Nouvelles mutations hétérozygotes composées dans la cadhérine 3 associées à l’hypotrichose et à la dystrophie maculaire juvénile
L’hypotrichose avec dystrophie maculaire juvénile (HJMD, OMIM: 601553) est une maladie autosomique récessive rare caractérisée par une pilosité courte et clairsemée, une dégénérescence maculaire progressive, une acuité visuelle réduite et même une cécité précoce. Les mutations responsables de l’HJMD ont été identifiées dans le gène de la cadhérine 3 (CDH3, OMIM: 114021) situé sur le chromosome 16q22.1. Ce gène code pour la P-cadhérine, une protéine d’adhésion cellulaire dépendante du calcium qui joue un rôle important dans le développement des follicules pileux et de l’épithélium pigmentaire rétinien. À ce jour, 30 pedigrees d’HJMD et 20 cas sporadiques impliquant 36 mutations du gène CDH3 ont été rapportés.
Dans cette étude, nous présentons un cas sporadique chinois d’HJMD avec de nouvelles mutations hétérozygotes composées de type non-sens et réalisons une revue de la littérature sur la corrélation génotype-phénotype chez 116 individus atteints d’HJMD. Cette étude a été approuvée par le Comité d’éthique de l’hôpital pour enfants de l’Université de médecine du Zhejiang (n° 2022-IRB-046) et a été menée conformément à la Déclaration d’Helsinki. Un consentement éclairé a été obtenu de tous les participants. Des échantillons de sang ont été prélevés sur la probante et ses parents, et l’ADN génomique a été extrait à l’aide du kit TIANamp Blood DNA Kit (TIANGEN, Beijing, Chine).
Le séquençage de l’exome entier (WES) a ensuite été réalisé sur la probante. La capture de l’exome a été effectuée à l’aide d’un kit Twist Comprehensive Exome (Twist Bioscience, South San Francisco, CA, États-Unis) selon le protocole du fabricant. La bibliothèque de l’exome a été séquencée sur la plateforme HiSeq 4000 (Illumina, San Diego, CA, États-Unis) et alignée sur la séquence de référence humaine GRCh37/hg19. Le séquençage de Sanger a été utilisé pour confirmer les mutations candidates identifiées par le WES. L’ARN total a été extrait des échantillons de sang pour une analyse par transcription inverse et PCR (RT-PCR) ainsi que pour le séquençage de Sanger des transcrits de CDH3.
La probante était une fille de 10 ans, premier enfant d’une famille non consanguine. Elle a été référée à notre service en raison d’une hypotrichose avec des cheveux courts et à croissance lente apparente dès l’âge de 6 mois. Ses cheveux n’ont presque jamais dépassé leur longueur actuelle. Dans ses antécédents médicaux, on note une purpura thrombopénique idiopathique il y a 9 ans avec une récupération complète. Il n’y avait aucun antécédent familial de croissance anormale des cheveux ou de troubles visuels. La probante présentait une hypotrichose du cuir chevelu avec des cheveux clairsemés, doux et bouclés, en particulier sur la périphérie. Le test de traction des cheveux et l’examen de la peau du cuir chevelu étaient normaux. Ses sourcils et cils étaient normaux, et elle avait déjà des poils aux aisselles. Elle présentait de petites papules sur les deux joues et sur la face externe du bras. Aucune anomalie associée des ongles, des dents ou des membres n’a été observée. La dermoscopie a révélé un diamètre varié des cheveux et un pourcentage accru d’unités pilo-sébacées avec un seul cheveu. La microscopie électronique à balayage a montré que la tige pilaire présentait des déformations locales, un pelage et une perte de cuticule, mais sans torsion complète de 180°. Les analyses de la numération globulaire complète et des niveaux de zinc, fer, transferrine, ferritine, vitamine B12, facteur antinucléaire et hormones thyroïdiennes étaient toutes dans les limites normales. L’analyse de l’âge osseux (radiographie) a révélé un âge osseux précoce.
L’altération de la vision de la probante a commencé à l’âge de 9 ans. Son acuité visuelle corrigée était de 0,8 aux deux yeux. L’examen du fond d’œil a révélé une lésion jaune d’environ 1 diamètre papillaire sur le côté nasal du centre de la fovéa dans la macula droite. La macula gauche était normale. La tomographie par cohérence optique a montré une interruption partielle de la continuité dans la rétine externe.
L’analyse WES a identifié des mutations hétérozygotes composées, c.2102_2103delAT (NM_001793.5) et c.2158C > T (NM_001793.6), dans le gène CDH3, confirmées par séquençage de Sanger. La délétion avec décalage du cadre de lecture (c.2102-2103_delAT) dans l’exon 14 entraîne le remplacement de la tyrosine (Y) par le tryptophane (W) à la position 701 de la séquence d’acides aminés, provoquant ainsi un codon stop (TGA) à la position 713 en raison du décalage du cadre de lecture (p.Y701Wfs 13). La mutation non-sens (c.2158C > T) dans l’exon 15 entraîne la substitution d’un codon arginine (CAG) par un codon stop (TAG) à la position 720 de la séquence d’acides aminés (p.R720 ). Un séquençage de Sanger supplémentaire a montré que la probante avait hérité de la mutation de délétion de sa mère et de la mutation non-sens de son père. Aucune de ces mutations n’avait été précédemment rapportée dans la base de données des mutations génétiques humaines (HGMD) et elles étaient absentes dans les bases de données ClinVar, HGMD, gnomAD et dbSNP.
