Le Xeroderma pigmentosum, derme sec et pigmenté en latin, est une maladie qui rend les patients extrêmement sensibles aux UVs, ce qui induit une hyperpigmentation de la peau et une forte hausse des risques de cancer de la peau. En effet, les risques sont 2 000 fois supérieurs pour les cancers à mélanomes et 10 000 fois supérieurs pour les cancers non- mélanomiens avant l’âge de 20 ans (Kraemer et al., 2007). Les premières manifestations apparaissent avant l'âge de 2 ans avec une forte augmentation du nombre de lentigines (taches brunes) sur les zones cutanées exposés au soleil (Bradford et al., 2011).
Certains patients peuvent aussi développer des problèmes oculaires strictement localisés sur les parties antérieurs de l'œil (paupières, cornées et conjonctives) exposées aux UVs (Kraemer et al., 1994). Dans 25% des cas, les patients développent également des symptômes neurologiques, dont la sévérité et le moment de la première apparition peuvent considérablement varier. Cela comprend des réflexes ostéotendineux atténués ou manquants, une perte auditive progressive, des troubles de la parole et de la démarche, ainsi que le déclin cognitif (Dollfus et al., 2003; Ramkumar et al., 2011). L'incidence est variable en fonction de l'origine géographique. Aux États-Unis et en Europe, elle est de 1/1 000 000 de naissances. Dans les populations géographiquement isolées comme en Afrique du Nord ou au Japon, l'incidence est 10 fois plus élevée (Anttinen et al., 2008; Bradford et al., 2011). L'espérance de vie moyenne d'un patient XP est de 32 ans.
Cette pathologie est la résultante de mutations sur 8 gènes impliqués dans différentes étapes de la NER. Il existe 7 groupes de complémentations, XP-A à XP- G (mutation dans les gènes XPA à XPG) et un groupe supplémentaire avec moins de 10% des patients, dit XP variant, XP-V (Kleijer et al., 2008; Lehmann et al., 2011). Ces groupes de complémentation se produisent à des fréquences différentes et diffèrent par la sévérité des symptômes en ce qui concerne le développement du cancer de la peau et l'atteinte neurologique.
La maladie est caractérisée par la pléiotropie, ce qui signifie que différentes mutations dans un gène entraînent la manifestation de plusieurs caractéristiques phénotypiques différentes. En raison de l'implication des protéines XP dans divers processus cellulaires essentiels, tels que la réparation et la transcription de l'ADN, les corrélations génotype-phénotype sont particulièrement compliquées. Par exemple, les patients XP-C et XP-E présentent une faible sensibilité aux UVs et développent des troubles neurologiques que rarement. On peut expliquer cela par le fait que XPC et DDB2 ne jouent pas un rôle dans la TC-NER et donc les lésions présentent dans les gènes transcrits sont réparées (Schubert et al., 2014). Les patients XP-A présentent des symptômes plus sévères, avec des anomalies neurologiques importantes, s'expliquant par le fait que la protéine XPA joue un rôle dans la TC-NER mais aussi dans le GG-NER. Cependant, malgré le caractère pléiotrope de la maladie, une même mutation peut donner lieu à plusieurs phénotypes. Des mutations de XPG peuvent générer des patients atteints de XP ou XP/CS, des patients ayant les symptômes combinés des XP et des CS (Schubert et al., 2014; Venema et al., 1990). Le dernier groupe de complémentation, les patients "variants" (XP-V) ne sont pas spécialement sensibles aux UVs et ne développent pas de problèmes neurologiques. Mais ils ont une forte susceptibilité à développer des cancers de la peau (Lehmann et al., 1975). Ils présentent une mutation dans le gène pol H codant pour
l'ADN polymérase H capable de répliquer l'ADN sans être stoppée par une lésion.
Lors de ma thèse j'ai travaillé exclusivement sur la protéine XPC. Le groupe de complémentation XP-C (représentant environ 46 mutations différentes tout le long du gène XPC) représente 25 à 40% de tous les patients XP en particulier dans les pays d’Europe du Sud et d’Afrique du Nord. Contrairement aux autres XP, les patients XP-C ont très rarement des problèmes neurologiques (5 sur 122 individus répertoriés dans la littérature) à la différence des risques très accrus de développer des cancers non seulement cutanés mais également colorectaux, du poumon ou du sein. Tous les patients XP-C ont un GGR déficient qui corrèle très souvent avec un niveau d’expression très bas d’ARNm codant pour XPC (5 à 10% de la normale).
Lors de mes travaux, j’ai travaillé sur des fibroblastes issus d’une biopsie de peau prélevée sur 2 patients différents. Ces patients présentaient 2 mutations différentes du gène codant pour la protéine XPC. La première est une mutation sur la base 1840, remplaçant une cytosine par une thymine. Cette substitution génère un codon Stop au niveau de l'acide aminé 579 (XPC p.Arg.579*). La protéine est donc tronquée et raccourcie (Friedberg and Wood, 2007). Cette mutation a été détectée chez un enfant de Malatya en Turquie (XP67TMA), qui présentait une hypersensibilité à la lumière ainsi que de nombreux cancers de la peau. Il a développé dès l’âge de 1 an des lésions cutanées anormales, mais aucuns troubles neurologiques. Le premier cancer de la peau a été détecté à l'âge de 6 ans. Le patient est décédé à l'âge de 10 ans des suites de complication des nombreux carcinomes. Au niveau moléculaire, ces cellules (GM14867, nommé de XPCDEL dans les publications) présentent un
très faible niveau d'expression de l'ARNm pour XPC dû au processus de RNA decay. La deuxième mutation est la substitution d'une proline en position 334 par une histidine (XPC p.Pro334His). Cette mutation se trouve dans un domaine non conservé, en N-terminal. Ce patient (XP1MI) est un des rares patients XP-C présentant des troubles neurologiques (autisme et hyperactivité). Contrairement aux cellules du premier patient, ces fibroblastes (GM02096, nommé XPCMUT dans les publications) présentent une expression normale de
l'ARNm codant pour la protéine XPC (Gozukara et al., 2001). Au niveau moléculaire, ces 2 mutations ont donc des conséquences différentes. La mutation XPC p.Arg.579* perturbe le mécanisme de la NER, car la protéine XPC, non présente, ne peut être recrutée au niveau des dommages. Cette mutation perturbe donc aussi l'interaction qui doit se faire entre XPC et la machinerie de réparation (TFIIH, XPB, HR23B). Les effets de la mutation XPC p.Pro334His sont moins importants. XPC va se lier normalement aux dommages. Néanmoins, on observe
Begeman et al., 2007).