Délétion interstitielle de 5q22.2q23.1 Incluant APC et TSSK1B chez un patient présentant une polypose adénomateuse et une Asthénotératozoospermie

Résumé

Les délétions interstitielles de 5q22 sont relativement rares et généralement représentées par des caractéristiques cliniques graves telles qu’un retard de développement et un retard de croissance. Ici, nous signalons un patient de sexe masculin de 23 ans, référé à notre laboratoire pour confirmation génétique d’une possible polypose adénomateuse familiale. MLPA et le tableau suivant CGH ont identifié une suppression d’environ 8 Mo dans le locus 5q22.2q23.1. Une analyse plus approfondie de la région délétée et des gènes contenus a suggéré un rôle possible du gène TSSK1B (sérine / thréonine kinase 1 spécifique au testicule) dans la capacité de reproduction du patient. L’analyse du sperme a confirmé que la capacité de reproduction du patient était altérée et qu’il souffrait d’asthénotératozoospermie. L’analyse de la région du facteur azoospermie sur le chromosome Y n’a révélé aucune microdélétion. D’autres tests de séquençage n’ont pas pu trouver d’explication alternative à l’infertilité du patient. Ce cas démontre un rôle possible de TSSK1B dans la reproduction masculine.

©2018 S. Karger AG, Bâle

Faits établis

• Les suppressions interstitielles 5q22 sont rares et s’accompagnent généralement de complications neurologiques et développementales.

Novel Insights

• Le gène TSSK1B au sein de ce locus a récemment été testé fonctionnellement chez des organismes modèles; nous pouvons voir ici le premier rapport d’une insuffisance haploinsuffisance de ce gène pouvant potentiellement provoquer un phénotype humain.

• TSSK1B peut être une cause présumée d’infertilité masculine.

Les suppressions interstitielles 5q22q23 sont relativement rares et s’accompagnent généralement de caractéristiques cliniques graves telles qu’un retard de développement, un retard de croissance et des caractéristiques dysmorphiques. Les délétions dans cette région impliquent souvent le gène suppresseur de tumeur APC (OMIM 611731) et conduisent à une polypose adénomateuse familiale (FAP). Le FAP est une affection autosomique dominante héréditaire conduisant à de multiples polypes intestinaux et à une prédisposition au cancer du côlon. Bien que la première délétion interstitielle 5q signalée ait eu lieu en 1979, le locus APC a été découvert plus tard par Kinzler et al. , qui l’a cartographié au 5q22.2 bande. En raison du moment de cette découverte, tous les cas cliniques de délétions 5q jusqu’à ce moment n’ont pas examiné la manifestation de la FAP chez le patient, et n’apportent donc aucune information sur le lien entre les délétions 5q22 et la FAP. Les patients présentant des délétions chromosomiques qui incluent l’APC sont le plus souvent diagnostiqués lorsque leurs caractéristiques dysmorphiques sont révélées dans la petite enfance ou lorsqu’ils ne parviennent pas à s’épanouir et présentent d’autres signes de retard de développement ; ceux qui restent asymptomatiques présentent généralement des manifestations gastro-intestinales telles qu’une perte de poids, une rectorhaggie et une obstruction intestinale.

En raison de la caractérisation approfondie de la base moléculaire de la FAP et de la gravité de ses symptômes pathologiques, l’accent clinique est le plus souvent concentré sur le gène APC lui-même ou les conséquences physiques d’une délétion chromosomique importante, révélant peu ou pas d’informations sur la fonction d’autres gènes dans la bande 5q22.2. Bien qu’un certain nombre d’aberrations chromosomiques aient été décrites, l’analyse des conséquences tend à se concentrer sur les caractéristiques dysmorphiques ou FAP qui en résultent sans conférer de fonction à des gènes uniques. De grandes délétions à l’intérieur du chromosome lui-même présentent un phénotype complexe, combinant plusieurs caractéristiques cliniques de celles mentionnées ci-dessus et peuvent représenter un défi pour le clinicien diagnostique.

