Altérations génétiques dans les phénotypes spermatiques monomorphes : cas de la globozoospermie et de la macrocéphalie
Genetic defects associated with globozoospermia and macrozoospermia : two severe forms of monomorphic teratozoospermia
par Fatma BEN MESSAOUD sous la direction de Jean-Michel DUPONT et de Leila KESKES
Thèse de doctorat en Génétique
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Saturday 24 November 2018 à Sorbonne Paris Cité , Université de Sfax (Tunisie)

Sujets
  • Mutation (biologie)
  • Sperme
  • Stérilité masculine
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Mots clés
Globozoospermie, Syndrome des spermatozoïdes macrocéphales, Dpy19l2, Aurkc, Ngs, Fish-3d, Organisation de la chromatine spermatique
Resumé
L'infertilité humaine représente un problème de santé publique qui affecte 10-15% des couples avec des causes masculines retrouvées dans 50% des cas. En raison de la grande diversité des anomalies responsables d'infertilité masculine nous avons choisi de sélectionner des phénotypes spermatiques monomorphes précis (macrocéphalie et globozoospermie) pour faciliter les corrélations génotype - phénotype et l'identification de nouveaux gènes. La globozoospermie est une tératozoospermie monomorphe, rare, secondaire dans 70-75% des cas à une anomalie du gène DPY19L2 qui intervient dans la formation de l'acrosome. La macrocéphalie ou syndrome des spermatozoïdes macrocéphales (SSM) est caractérisée par une augmentation très importante du volume de la tête et la présence inconstante de plusieurs flagelles. Le gène majeur impliqué dans cette pathologie est le gène AURKC. Une proportion de 20-30% des cas de globozoospermie et de SSM demeurent sans cause génétique connue. Les objectifs de notre travail sont d'une part, d'identifier de nouveaux gènes impliqués dans ces deux phénotypes spermatiques précis de manière à améliorer la prise en charge et le conseil génétique de ces patients, et d'autre part d'étudier l'architecture du génome dans les spermatozoïdes globozoocéphales pour mieux comprendre le rôle de DPY19L2 dans l'organisation du génome spermatique. L'étude du phénotype globozoocéphale a été menée sur une cohorte de 10 patients infertiles, maghrébins et européens. L'analyse moléculaire du gène DPY19L2 a révélé la présence d'une délétion à l'état homozygote chez quatre patients. Une délétion à l'état hétérozygote associée à une nouvelle mutation a été mise en évidence chez deux patients non apparentés. Il s'agit d'une mutation faux sens (c.2056A>G) responsable d'une substitution d'une arginine, conservée au cours de l'évolution, par une glycine (p.R 686G). Les études in silico ainsi que l'absence de cette variation chez 100 témoins fertiles d'origine tunisienne suggèrent que cette mutation aurait un effet délétère sur la fonction de la protéine Dpy19l2. Quatre patients restent sans cause génétique identifiée à ce jour. En raison de l'association de Dpy19l2 avec la lamina et de son rôle potentiel de protéine LINC, nous avons recherché en FISH-3D l'existence d'une altération de l'organisation du génome spermatique chez les patients déficients en Dpy19l2 comparée à des témoins fertiles. Nos résultats montrent une augmentation du nombre de chromocentres et une organisation spatiale altérée des régions télomériques et des territoires chromosomiques. Ces résultats renforcent l'hypothèse que Dpy19l2 pourrait être considérée comme une protéine de type LINC et jouerait un rôle crucial dans l'organisation de la chromatine nucléaire dans le noyau spermatique. Ces altérations architecturales du génome pourraient participer à l'arrêt précoce du développement embryonnaire observé après ICSI chez les patients ayant des anomalies du gène DPY19L2. Nous avons par ailleurs recruté une cohorte de 23 patients d'origine nord- africaine et européenne et présentant le phénotype typique ou atypique du SSM. Le séquençage du gène AURKC chez tous les patients a mis en évidence la présence de la mutation récurrente c.144delC chez 18 patients, et la deuxième mutation récurrente p.Y248X chez deux patients, en accord avec les données de la littérature. Un séquençage d'exome a été réalisé chez les trois patients pour lesquels aucune mutation du gène AURKC n'a été retrouvée. Ces trois patients avaient des phénotypes partiels ou atypiques du SSM. Une nouvelle mutation faux sens a été découverte à l'état homozygote au niveau d'un nouveau gène candidat, TNKS1BP1, très fortement exprimé au niveau du testicule et impliqué dans le contrôle du cycle cellulaire, la mitose et la méiose.