* : Loci publiés après le début du projet
ƚ : Loci précédemment liés à la MOP via des études de liaison
Une première étude pangénomique d’association, portant principalement sur des individus d’origine britannique, a permis d’identifier des associations génétiques entre la MOP et six variants communs des loci 1p13, 10p13 et 18q21. (Albagha et al., 2010) Trois de ces variants communs sont situés au locus 1p13 (rs484595, rs499345, rs10494112), dans un bloc de déséquilibre de liaison couvrant 14 kb. Le gène EPS8L3, dont la fonction est inconnue jusqu’à maintenant, se trouve à 47 kb en aval du bloc de déséquilibre de liaison et en est séparé par deux points chauds de recombinaison. Le gène CSF1, qui encode le facteur stimulateur de colonies de macrophages (M-CSF) se trouve à 87 kb en amont du bloc de déséquilibre de liaison. Le M- CSF est impliqué dans l’ostéoclastogénèse et dans la survie des ostéoclastes. Le développement d’un phénotype ostéopétrotique a été observé chez des souris possédant une mutation causant une perte de fonction du gène Csf1. (Albagha et al., 2010; Van Wesenbeeck et al., 2002) Un seul variant commun associé à la MOP a été identifié au locus 10p13 (rs1561570). Cette région, qui avait déjà été liée à la MOP familiale par Hocking et coll. (2001), contient un seul gène connu, soit le gène optineurine (OPTN). Jusqu’à ce jour, aucune implication du gène OPTN dans la régulation du métabolisme osseux n’a été rapportée. Toutefois, la protéine encodée régulerait négativement l’activation de la voie de signalisation du NF-κB induite par le TNF-
de cette étude sont localisés dans deux blocs de déséquilibre de liaison adjacent de la région 18q21, à 5 kb en amont du gène TNFRSF11A qui encode RANK. Tel qu’expliqué précédemment, RANK joue un rôle primordial dans la régulation du remodelage osseux en activant les ostéoclastes. Le rôle important de RANK dans le remodelage osseux est démontré par la présence de mutations du gène RANK dans plusieurs maladies osseuses.
Les variants communs associés à la MOP dans cette première étude pangénomique d’association ont été répliqués dans les populations belge et néerlandaise, en plus de permettre de confirmer une association entre la MOP et le locus 8q22, ce locus ayant été détecté dans la première étude pangénomique d’association mais faiblement associé à la MOP. (Chung et al., 2010a) Le variant commun associé à la MOP (rs2458413) se trouve dans un bloc de déséquilibre de liaison de 18 kb qui couvre entièrement le gène TM7SF4. Le gène TM7SF4 encode la protéine transmembranaire spécifique aux cellules dendritiques (DC-STAMP). (Albagha et al., 2011; Chung et al., 2010a) Yagi et coll. (2005) ont observé que des souris déficientes en DC-STAMP avaient une masse osseuse et une densité minérale osseuse augmentées en raison d’une résorption osseuse inefficace due à l’absence d’ostéoclastes multinucléés. Tel que mentionné précédemment, les ostéoclastes des individus pagétiques sont hypermultinucléés, ce qui suggère qu’un gain de fonction du gène TM7SF4 pourrait être impliqué dans la pathogenèse de la maladie.