L’électrophorèse sur gel des produits de RT-PCR a montré qu’une bande CDH3 était détectée chez les parents, mais pas chez la probante porteuse des mutations hétérozygotes composées. L’analyse de séquençage de l’ADNc a confirmé que les transcrits contenant l’une ou l’autre des deux mutations n’étaient pas exprimés. Les deux mutations de perte de fonction sont apparues avant le point de coupure prédit (p.742/743) pour la dégradation des ARNm non-sens (NMD). Ces résultats indiquent que ces mutations déclenchent la NMD ou provoquent une troncation de la protéine P-cadhérine, empêchant ainsi la liaison du domaine cytoplasmique avec la b-caténine, ce qui inhibe la signalisation b-caténine/Wnt dans le follicule pileux et l’expression de la P-cadhérine dans l’épithélium pigmentaire rétinien.
Nous avons examiné 95 cas familiaux d’HJMD provenant de 30 pedigrees et 21 cas sporadiques d’HJMD. Les patients atteints d’HJMD ont été rapportés dans le monde entier, mais sont principalement prévalents au Moyen-Orient. Un seul cas d’hypotrichose sans symptômes visuels avait été rapporté en Chine. Sur 113 patients dont les données cliniques détaillées étaient disponibles, le ratio hommes/femmes était de 48:65, l’âge moyen d’apparition de l’hypotrichose du cuir chevelu était d’environ 1 mois, tandis que la diminution de l’acuité visuelle survenait vers l’âge de 9 ans. Aucune différence significative de genre ou d’origine ethnique n’a été observée dans les caractéristiques dermatologiques ou ophtalmologiques des patients, mais ils présentaient une forte hétérogénéité phénotypique. Certaines différences phénotypiques ont également été observées entre notre cas et les patients précédents. Contrairement à la plupart des patients précédemment rapportés qui avaient une pilosité clairsemée généralisée sur tout le cuir chevelu, la perte de cheveux chez notre patiente était principalement concentrée sur la périphérie, tandis que les cheveux du centre du cuir chevelu étaient relativement plus longs et plus denses. Plus intéressant encore, la croissance des poils aux aisselles chez notre patiente n’était pas cohérente avec l’apparence de l’hypotrichose dans l’HJMD. Cependant, la croissance des poils aux aisselles et l’âge osseux précoce pourraient être associés à une puberté précoce. Nos résultats élargissent le spectre des manifestations de l’HJMD.
Trente-huit mutations distinctes de CDH3, incluant huit mutations non-sens, huit mutations d’épissage, huit mutations faux-sens, onze mutations avec décalage du cadre de lecture et trois délétions de longs fragments, ont été rapportées chez des patients atteints d’HJMD. Ces mutations sont dispersées dans tout le gène CDH3, avec 26 % situées dans les exons 11 et 12, ce qui pourrait représenter un léger point chaud de mutations. De plus, malgré la différence de longueur, le nombre de mutations dans le domaine extracellulaire (84 %) est beaucoup plus élevé que dans le domaine intracellulaire (16 %). Les cinq domaines extracellulaires de liaison au calcium sont essentiels pour la fonction de la protéine en médiant la dimérisation. Toutes les mutations faux-sens rapportées sont situées dans les domaines extracellulaires, ce qui pourrait indiquer l’impact le plus significatif sur la fonction. Fait intéressant, nous avons également constaté que la plupart des patients avec des mutations dans le domaine cytoplasmique intracellulaire avaient un début plus tardif des symptômes visuels.
À ce jour, aucune relation apparente entre le génotype et le phénotype n’a été identifiée. Saeidian et al. ont comparé 28 familles d’origines ethniques diverses et n’ont trouvé aucune corrélation entre les caractéristiques cliniques et le type ou l’emplacement des mutations de CDH3. Leibu et al. ont analysé 16 patients israéliens pour deux mutations et n’ont trouvé aucune corrélation génotype-phénotype en ce qui concerne l’apparence du fond d’œil. Cependant, ils ont observé que l’acuité visuelle des patients avec la mutation p.M327fs était meilleure que celle des patients avec p.R503H pour le même âge et le même niveau de fonction rétinienne médiée par les cônes. Nous avons examiné un total de 116 patients atteints d’HJMD et avons également trouvé difficile de tirer des conclusions sur la corrélation phénotype-génotype concernant les mutations de CDH3 en raison de l’hétérogénéité phénotypique et de la taille limitée de l’échantillon.
En résumé, nous rapportons un cas chinois avec deux nouvelles mutations pathogènes de CDH3, situées dans le domaine cytoplasmique intracellulaire et présumées entraîner une dégradation des ARNm non-sens. Notre rapport fournit plus de preuves génétiques sur l’importance du domaine intracellulaire et également plus de preuves phénotypiques sur la complexité des corrélations génotype-phénotype dans l’HJMD.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002190