFR c.1298A>C sur la susceptibilité à la polyarthrite rhumatoïde (PR)

Les polymorphismes MTHFR c.677C>Tet MTHFRc.1298A>C ont fait l’objet de plusieurs études visant à étudier leur rôle dans la réponse du traitement par MTX, mais l’association récurrente de ces deux polymorphismes est celle reliée au développement de la PR a été moins développer (Berkun Y et al., 2004, Rubini M et al., 2008). En effet, dans une situation de dommages oxydatifs dans des tissus synoviaux, ces deux polymorphismes semblent contribuer à une prolifération des cellules synoviales dans les fibroblastes synoviocytes responsables de la lésion articulaire progressive (Rubini M et al., 2008).Aussi, le faite que certaines études de liaison ont indiqué que la région 1p36 est associé à un risque accru de développer la PR (Cornelis F et al., 1998, Shiozawa S et al., 1998), car certains gènes localisés dans cette région comme le THFRII et PADI4 ont été proposés comme facteurs de risque dans cette pathologie (Barton A et al., 2001, Yamada R et al., 2003).Toutes ces hypothèse rendent plausible une possible association de ces polymorphismes avec le développement de la PR. De même, peu d’études se sont intéressées à l’influence de ces deux polymorphismes sur l’activité de la maladie, et seul l’étude de Lee Y Cet son équipea montré que le polymorphisme MTHFRc.677C>T n’a aucun impact sur l’activité de la maladie (Lee Y C et al., 2009).

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III.2.2. Gène Gamma-Glutamyl Hydrolase (GGH)