Rapport de cas et méthodes

Le patient est un homme bulgare de 23 ans sans antécédents cliniques. Lors de sa première admission, il se plaignait d’une rectorhaggie fréquente sans anomalie de la fréquence de défécation ni perte d’appétit. Une sigmoïdoscopie a été réalisée avec des résultats pointant vers la FAP, pour laquelle il a été dirigé vers un service de gastro-entérologie spécialisé pour des tests supplémentaires. Les antécédents familiaux n’étaient pas disponibles pour des raisons éthiques, car le patient était dans une famille d’accueil depuis son plus jeune âge et il n’y avait aucun contact avec ses parents biologiques. La fibrocolonoscopie a révélé un grand nombre de polypes dans le rectum et le sigmoïde – rouge pâle à rouge foncé – avec hyperplasie (Fig. 1 BIS). Il n’y avait pas de lésions associées au FAP en dehors du tractus gastro-intestinal. À ce stade, le patient a été référé à notre laboratoire génétique pour confirmer le diagnostic de PAF.

L’ADN génomique a été isolé du sang périphérique à l’aide de protocoles standard et a été utilisé pour cribler le gène APC pour détecter des délétions et des duplications plus importantes à l’aide de MLPA. Le kit APC MLPA a été obtenu auprès de MRC-Holland (PO43, Amsterdam, Pays-Bas) et l’analyse a été effectuée conformément aux instructions du fabricant.

Afin de déterminer les limites de la délétion, l’ADN génomique a été analysé par matrice CGH sur une matrice oligonucléotidique haute résolution de 1M selon le protocole du fabricant (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). La détection de la variation du nombre de copies (CNV) a été réalisée à l’aide d’un logiciel de cytogénomique (version 2.9.2.4, Agilent Technologies). Les paramètres d’analyse suivants ont été utilisés : algorithme d’aberration ADM-2, seuil : 6.0, taille de la fenêtre: 0,5 Mo, filtre: 5 sondes et rapport log2 = 0,29.

L’éjaculat a été détaché en laboratoire et étudié dans l’ordre: observation de la préparation native, détermination de la concentration des spermatozoïdes, évaluation des écouvillons de vitalité en mobilité < 40%, et évaluation de la morphologie des spermatozoïdes selon les critères de l’ESHRE / NAFA, en utilisant l’Analyseur de classe de sperme (SCA), un système d’analyse quantitative et qualitative des paramètres du sperme humain.

Des tests moléculaires de microdélétions dans la région du facteur azoospermie ont été effectués conformément aux directives et normes de l’Académie européenne d’Andrologie.

Le séquençage de Sanger a été effectué pour examiner les régions précédemment rapportées associées à l’infertilité masculine, c’est-à-dire DAZL (OMIM 601486), SEPT12 (OMIM 611562), SLC26A8 (OMIM 608480), SYCE1 (OMIM 611486) et, par la suite, TSSK1B (OMIM 610709).

Résultats

Nous avons constaté une diminution de la surface maximale de 50% dans toutes les sondes génétiques spécifiques à l’APC par MLPA. Comme cela correspondait à une délétion hétérozygote de toute la séquence du gène APC, notre étape suivante consistait à effectuer un tableau CGH pour déterminer les limites de la délétion. Les résultats obtenus ont montré que la délétion interstitielle dans le chromosome 5q était confinée à la région 5q22.2q23.1, d’environ 8 Mo de long (Fig. 2 BIS). La délétion s’étend sur la région entre les paires de bases chr5: 111 779 298 – 119 794 955 (GRCh37/hg19), caryotype: arr 5q22.2q23.1 (111779298_119794955) ×1, confirmant la délétion de l’APC et impliquant 29 autres gènes codant pour les protéines dans la délétion. Avec les gènes APC et MCC bien décrits, un autre gène, TSSK1B, avait déjà été étudié et attribué à une fonction spécifique. TSSK1B est fortement exprimé dans les testicules et nécessaire au développement des spermatides. Par conséquent, nous avons décidé d’effectuer une analyse du sperme et de tester notre patient pour l’infertilité, le nombre de spermatozoïdes, la morphologie et la motilité.