Une deuxième étude pangénomique d’association, publiée après le début du présent projet, a mené à l’identification de trois autres loci de susceptibilité, soit les loci 7q33 (rs4294134), 14q32 (rs10498635) et 15q24 (rs5742915), en plus de confirmer l’association entre la MOP et le locus 8q22. (Albagha et al., 2011) Aucun de ces loci ne contient de gènes ayant un rôle connu dans la régulation du métabolisme osseux. La région associée à la MOP au sein du locus 7q33 couvre une distance de 350 kb. Le variant commun pour lequel une association avec la MOP a été identifiée se trouve dans un intron du gène NUP205 qui est impliqué dans la régulation du transport de protéines entre le cytoplasme et le noyau. La région associée à la MOP au sein du locus 14q32 couvre 62 kb et est entourée par deux points chauds de recombinaison. Elle contient le gène RIN3 qui encode une protéine impliquée dans le transport vésiculaire. La région associée à la MOP au sein du locus 15q24 couvre environ 200 kb et est aussi entourée par deux points chauds de recombinaison. Le variant commun de ce locus pour lequel une association a été observée est situé dans le gène PML (promyelocytic leukemia) impliqué dans la voie de signalisation du TGF-β. Le gène GOLGA6A, qui encode une protéine appartenant à la famille des golgines, se situe aussi dans la région associée à la MOP. Des mutations d’autres golgines sont en cause dans deux maladies osseuses rares, soit la dysplasie squelettique létale et la gérodermie ostéodysplasique. (Hennies et al., 2008; Smits et al., 2010)
Albagha et coll. (2011) ont observé que le risque de développer la MOP augmentait avec le nombre d’allèles à risque portés par un individu pour chacun des sept loci décrits ci-dessus et associés à la MOP. Les individus appartenant au dernier décile (90e au 100e percentile) en ce qui concerne le nombre d’allèles à risque portés
avaient environ dix fois plus de risque de développer la MOP que les individus appartenant au premier décile (1er au 10e percentile) quant au nombre d’allèles à risque présents. Aucune évidence d’interaction n’a été
observée entre ces sept loci associés à la MOP. Les effets fonctionnels de ces variants communs dans la MOP sont inconnus à ce jour.
2. HYPOTHÈSES ET OBJECTIFS
Puisque des variants génétiques rares peuvent expliquer une association génétique entre une maladie et un variant commun et que de tels variants peuvent avoir des répercussions fonctionnelles sur le gène ou sur la protéine dans lequel ils se trouvent, l’hypothèse de recherche stipule que des variants génétiques rares situés aux loci 1p13 et 8q22 pourraient jouer un rôle dans la susceptibilité génétique à la MOP.
Les deux objectifs préliminaires de cette étude consistaient à 1) répliquer les associations génétiques observées entre la MOP et les loci 1p13 et 8q22 dans la population canadienne-française et à 2) rechercher des corrélations entre le génotype et le phénotype observé.
L’objectif principal du projet était d’identifier des variants génétiques rares au sein des gènes candidats à la MOP situés dans une région de 500 kb de part et d’autre de CSF1 (1p13) et de 1 Mb de part et d’autre de TM7SF4 (DC-STAMP) (8q22).
Les objectifs secondaires du projet étaient :
d’identifier une association génétique entre la MOP et un ou plusieurs variants rares identifiés dans la population canadienne-française,
de mettre au point une méthode efficace pour l’exploration du rôle prédit in silico des variants génétiques rares dans la susceptibilité génétique à cette maladie.
3. INDIVIDUS ET MÉTHODES
INDIVIDUS
3.1.
Tous les individus ont signé, après information, un formulaire de consentement avant leur participation au projet. Le projet de recherche a été approuvé par le comité d’éthique de la recherche du Centre Hospitalier de l’Université Laval (CHUL). Tous les individus sélectionnés pour ce projet ont été examinés par le Dr Jacques Brown ou la Dre Laëtitia Michou, rhumatologues au CHUQ (Québec). Une évaluation complète de l’état osseux, incluant la mesure du taux sérique des phosphatases alcalines totales sériques, des radiographies standard du bassin et du crâne et une scintigraphie osseuse pancorporelle, a été effectuée pour chaque individu. Les critères qui ont été utilisés pour diagnostiquer la MOP comprenaient 1) un aspect typique de MOP aux radiographies osseuses et/ou 2) une scintigraphie osseuse pancorporelle anormale. L’élévation du taux sérique des phosphatases alcalines totales n’était ni suffisante ni nécessaire pour poser le diagnostic de MOP. Des canadiens-français atteints de formes familiales de la MOP et des individus atteints non apparentés ont été étudiés. Les individus sains étudiés étaient aussi d’origine canadienne-française. L’ADN de chaque individu a été extrait par une procédure standard à partir des leucocytes provenant d’un échantillon de sang périphérique prélevé par ponction veineuse dans des tubes héparinés.