Mutations ponctuelles

Environ 75% des chromosomes étudiés ne présentent pas d’anomalie du gène CYP21A2 détectable par la méthode de Southern. Les techniques d’amplification de l’ADN par PCR (Polymerase Chain Reaction), puis de nos jours le séquençage du gène entier, ont montré que la majorité des lésions responsables de 21OHD sont des mutations ponctuelles.

Une centaine de mutations ponctuelles rarissimes, voir individuelles, ont été décrites (White and Speiser, 2000), (Robins et al., 2006). Les douze mutations les plus fréquentes sont retrouvées dans le pseudogène CYP21A1P, d’où la déduction d’un mécanisme de microconversion génique impliquée dans la majorité des cas (Morel et al., 1991).Il est possible d’avoir accès à toutes les mutations du gène CYP21A2 découvertes jusqu’à ce jour car elles sont

déposés sur deux sites : http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php ou

http://www.cypalleles.ki.se/cyp21.htm .

2.1. Mutations situées dans les parties codantes du gène

2.1.1 Mutations non-sens

Elles résultent de la substitution d'une base aboutissant à la formation d'un codon stop TAA, TAG ou TGA ; il y aura donc également arrêt prématuré de la traduction et absence d'activité enzymatique.

51 La mutation non-sens la plus fréquente est la mutation p.Q318X qu’il faut distinguer d’un haplotype ponctuel associant une duplication C4A-CYP21A1P-C4B-CYP21A2-C4B-CYP21A2 ; comme un des gènes CYP21A2 portait la mutation p.Q318X, certains auteurs croyaient que le patient porteur de cet haplotype était hétérozygote pout la p.Q318X (Baumgartner-Parzer et al., 2003).

2.1.2 Mutations responsables d’un décalage du cadre de lecture

Elles décalent le cadre de lecture par délétion ou insertion d'une, de deux ou d'un non multiple de trois bases ; étant en général responsables d'un arrêt prématuré de la traduction, elles donnent des protéines tronquées donc non fonctionnelles. Elles sont de ce fait responsables d'une absence d'activité enzymatique.

Les trois mutations les plus fréquemment décrites sont la délétion de 8 pb dans l’exon 3 (c.329_338del8), l'insertion d'un T dans l'exon 7 (c.920dupT) et la délétion de 2 G avec insertion d’un C dans l’exon 10 (c.1447_1448delGGinsC) :

- La délétion de 8 pb dans l'exon 3 est responsable de l’apparition d’un codon stop prématuré à la place de l’Arginine 132.

- La mutation c.920dupT (p.L307fs) entraîne un codon stop prématuré en position 312, donc avant les exons 8 et 10 indispensables à la fonction enzymatique.

- Dans le cas de la mutation 1447_1448delGGinsC, le codon stop naturel disparaît et un nouveau apparaît dans la partie non codante (p.R483fs).Il en résulte une protéine plus longue. Comme cette mutation est associée à une forme grave il doit exister un changement de conformation de la protéine à l’origine de la baisse d’activité 21-hydroxylase.

2.1.3 Mutations faux sens

Elles représentent la plupart des mutations ponctuelles retrouvées dans le déficit en 21- hydroxylase. Lorsqu’elles sont délétères, le changement par substitution d’une base entraîne un changement d’acide aminé.

A/ Activité nulle

a) Triple mutation p.I236N, p. V237E, p. M239K dans l'exon 6

De mécanisme physiopathologique encore inconnu, elle associe de façon constante les 3 substitutions p.I236N, p.V237E et p.M239K. Chacune de ces trois mutations a été testée in vitro séparément en plus des trois mutations associées (Robins et al., 2005). Les enzymes avec la triple mutation ainsi que le mutant p.V237E sont sans activité détectable. Le mutant p.I236N a une activité résiduelle presque nulle (1± 0.7% pour la 17-OHP et 2.4±1.4% pour la

52 progestérone). En revanche la troisième substitution, p. M239K ne réduit pas significativement la conversion du substrat. Elle laisse persister une activité résiduelle de 95.4±24.7% pour la 17- OHP et de 97.7±7.7% pour la progestérone comparée avec l’activité du CYP21 normal.

b) Mutation p. R356W dans l'exon 8

Cette mutation a été trouvée chez des patients porteurs d'une forme classique avec ou sans perte de sel clinique. Elle abolit l’activité enzymatique de la 21-hydroxylase in vitro (Chiou et al., 1990). Cet arginine appartient au domaine 338-361 décrit comme potentiellement impliqué dans l’oxydo-réduction (Lajic et al., 1997b).

B/ Activité de 1-5% : Mutation p.I172N dans l’exon 4

Cette mutation a été mise en évidence pour la première fois chez un patient porteur d'une forme virilisante pure (Amor et al., 1988). D'après des études in vitro, la protéine mutée est bien liée au réticulum endoplasmique, mais elle subit un changement de conformation entraînant une stabilité moins grande et modifiant ses propriétés cinétiques (diminution de la Vmax de l'enzyme) (Hsu et al., 1996). L'activité enzymatique a été estimée entre 1 et 10 % selon les publications (Chiou et al., 1990), (Hsu et al., 1996).

C/ Activité modérée

a) Mutation p.P30L dans l'exon 1

Les cytochromes P450 possèdent une extrémité amino-terminale riche en acides aminés hydrophobes suivis par au moins deux résidus proline ; la succession de ces acides aminés semble nécessaire à l'ancrage du cytochrome au niveau de la membrane microsomale du réticulum endoplasmique lisse (Tusie-Luna et al., 1991).

b) Mutation p.V281L dans l'exon 7

Des études fonctionnelles ont montré que la mutation diminue la Vmax de l'enzyme affectant

la structure secondaire de la protéine avec une perturbation structurale (Tusie-Luna et al., 1990), (Wu and Chung, 1991). L'activité enzymatique résiduelle est de 10 à 20 % selon certains auteurs (Tusie-Luna et al., 1990) tandis qu'elle a été trouvée entre 20 % pour la progestérone et 50 % pour la 17-OHP par d'autres (Wu and Chung, 1991).

53

c) Mutation p.P453S dans l'exon 10

La Proline 453 situé dans la partie C-terminale est bien conservée entre les différentes espèces, moins entre les cytochromes stéroïdogéniques et ceux des autres mammifères, le remplacement de la proline par une sérine polaire pourrait augmenter la flexibilité structurale de la protéine et donc diminuer sa stabilité.

2.2. Mutations ponctuelles situées dans les introns

La mutation IVS2-13A/C>G dans l'intron 2 est la mutation intronique la plus fréquente dans la 21-hydroxylase et aussi la mutation ponctuelle la plus fréquente (20% des allèles). Elle ne touche pas les sites consensus habituels. Les études de Higashi (Higashi and Fujii-Kuriyama, 1991) ont même montré que malgré l’apparition d’un nouveau site accepteur CAG le mécanisme pathogène de cette mutation est beaucoup plus complexe car un troisième site accepteur est utilisé entraînant un décalage de cadre de lecture et une protéine non fonctionnelle.