Récurrence d’une Microdélétion 2q33 Récurrence d’une Microdélétion 2q33.1 (SATB2 associated syndrome) secondaire à un Mosaïcisme Maternel Dr Chantal Missirian Laboratoire de Génétique Chromosomique CHU Timone enfants, Marseille VIIIème Assises de Génétique Médicale

Histoire clinique ϕ = 0 1° recours: 2003 Ya. (2000) 1° recours: 2003 Signe d’appel échographique: kyste de la fosse postérieure et dilatation ventriculaire Ya. (2000) né à terme, mensurations normales retard global du développement (assis: 9 mois; marche: 2 ans; absence de langage), propreté non acquise pas de malformation congénitale enfant souriant et coopératif dysmorphie craniofaciale: visage triangulaire, synophris, petite bouche, lèvre sup. fine et inf. éversée 46,XY; FRAXA négatif

2011: nouvelle évaluation clinique similitude des tableaux cliniques déficience intellectuelle sévère avec absence de langage; compréhension conservée ϕ = 0 Ya. (2000) Bi. (2004) dysmorphie craniofaciale identique brachycéphalie, microcéphalie relative synophris, pointe du nez volumineuse micrognathie, bouche petite, lèvres supérieure fine et inférieure éversée oreilles de grande taille thorax large, pectus excavatum

examen neurologique: discret syndrome extra pyramidal ϕ = 0 Ya. (2000) Bi (2004) extrémités pouces larges, fetal pads pieds plats hyperlaxité examen neurologique: discret syndrome extra pyramidal IRM cérébrale et bilan métabolique normaux, recherche de microremaniements subtélomériques négatif suspicion d’une probable pathologie liée au chromosome X => ACPA: puce à façon du chromosome X

2015: nouvelle évaluation clinique Tableau clinique identique chez les 3 frères déficience intellectuelle sévère avec quasi absence de langage troubles du comportement: auto et hétéroagrressivité, accès colériques skin picking pas de trouble du sommeil marche ataxique, flessum des genoux microcéphalie relative, dysmorphie faciale (philtrum court, lèvre inférieure éversée, micrognathie, dents crénelées et diastasis des incisives)

Résultats Cytogénétiques arr[hg19] 2q33.1(200,233,544-200,354,059)x1 taille minimale: 121kb; taille maximale 177 kb 5 premiers exons du gène SATB2 (Ref seq: NM_001172509) ish del(2)(q33.1q33.1)(RP11-530J6-)

Döcker D et al, Eur J Hum Genet. 2014 Gène SATB2 (2q33.1) (special AT-rich sequence-binding protein 2; KIAA1034) 11 exons, plusieurs transcripts code pour un facteur de transcription de 733 acides aminés régulateur de la transcription capacité de liaison aux séquences d’ADN riches en AT (2 domaines CUT et 1 homodomaine) remodelage chromatinien rôles au cours du développement embryonnaire différenciation et migration neuronale formation du palais, développement du squelette et différenciation des ostéoblastes haploinsuffisance: remaniements intragéniques et mutations faux-sens => nouvelle entité clinique SAS (SATB2-associated syndrome) Döcker D et al, Eur J Hum Genet. 2014

Remaniements intragéniques du gène SATB2   Rosenfeld P1 Rosenfeld P2 Rosenfeld P3 Balasubramanian P5 Kaiser patient Age 9 ans 8m 21 ans 6 ans 3 ans 11 ans Sexe F M ID sévère (IQ <50) sévère sévère (IQ 32) Langage 20 mots qq mots absent Comportement Sommeil troubles comportement agressivité Troubles du sommeil NR difficile IRM cérébrale normale Dysmorphie oui philtrum effacé oui oui philtrum court crête nasale large Fente palatine non Micrognathie An. dentaires Retard éruption malposition incisives centrales fusionnées oligodontie Autres bon contact; stéréotypies manuelles tolérance à la douleur; propreté non acquise / 1 café-au-lait spot Del/dup Del (186 kb) dn ex 4-12 Del (173 kb) dn ex 3-11 Del (185 kb) dn ex 1-11 Del (35 kb) dn ex 8-10 Dup (84 kb) dn ex 2-4