L’évaluation finale a conclu que le patient souffrait d’asthénotératozoospermie avec une prévalence de défauts céphaliques, une morphologie atypique des spermatozoïdes à 97% et une motilité réduite des spermatozoïdes (Fig. 2C). La valeur de l’indice de tératozoospermie à 1,71 montre plus de 1 défaut par spermatozoïde, ce qui indique une altération de la spermatogenèse. Étant donné que ce phénotype est le plus souvent causé par des microdélétions dans la région du facteur d’azoospermie et que les délétions chromosomiques importantes dans le chromosome Y n’ont pas été montrées sur le tableau CGH, nous avons effectué des tests moléculaires pour détecter d’éventuelles microdélétions dans le chromosome Y. Notre analyse n’a révélé aucune délétion au sein des marqueurs du facteur d’azoospermie sY84, sY86, sY127, sY134, sY254 et sY255. Les tests pour les mutations les plus courantes dans les gènes associés à l’infertilité masculine tels que DAZL, SEPT12, SLC26A8 et SYCE1 n’ont révélé aucune altération. Enfin, le séquençage du gène TSSK1B n’a révélé aucune anomalie au sein de la seule copie présente.

Ces résultats ont réduit la possibilité que TSSK1B soit un gène candidat fort pour l’infertilité masculine et soit impliqué dans le phénotype d’asthénotératozoospermie de notre patient.

Discussion

Les délétions chromosomiques de la bande 5q22 entraînant une PAF ont été rarement rapportées dans toute la littérature. Les rapports existants ont pour but de comparer et de contraster les suppressions entre différents cas de patients; cependant, les implications pathologiques de ces délétions n’ont pas été étudiées en détail au-delà du diagnostic clinique initial. La taille de la région supprimée interstitielle du 5q varie considérablement d’un patient à l’autre, allant de 1,7 Mbp à 20 Mbp et plus, la majorité des cas présentant divers degrés de troubles d’apprentissage, d’incapacité à s’épanouir et de signes dysmorphiques mineurs à majeurs. Ces symptômes ne se limitent pas à une seule bande chromosomique (Fig. 2B), ce qui a empêché la classification des sous-types de suppression 5q, bien que plusieurs tentatives aient été faites. Les résultats notables de ces études montrent l’absence de corrélation génotype-phénotype dans les cas qui partagent une région affectée, ainsi qu’aucune association entre la taille de la délétion et la sévérité du phénotype.

À notre connaissance, le dernier examen des gènes et de leurs fonctions dans cette région a été effectué par Ofner et al. . Jusqu’à présent, seuls 4 gènes (APC, MCC, TRIM36 et HSD17B4) situés dans la région supprimée chez notre patient ont été associés à une maladie chez OMIM, bien que des recherches soient en cours. De plus, l’état de fertilité de la plupart des patients avec une délétion 5q n’a jamais été publié en raison de leur âge précoce et leur état n’a jamais été suivi au-delà du diagnostic initial. Dans les rapports publiés précédemment sur les suppressions de 5q, un seul cas a documenté un héritage possible d’une délétion TSSK1B d’un porteur masculin présumé; cependant, le père du patient n’a pas pu être testé pour confirmer que la délétion était héritée. En ce qui concerne TSSK1B englobant les CNV dans la population normale, il n’y a qu’une seule entrée DGV d’une perte de copie (nsv599396, taille totale de l’échantillon 17 421; PMID 21841781).

Chez le patient présenté ici, nous n’avons pas observé de symptômes pathologiques graves qui sont exposés dans des cas typiques de délétion 5q22 en dehors de la FAP. Cela peut s’expliquer par la possibilité que la délétion que nous présentons ne chevauche pas complètement les délétions chez les patients présentant des problèmes dysmorphiques / développementaux sévères (Fig. 2B). Alors que le phénotype clinique commun pour les patients présentant des délétions dans le bras long du chromosome 5 couvre un large éventail de caractéristiques telles que le retard de développement, l’échec de la croissance, le retard psychomoteur, le pont nasal plat et d’autres, le phénotype présenté par notre patient est représenté presque exclusivement par la délétion hétérozygote du gène APC et le diagnostic FAP qui en résulte.

Le contexte génétique des facteurs d’infertilité testiculaire, en particulier l’asthénozoospermie, a longtemps été limité et mal décrit. La majorité des facteurs d’infertilité testiculaire et leurs antécédents génétiques ont été liés à des gènes résidant dans le chromosome Y et à des aberrations chromosomiques impliquant le chromosome Y. Il y a eu des progrès dans le domaine, car des recherches récentes ont visé à relier les phénotypes de dysmorphologie du sperme à des gènes spécifiques, tels que DAZL, SYCE1, SLC26A8, SEPT12, et d’autres qui ont une fonction liée à la spermatogenèse. Malgré cela, le domaine de la génétique de l’infertilité masculine est encore relativement nouveau, et de nouvelles contributions sont cruciales pour l’amélioration continue des tests génétiques, du diagnostic et du conseil.

