Etude génétique des épilepsies humaines : de la recherche de loci à la caractérisation de gènes-candidats

Les epilepsies representent une des maladies neurologiques les plus frequentes. Dans environ 40 % des cas, une composante genetique est retrouvee. Seuls de rares syndromes sont transmis selon un mode mendelien, facilitant l’identification des genes en cause. Certaines epilepsies sont causees par des anomalies de genes codant pour des canaux ioniques voltage- ou ligand-dependants et font partie de la famille des canalopathies. Au cours de mon travail de these, la recherche de genes candidats a permis d’identifier de nouvelles mutations responsables de certaines formes d’epilepsies familiales entrant dans le cadre des canalopathies. D’autres epilepsies sont causees par la mutation de genes ne codant pas pour un canal ionique. L’etude d’une grande famille d’origine tcheque a conduit a l’identification d’une nouvelle mutation non-sens du gene KCNQ2, codant pour une sous-unite du canal potassium voltage-dependant qui genere le courant de type M. Cette mutation entraine la perte de la quasi totalite du domaine C-terminal de la proteine dont le role est essentiel pour la fonction et la regulation de ce canal. Certaines epilepsies peuvent etre liees a la presence de remaniements chromosomiques ou de deletions. La caracterisation d’une deletion du chromosome 2q chez une patiente presentant une epilepsie severe, un retard mental et des dysmorphies a permis de mettre en evidence la perte d’une region d’au moins 2,9 kb contenant les genes SCN1A et SCN2A qui codent pour des sous-unites de canaux sodium voltage-dependants. Nous avons realise une etude de liaison genetique chez une famille francaise atteinte du syndrome GEFS+ (Generalized Epilepsy and Febrile convulsions Syndrome). Ces travaux ont permis d’exclure, chez cette famille, les genes deja decrits comme etant responsables de ce syndrome (SCN1A,SCN2A et GABRA2). Deux projets portant sur l’etude de syndromes epileptiques nous ont amenes a etudier plus particulierement trois genes. Tout d’abord, j’ai participe a l’etude d’une grande famille strasbourgeoise dans laquelle co-segregent une epilepsie rolandique et un trouble du langage. Un gene a ete localise en Xq21-q22. Une mutation pathogene responsable de ce nouveau syndrome dominant lie a l’X a ete identifiee dans le gene SRPX2. Ce gene ne code pas pour un canal ionique mais pour une proteine secretee de 465 acides amines. Cette mutation identifiee, de type faux-sens (A1398G), cree un site de N-glycosylation. Une deuxieme mutation a ete decouverte dans une famille australienne dont certains membres presentent une epilepsie rolandique, un retard mental et une polymicrogyrie. Ensuite au cours de la recherche du gene responsable du syndrome ICCA (Infantile Convulsions and ChoreoAthetosis), deux nouveaux genes codant l’un pour un transporteur sodium/glucose, hKST1, et l’autre pour une nouvelle syntaxine humaine, STX1B2, ont ete caracterises. Ces etudes ont abouti non seulement a l’exclusion de ces genes dans le syndrome ICCA mais aussi a l’etude plus approfondie de la syntaxine 1B2. Le gene STX1B2 code pour deux isoformes proteiques, l’une avec (STX1B2-TM) et l’autre sans domaine transmembranaire (STX1B2-TMD). La plupart des syntaxines sont inserees dans les membranes par un domaine transmembranaire (TMD) C-terminal. STX1B2-TMD est retrouvee exclusivement dans le nucleoplasme des neurones du cortex cerebral humain adulte et dans celui de divers types de cellules en culture : elle n’est pas localisee dans le nucleole, ni dans l’enveloppe nucleaire. Ceci constitue la premiere localisation nucleoplasmique d’une syntaxine. L’importation nucleaire de STX1B2-TMD depend de la proteine Ran et son extremite C-terminale riche en glycines (VSGAGGLGVGGGAQG) agit comme un NLS «non classique». Dans des cellules en interphase, STX1B2-TMD est colocalisee avec NuMA et avec les lamines A/C dans la lamina et la matrice nucleaire. Dans des cellules en division, STX1B2-TMD est colocalisee avec NuMA au niveau des centrosomes. L’isoforme de STX1B2 sans TMD presente donc un ensemble de caracteristiques originales qui sont autant d’arguments en faveur d’une fonction nouvelle pour cette proteine.