Malformation craniofaciale, Déficience intellectuelle, Syngnathie, VGLL2, MED16, Modèle de poisson zèbre

Ce travail porte sur l'identification et l'analyse fonctionnelle de deux nouveaux gènes impliqués dans de nouveaux syndromes rares avec malformation craniofaciale chez l'Homme. Nous avons identifié des variants bialléliques de MED16 chez un frère et une soeur présentant un nouveau syndrome associant une dysostose mandibulofaciale, des anomalies des membres, du coeur et une déficience intellectuelle (DI). Nous avons rassemblé une cohorte de 17 patients issus de 12 familles présentant des variants bialléliques dans des domaines hautement conservés de MED16. 9 patients sont classés comme syndromiques associant la DI à des anomalies craniofaciales, des membres et/ou cardiaques, tandis que 8 patients présentent une DI isolée. MED16 code pour une sous-unité du complexe Mediator qui régule les différentes étapes de la transcription en interagissant avec l'ARN polymérase II. Pour étudier le rôle de MED16 au cours du développement embryonnaire nous avons généré une lignée de poisson zèbre med16-/-. Les larves ne présentent pas d'anomalies craniofaciales mais nous observons un retard de croissance et une surmortalité par rapport aux autres génotypes. A 10 dpf, l'étude du comportement natatoire montre une réponse réduite aux stimuli lumineux. Nous rapportons une réduction de certains types de neurones dans le système nerveux central (SNC) des poissons med16-/-, suggérant un rôle spécifique de med16 dans la différenciation de certains types neuronaux. Enfin, la transfection de plasmides exprimant le cDNA sauvage ou différents variants faux-sens de MED16 dans des cellules HeLa montre une délocalisation du noyau vers le cytoplasme pour les tous variants de patients classés DI syndromique et certains classés DI isolée. Ces études enrichissent nos connaissances sur le rôle de MED16 dans le développement du SNC et sont cohérentes avec les observations de patients rapportés dans le groupe MEDopathies qui est en rapide expansion et dans lequel la DI apparait constante. La syngnathie est une malformation ultra-rare, caractérisée par une fusion osseuse des mâchoires, entraînant une limitation sévère de l'ouverture buccale. Un séquençage d'exome chez un premier cas nés de parents apparentés a identifié une mutation tronquante homozygote de VGLL2 puis chez des sujets atteints dans deux autres familles. Le rôle des protéines VGLL au cours du développement est mal connu et VGLL2 est le premier à être impliqué en pathologie humaine. L'orthologue de VGLL2 chez le poisson zèbre, vgll2a, est exprimé dans l'épithélium des arcs pharyngés (APs) au cours du développement craniofacial. Nous avons généré une lignée knock-out (ko) de vgll2a (vgll2afs/fs), par technique CRISPR-Cas9 d'édition du génome. Aucune anomalie des cartilages de la mâchoire n'a été identifiée chez les vgll2afs/fs. Dans l'hypothèse d'une activité résiduelle de la protéine tronquée, j'ai généré une délétion de 4 kb couvrant le promoteur et les exons 1-3 de vgll2a (vgll2aBD). Les poissons vgll2aBD/BD ne présentent pas non plus de défauts de développement de la mâchoire. J'ai poursuivi par un double ko vgll2a et vgll4l, également exprimé dans les AP. Les poissons vgll4lfs/fs ou vgll2afs/fs;vgll4lfs/fs ou vgll2aBD/BD;vgll4lfs/fs ne présentent pas d'anomalies de développement de la mâchoire. Par conséquent, la perte de VGLL2 chez l'homme entraine une anomalie sévère du développement de la mâchoire que je ne reproduis pas chez le poisson zèbre. Pour annuler le système de compensation de la perte de vgll2a l'invalidation de plus d'un autres vgll semble s'avérer nécessaire.