Mutations « perte-de-fonction » de PCSK9 et hypocholestérolémie

4.6.1. Mécanisme

Suite à la découverte du gène PCSK9 et de mutations causant une hypercholestérolémie, le groupe de Cohen et al. 106 a cherché des mutations de PCSK9 chez des sujets ayant une concentration plasmatique très basse de LDL-C (< 1,50 mmol/L) dans la cohorte Dallas Heart Study (DHS; n=3543) du Texas. Ce groupe a donc identifié deux mutations non-sens, qui codent pour un codon stop et un arrêt de la synthèse de la protéine. La mutation Y142X dans l’exon 3 de PCSK9 a été retrouvée chez 0,4% des Afro- Américains et cause une instabilité et la dégradation de l’ARNm et donc une absence de la synthèse et de la sécrétion de PCSK9. La mutation C679X a été retrouvée chez 1,4% des Afro-Américains, mais très rarement chez les Américains d’origine européenne (< 0,1%). Cette mutation de l’exon 12 ne retranche que les 14 derniers acides aminés de la protéine, mais provoque un changement de conformation qui empêche la sortie de PCSK9 du RE 71_.

Le mécanisme par lequel les mutations « perte de fonction » du gène PCSK9 réduisent la concentration de cholestérol plasmatique a été investigué à l’aide de la souris déficiente en Pcsk9. Ces animaux ont une expression hépatique plus élevée du LDLR, une clairance accélérée des LDL et une concentration réduite de cholestérol plasmatique 49,53. Donc, PCSK9, en réduisant le nombre de LDLR, limite la capture des lipoprotéines par le foie. Par conséquent, une mutation affectant l’action de PCSK9 sur le LDLR (perte de fonction) provoque une augmentation du nombre de LDLR et une diminution de la concentration plasmatique de LDL-C.

4.6.2. Présentation clinique

Les individus portant une mutation non-sens, soit un Afro-Américain sur 50, ont une concentration de LDL-C significativement plus basse d’environ 28%, mais ne sont pas

tous hypocholestérolémiques 50. La mutation C679X a aussi été retrouvée dans une population du Nigéria avec la même fréquence 150 et chez les femmes africaines du Zimbabwe avec une fréquence de 3,7% et une réduction de 27% du LDL-C 151.

Beaucoup de variations génétiques de PCSK9 ont été observées et ont des effets très variables, souvent pour un même polymorphisme chez différents individus (Figure 5). Dans le but d’identifier de nouvelles variantes de PCSK9, le groupe de Helen Hobbs 150 a séquencé le gène PCSK9 des individus de la cohorte DHS ayant une basse (< 5e percentile) et une haute concentration (> 95e percentile) de LDL-C. Trois polymorphismes associés à une basse concentration de LDL-C (-5% à -30%) ont ainsi été découverts : L253F et A443T chez les Noirs et R46L chez les Blancs 150_{. Les variantes R46L et A443T sont associées à}

un taux plus bas de LDL-C dans certaines études de population 150,152-154, mais ils peuvent également se retrouver chez des individus normo- et hypercholestérolémiques à cause de l’influence de plusieurs facteurs génétiques et environnementaux 6,148,150 (Figure 5).

Jusqu’à maintenant, plusieurs mutations de PCSK9 reliées à une basse concentration de LDL-C ont été identifiées. Elles comprennent entre autres : G106R 152, T771I, V114A, A522T, P616L 153, Q219E, A239D, G452D, S668R et R93C 155. Finalement, deux mutations non-sens, A68fsL82X (un changement de cadre de lecture au codon 68 qui cause un codon stop à la position 82) et W428X, ont été rapportées chez des patients hypocholestérolémiques d’origine sicilienne et japonaise, respectivement 153,155. Tous ces polymorphismes ont des fréquences variables dans différentes populations selon l’ethnie. La plupart des mutations citées plus haut sont associées à des concentrations significativement plus basses de LDL-C, mais seulement quelques unes causent une véritable hypocholestérolémie. Le tableau 7 présente ces mutations ainsi que leurs principales caractéristiques. Il est important de noter que certains patients présentent une hypobêtalipoprotéinémie ainsi qu’une diminution importante du risque de maladie coronarienne, tel que discuté dans les prochaines sections.