La sérine/thréonine kinase 1 spécifique au testicule est un gène intronless, faisant partie de la famille TSSK et une branche de la superfamille sérine/thréonine kinase. Il a été identifié pour la première fois par Bielke et al. , qui dans leur étude a attribué au gène un cadre de lecture ouvert de 1092 pb codant pour une protéine 364-aa. Le gène TSSK1B humain a été étudié à l’aide de taches Northern et dot, qui ont montré une similitude de 85% avec le Tssk1b murin. Le gène a été cartographié sur le chromosome 5q22, dans une région qui ne montre aucune synténie avec le locus chromosomique de la souris de Tssk1b. D’autres études ont montré que l’expression spécifique de Tssk1b est localisée presque exclusivement dans les testicules, ce qui implique une fonction liée à la reproduction et à la spermatogenèse. Les études d’expression temporelle ont en outre démontré que Tssk1b est exprimé exclusivement aux derniers stades de la maturation des spermatozoïdes. La fonction de Tssk1b a été confirmée in vivo par Xu et al. utilisation de souris chimériques pour déterminer si une délétion ciblée dans Tssk1b et Tssk2 peut être transmise dans la lignée germinale. Leurs expériences ont montré que les souris chimériques ne produisaient que des descendants de type sauvage, même si les spermatozoïdes contenaient à la fois l’allèle de type sauvage et l’allèle muté. Un examen plus approfondi du testicule et de l’épididyme dans la chimère a montré que seul un faible nombre de spermatozoïdes pouvait atteindre la maturation. Dans leur étude, Xu et al. a suggéré que l’infertilité est causée par l’haploinsuffisance. Bien que le mécanisme exact de la manifestation pathologique n’ait pas été étudié, les implications fonctionnelles d’une délétion d’allèle dans ce gène semblent entraîner une modification de la morphologie des spermatozoïdes. Chez l’homme, une microdélétion englobant TSSK1B peut ainsi constituer un facteur de risque d’infertilité masculine.

Jusqu’à présent, TSSK1B a été exclusivement étudié dans des modèles animaux, et les implications fonctionnelles n’ont pas été explorées chez l’homme. Nous présentons ici ce que nous considérons comme le premier cas de corrélation entre une copie supprimée de TSSK1B et une asthénozoospermie, confirmant éventuellement le lien entre gène et fonction in vivo.

Conclusion

C’est l’un des rares cas décrivant un jeune adulte présentant une délétion interstitielle importante sur le chromosome 5, avec des symptômes se manifestant à un âge où la patiente peut être testée pour sa fertilité. À notre connaissance, aucun patient présentant des délétions dans la bande 5q22.2 n’a été examiné pour l’infertilité, et un seul cas d’hérédité possible, mais non confirmée, d’une délétion TSSK1B d’un porteur masculin a été observé. Même les altérations développementales les plus légères observées en plus du phénotype FAP devraient conduire à une étude plus approfondie de cette région chromosomique au-delà du gène APC, en utilisant les méthodes énumérées ci-dessus pour définir toute altération chromosomique. Nous souhaitons également encourager l’étude plus approfondie du rôle de TSSK1B dans la reproduction masculine et de son rôle dans la cause de l’asthénozoospermie.

De plus, nous démontrons l’utilité de la MLPA et de la CGH array en pratique clinique. La MLPA pourrait être considérée comme l’analyse de première intention, et si une délétion de l’ensemble du gène cible est trouvée, les résultats pourraient être confirmés et les points de rupture localisés par le groupe de CGH.

Remerciements

Nous sommes reconnaissants à la famille qui a fourni les informations cliniques et donné la permission de les publier.

Déclaration d’éthique

Le patient a signé des formulaires de consentement éclairé pour les tests génétiques et la photographie médicale. Les auteurs n’ont aucun conflit éthique à divulguer.

Déclaration de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

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