Hétérogénéité génétique dans la perte auditive héréditaire : Rôle potentiel de la protéine kinociliaire TOGARAM2

Diversité génétique dans la perte auditive héréditaire : Le rôle potentiel de la protéine KINOCILIAIRE TOGARAM2

Contexte

La perte auditive (Hearing Loss, HL) est une caractéristique aux causes multiples, avec plus de 200 gènes identifiés comme ayant des variantes pathogènes liées à la HL. Malgré des recherches approfondies, la cause pathogène reste introuvable dans plus d’un tiers des familles, ce qui pose un défi majeur pour l’analyse génétique, en particulier dans les familles multigéniques. Différentes variantes génétiques peuvent causer la pathologie chez différents individus, même au sein d’une même famille. Il est donc crucial de rechercher davantage de variantes pathogènes potentielles de la surdité.

Source de l’article

Cette étude a été réalisée par Memoona Ramzan, Mohammad Faraz Zafeer, Clemer Abad, Shengru Guo et al., affiliés à l’Université de Miami aux États-Unis, à l’Université de Göttingen en Allemagne, entre autres. L’article a été publié le 19 février 2024 dans le “European Journal of Human Genetics”, avec le DOI 10.1038/s41431-024-01562-6.

Objectif de l’étude

L’objectif de cette étude était d’identifier d’autres variantes cachées dans des gènes connus ou nouveaux candidats pour la surdité en effectuant un séquençage de l’exome ou du génome entier sur quatre familles multigéniques. En particulier, l’étude visait à explorer le rôle des variantes de TOGARAM2 comme cause potentielle de HL autosomique récessive non syndromique, en démontrant leur présence dans les familles, leur expression dans la cochlée et la localisation de la protéine dans les cellules ciliées cochléaires.

Méthodologie

Déclaration éthique et participants à l’étude

Quatre familles ont fait partie d’une cohorte de collaboration internationale visant à identifier les gènes associés à la perte auditive. L’étude a été approuvée par les comités d’éthique de plusieurs institutions, et tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit. Pour les participants mineurs, le consentement a été fourni par les parents. Les tests auditifs pour les adultes ont été effectués dans des chambres insonorisées, tandis que pour les mineurs, ils ont suivi les procédures opérationnelles standard.

Analyse génétique

L’étude a d’abord procédé à un dépistage des variantes bi-alléliques de GJB2 (MIM 121011) chez tous les membres affectés de chaque famille. Un séquençage de l’exome (ES) a été effectué sur les probands de chaque famille, et un séquençage du génome entier (GS) a été réalisé sur certains individus affectés. Les données génomiques ont été alignées sur l’assemblage du génome humain GRCh37/hg19, et l’appel des variantes a été effectué à l’aide du package GATK. Les variantes nucléotidiques simples, les insertions/délétions et les variations du nombre de copies (CNV) dans les gènes connus de la surdité ont été analysées à l’aide d’un logiciel interne. Certains membres de familles non résolues ont fait l’objet d’une analyse supplémentaire par GS.

Génération de variantes TOGARAM2 dans les cellules HEK293

Pour générer la variante spécifique TOGARAM2 c.1543C>T (p.Gln515Ter), des gRNA spécifiques et des donneurs de réparation ont été achetés auprès d’IDT et édités dans des cellules HEK293. L’électroporation cellulaire a été réalisée à l’aide du système 4D-Nucleofector, et les cellules variantes TOGARAM2 générées ont été confirmées et validées par séquençage Sanger.

PCR quantitative par transcription inverse (qRT-PCR)

L’ARN a été extrait de trois clones monoclonaux de contrôle normal et de trois clones monoclonaux de cellules knock-in TOGARAM2 (c.1543C>T), puis transcrit en ADNc. L’analyse de l’expression de l’ARNm a été réalisée en utilisant le colorant SYBR Green, avec HPRT1 comme contrôle interne.

Résultats principaux

Tous les membres des quatre familles présentaient une HL bilatérale sévère à profonde, congénitale ou prélinguistique persistante. Dans la famille 1596, trois frères et sœurs affectés étaient homozygotes pour la variante c.1331+2 T>C dans le gène MARVELD2, tandis que les membres restants ne présentant pas cette variante ont été identifiés par séquençage du génome entier comme porteurs d’une nouvelle variante c.569 C>T (p.Thr190Met) dans le gène TECTA.

Dans la famille 2503, la variante c.1334 T>G (p.Leu445Trp) dans le gène SLC26A4 ne pouvait pas expliquer les symptômes de HL chez tous les membres affectés. Un séquençage supplémentaire de l’exome a révélé que c.89G>T (p.Ser30Ter) dans le gène SOX10 pourrait également être une cause pathogène.

De plus, dans la famille 2450, une variante c.4441 T>C (p.Ser1481Pro) dans le gène MYO15A a été découverte chez un frère et une sœur affectés. Le séquençage du génome entier d’un frère et d’une sœur sans cette variante a identifié une variante c.1543 C>T (p.Gln515Ter) dans le gène TOGARAM2, qui pourrait conduire à une dégradation de l’ARNm médiée par le nonsense (NMD).

Conclusion de l’étude

Cette étude démontre que l’analyse individuelle des membres affectés dans les familles multigéniques est une approche efficace pour identifier les variantes pathogènes dans les gènes connus et nouveaux candidats. En particulier, la découverte de la localisation et de la fonction des variantes du gène TOGARAM2 dans les cellules ciliées cochléaires pourrait jouer un rôle important dans le mécanisme pathogène de la surdité, soulignant le potentiel de ce gène pour les futures recherches et applications cliniques.

Points saillants de l’étude

Les points saillants de cette étude comprennent : 1. L’identification de multiples variantes de gènes de surdité associées à la HL, améliorant la compréhension de la perte auditive héréditaire. 2. La démonstration du potentiel du gène TOGARAM2 comme gène candidat pour la surdité. 3. La fourniture de nouvelles preuves soutenant la localisation de TOGARAM2 dans les cellules ciliées cochléaires.

Importance significative

Cette étude fournit non seulement de nouvelles perspectives scientifiques, contribuant à l’exploration des mécanismes de la surdité héréditaire, mais offre également des informations précieuses pour le diagnostic génétique clinique et le traitement. Ces découvertes sont susceptibles de faire progresser le développement de la médecine personnalisée et d’améliorer la gestion clinique et le conseil en matière de perte auditive héréditaire.