Figure 14. Niveaux de LDL-C plasmatique chez les Blancs de la cohorte

DHS (A), les Noirs de la cohorte DHS (B) et les Noirs de la cohorte Cook County (C). La moyenne (mean) et l’écart-type (SD) ajustés pour l’âge et le sexe sont montrés. Barres horizontales, Moyenne du LDL-C plasmatique pour chaque variant (omis si n<6). Les niveaux de LDL-C significativement plus bas (lower) ou plus haut (higher) sont indiqués par un ombrage vert ou jaune, respectivement.

Tableau 7. Caractéristiques cliniques des mutations causant une hypocholestérolémie. Adapté d’Abifadel et al. Hum Mutat 2009 50_.

Nucléotide muté

Acide aminé

muté Exon Origine

Cholestérol total moyen (mmol/L) LDL-C moyen (mmol/L) Caractéristiques cliniques Test in vitro de la mutation Réf. c.202delG p.A68fsL82X 1 Sicile, Italie

P : 3,80 D : 2,15 et 2,53 P : 2,25 D : 0,62 et 0,96 P et son père : stéatose hépatique N/D 153

c.316G>A _{p.G106R 1 Norvège 4,63±0,83 2,35±0,23 - transport de PCSK9, ↑} ↓ Auto-activation et LDLR 91,93,15 2 c.426C>G p.Y142X 3 Afro-américains 4,58±0,11 2,66±0,10 ↓ LDL-C et de la MCV ARNm instable et dégradé 150,156 c.1284G>A p.W428X 8 Japon N/D 0,75 à 2,28 N/D N/D 155 c.2037C>A p.C679X 12 Américains (Noirs et Blancs) 4,45±0,12 2,59±0,12 ↓ LDL-C et de la MCV Rétention de PCSK9 dans le RE 150,156

4.6.3. Hypobêtalipoprotéinémie

L’hypobêtalipoprotéinemie primaire (HBL) réfère à un groupe de désordres génétiques caractérisés par un niveau très bas (<5e percentile de la distribution de la population) de LDL-cholestérol et d’apoB 157. L’HBL peut être associée ou non à des caractéristiques cliniques telles qu’une stéatose hépatique, une malabsorption intestinale des lipides et une dysfonction neurologique et oculaire. Trois désordres génétiques sont inclus dans le groupe HBL : (1) l’hypobêtalipoprotéinémie familiale (FHBL), généralement causée par une mutation du gène APOB; (2) l’abêtalipoprotéinémie (ABL), causée par une mutation de gène MTTP; (3) la maladie de rétention des chylomicrons, causée par une mutation du gène SARA2 157. SARA2 encode la protéine Sar1b qui est impliquée dans le transport intracellulaire des chylomicrons et son inactivation cause, par conséquent, une rétention des chylomicrons dans les entérocytes et une malabsorption sévère de lipides et de vitamines liposolubles.

Des études récentes démontrent que PCSK9 serait un important gène impliqué dans l’hypobêtalipoprotéinémie. En effet, des mutations de PCSK9 à l’état homozygote ou hétérozygote composite peuvent causer une hypocholestérolémie sévère. Le cas d’une femme originaire du Zimbabwe, homozygote pour C679X a été rapporté par Hooper et al.151_{. Elle présentait une concentration plasmatique de LDL-C de 0,4 mmol/L}

comparativement à 2,2 mmol/L chez les sujets contrôles de l’étude. De plus, une Africaine- Américaine de 32 ans, hétérozygote composite (Y142X et Δ97), en apparente bonne santé, présentait une concentration plasmatique de LDL-C de 0,36 mmol/L et une concentration plasmatique de PCSK9 indétectable 78. Par ailleurs, l’étude de sujets FHBL sans mutation de l’APOB a démontré la présence de la mutation A68fsL82X 153. La concentration plasmatique de LDL-C du propositus était de 1,37 mmol/L et il présentait une stéatose hépatique. La mutation a également été observée chez deux donneurs de sang, en bonne santé et non-apparentés, et présentant des concentrations plasmatiques de LDL-C de 0,62 et 0,96 mmol/L. Finalement, une étude récente avec des patients FHBL a démontré la présence d’une double mutation monoallélique de PCSK9 (R104C/V114A) qui coségrégait avec le phénotype FBHL 158. La vitesse de clairance des LDL chez ces patients était significativement augmentée. L’analyse in vitro de cette double mutation a montré une

maturation et une sécrétion sévèrement altérées ainsi qu’un effet dominant négatif sur la sécrétion de la PCSK9 native.