Puberté, Génétique, Neuro-endocrinologie, ERx, MKRN3, Génome

Le développement de l'axe gonadotrope (HHG) débute pendant la vie foetale mais ne s'achève qu'une fois la puberté terminée. De nombreux acteurs interviennent à chaque étape et le défaut de l'un d'entre eux peut mener à des pathologies de la puberté ou des troubles de la fertilité à l'âge adulte. Les facteurs génétiques ont une place centrale dans le développement de l'axe HHG et l'étude génétique des pathologies de la puberté a permis des avancées majeures dans la compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents, bien qu'il subsiste toujours de nombreuses inconnues. Pour mon travail de thèse, j'ai choisi d'explorer la génétique des maladies de la puberté afin de mieux comprendre les mécanismes étiopathogéniques de ces maladies complexes. Dans un premier temps, j'ai eu l'opportunité d'étudier une famille consanguine au sein de laquelle deux soeurs présentaient une absence de puberté associée à une augmentation des concentrations d'oestradiol et des gonadotrophines. Nous avons mis en évidence un variant rare à l'état homozygote dans le récepteur alpha de l'oestradiol (ERalpha). L'étude in vitro du récepteur muté a montré une diminution de son activité régulatrice sur un promoteur contenant des éléments de réponse à l'oestradiol ainsi qu'une activation paradoxale ligand-indépendante du promoteur de KISS1. L'étude de ces cas permet de mieux comprendre les conséquences des mutations perte de fonction de ERalpha ainsi que les mécanismes de régulation exercés par l'oestradiol via ERalpha. Dans un second temps, je me suis intéressée à la génétique de la puberté précoce centrale (PPC) et particulièrement au gène MKRN3 (Makorin ring finger protein 3) puisqu'il s'agit de la cause génétique la plus fréquente de la PPC. MKRN3 est un gène soumis à empreinte maternel dont la fonction protéique n'est pas connue. La détermination de la pathogénicité des variants faux-sens associés à la PPC repose presque exclusivement sur les analyses in silico. Dans cette partie de mon travail, j'ai montré que les outils usuels d'analyse in silico ne sont pas performants pour déterminer la pathogénicité des variants faux-sens rares de MKRN3. J'ai également proposé une nouvelle approche pour annoter la pathogénicité des variants basée sur l'analyse de la contrainte mutationnelle de MKRN3 et la conservation des acides aminés au sein de la famille des protéines MKRN. Les PPC avec transmission maternelle représentent la majorité des PPC familiales et ne sont pas expliquées par une mutation de MKRN3. J'ai cherché à identifier de nouveaux gènes impliqués dans la PPC de transmission maternelle, en partant de l'hypothèse qu'il pourrait exister un gène majeur selon un modèle monogénique. Pour cela, j'ai sélectionné 27 patients provenant de 18 familles chez qui l'analyse d'un panel de gènes associés à la PPC n'était pas contributive. L'analyse des variants sur les régions codantes combinée à l'analyse des variations du nombre de copies (CNV) sur l'ensemble du génome m'a permis d'identifier des gènes candidats dont la fréquence a été évaluée sur une cohorte réplicative de 48 patients par séquençage à haut débit (NGS). Cette analyse n'a pas permis d'identifier un gène majeur. Toutefois, nous avons identifié des variants perte de fonction dans deux gènes pour lesquels l'analyse de l'expression hypothalamique chez la souris a montré une diminution pendant la phase juvénile, suggérant leur implication dans le contrôle post-natal de la maturation de l'axe HHG. Cette troisième partie indique que la PPC est une maladie génétique complexe. Ce travail de thèse permet de mieux comprendre les conséquences cliniques et biologiques de la perte de fonction de ERalpha. Il confirme la complexité du contrôle génétique du développement et de la maturation de l'axe HHG. Finalement, il montre que l'annotation des variants pour les maladies de la puberté est complexe et que les analyses in-silico actuelles ne sont pas adaptées à l'étude de la PPC.