Génétique de l'hyperplasie macronodulaire des surrénales : identification et caractérisation du gène ARMC5
Genetic of primary bilateral macronodular adrenal hyperplasia : identification and characterization of ARMC5 gene
par Espiard Stéphanie sous la direction de Bertherat Jérôme
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Thursday 03 November 2016 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aspect génétique
  • Cushing, Syndrome de
  • Glande surrénale -- Maladies
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Mots clés
Tumeur surrénalienne, Hyperplasie surrénalienne, Syndrome de Cushing, Gène suppresseur de tumeur, Protéine kinase A, ARMC5
Resumé
L'hyperplasie bilatérale macronodulaire des surrénales (HBMS) conduit au développement de nodules corticosurrénaliens bilatéraux entraînant un syndrome de Cushing diagnostiqué souvent au cours de la cinquième décennie. L'étiologie de cette maladie n'était que partiellement connue mais le caractère bilatéral de l'atteinte surrénalienne et l'observation de cas familiaux suggéraient, au début de ce travail, une origine génétique. L'analyse de l'ADN tumoral et leucocytaire d'une série de 33 patients opérés a permis de mettre en évidence chez 25% des patients une perte d'hétérozygotie neutre en nombres de copies (LOH) de tout le bras court du chromosome 16 (16p) au niveau du tissu surrénalien. Un séquençage complet du génome de 5 patients (ADN germinal et tumoral) a permis de mettre en évidence une mutation du gène ARMC5 localisé en 16p pour 4 patients. Le séquençage direct des parties codantes d'ARMC5 à partir de l'ADN somatique et germinal de l'ensemble des patients opérés de la cohorte a montré qu'au total, 55% des patients avaient une mutation d'ARMC5. L'inactivation du gène se fait selon la théorie de Knudson (un événement germinal inactivant le premier allèle associé à un autre événement somatique inactivant le second allèle) ce qui laisse supposer qu'ARMC5 est un gène suppresseur de tumeur. L'analyse de la cohorte d'HBMS de nos collaborateurs américains au National Institute Health (laboratoire de CA. Stratakis, Bethesda, USA) a permis de confirmer que les mutations d'ARMC5 étaient un événement fréquent. Des variants de ce gène sont aussi associés à l'hypertension à rénine basse chez les patients noirs-américains. Afin de déterminer des corrélations génotype-phénotype, notre cohorte initiale a été élargie pour constituer une série consécutive de 98 cas index de patients présentant des formes légères à sévères de la maladie, opérées ou non. Vingt-quatre patients (25%) présentaient une altération d'ARMC5. Par ailleurs, 31 nodules surrénaliens de 19 patients ont été analysés en somatique. Le second événement était une mutation dans 68% des cas et une LOH du locus pour les 32% restant. Chez un même patient, le second événement était différent dans chaque nodule présenté. Les patients mutés avaient un syndrome de Cushing plus sévère cliniquement et biologiquement par rapport aux patients non mutés. La taille de leurs surrénales étaient plus grandes avec un plus grand nombre de nodules. Les patients mutés étaient aussi plus jeunes au diagnostic et plus souvent hypertendus. Ces patients étaient ainsi plus souvent opérés. La fonction de la protéine ARMC5 n'était pas connue lors de son identification comme gène de l'HBMS. In vitro, la surexpression du gène sauvage induit l'apoptose. La surexpression des mutants faux-sens et du mutant p.F700del retrouvés chez les patients entraîne moins d'apoptose qu'ARMC5 sauvage. La protéine ARMC5 contient des domaines Armadillo et BTB, connus pour être impliqués dans l'interaction protéine-protéine. En physiologie, l'ACTH stimule la production d'AMPc et la voie de la protéine kinase A (PKA) est impliquée dans différentes pathologies corticosurrénaliennes. Nous avons pu montrer qu'ARMC5 interagissait avec la sous-unité catalytique alpha de la PKA. L'invalidation d'ARMC5 conduit in vitro à une diminution de l'expression d'enzymes de la stéroïdogénèse, de la production de cortisol et une diminution de l'activité PKA. Ainsi, l'hypothèse pour expliquer les HBMS liées à une inactivation d'ARMC5 est que la perte d'apoptose conduit à une hyperplasie nodulaire du tissu corticosurrénalien et que, même si la production de cortisol est diminuée à l'échelle unicellulaire, l'effet de masse global conduit au total à un hypercortisolisme. Nos travaux ont donc identifié et caractérisé un premier gène causal, ARMC5, fréquemment impliqué dans l'HBMS et associé à des formes plus sévères de la maladie. Cette découverte ouvre des perspectives pour le diagnostic familial et la prise en charge des patients. (...)