Mutations ponctuelles du gène SATB2   Leoyklang patient Döcker patient Zarate P1 Zarate P2 Zarate P3 Zarate P4 Zarate P5 Age 36 ans 3 ans 7 ans 5 ans 32 ans 4 ans Sex M F ID sévère modérée Langage absent réduit absentt Comportement Sommeil jovial Troubles du sommeil et cpt sociable Skin picking normal IRM cérébrale normale atrophie cérébrale modérée ventriculomegalie modérée Hypo myelinisation Dysmorphie oui hypertélorisme oui FP obliques en bas en dehors, narines antéversées, philtrum effacé oui hypertélorisme, synophris épicanthus énophtalmie, crête nasale large Front large, oreilles grande taille et basses implantées non Fente palatine oui Micrognathie An. dentaires incisives proéminentes, oligodontie malposition et irrégulières macrodontie, malposition malposition macrodontia, malposition mal occlusion Autres épilepsie, ostéoporose astigmatisme épilepsie, hirsutisme déminéralisation strabisme épilepsie, déminéralisation, pouces et hallux larges; strabisme / Mutations p.R239* dn p.G115fsX15 dn p.S649Ffs*40 dn p.Q250X dn p.Q391X dn p.R283X dn Zarate Y et al, Am J Med Genet, 2015 Döcker D et al, Eur J Hum Genet. 2014 Leoyklang P et al, Hum Genet. 2013

Récurrence dans la fratrie avec 2 parents sains ACPA_Ca ACPA_Bi ϕ = 0 (2000) Ya. (2004) Bi. (2002) (2008) Ca. (2011) ACPA_Ya Récurrence dans la fratrie avec 2 parents sains => mosaïque germinale

ϕ = 0 ACPA_M ACPA_P ACPA_Ya Ca. (2011) (2008) (2004) Bi. (2002) (2000)

Résultats FISH Résultats qPCR ish mos del(2)(q33.1q33.1)(RP11-530J6-) délétion observée dans 20% des cellules après culture Rapports de quantification relative: témoin: 0,98 cas index: 0,50 - père: 1,02 mère: 0.88

Mosaïque somatique et germinale Evènement mutationnel survenu précocement, avant la différenciation des cellules germinales primordiales accident très précoces, premières mitoses: 50% cellules mutées accident avant le déterminisme axial droite/gauche: localisation bilatérale des signes (gonades inclues) accident après le déterminisme axial droite/gauche: localisation unilatérale des signes (une seule gonade atteinte) Campbell IM et al, Trends Genet. 2015

Mosaïcisme germinal et somatique Plus rarement décrit dans les microremaniements chromosomiques de structure et les CNV syndrome d’Angelman: microdélétion 15q11-q13 observée chez des jumeaux dizygotes, héritée d’une mère pauci symptomatique (anomalie de la pigmentation) mosaïcisme somatique maternel objectivé par FISH (fibroblastes: 40%; sang: 0%) syndrome de Pitt-Hopkins: délétion intragénique (263 kb: exons 4-9) du gène TCF4 (18q21.2) mosaicisme somatique paternel (>20%), père asymptomatique syndrome de Kleefstra familial: délétion intragénique (200 kb, 5 premiers exons) du gène EHMT1 (9q34.3) récurrente dans une fratrie, mosaïcisme somatique maternel (sang: faible pourcentage; frottis buccal: 80%), mère pauci symptomatique (difficultés d’apprentissage) syndrome de Smith-Magenis familial: délétion intragénique (40 kb, 2 derniers exons) du gène RAI1 (17p11.2) récurrente dans la fratrie, mosaïcisme somatique maternel (sang: 25%), objectivé par analyse moléculaire ciblée mosaicisme somatique parental pour un remaniement chromosomique responsable d’un phénotype sévère avec parent pauci symptomatique n’est pas si rare : mettre tt en œuvre pour l’objectiver car résultat conditionnera le cg Sanchez J et al, Am J Med Genet, 2013 Kousoulidou L et al, Eur J Med Genet, 2013 Willemsen MH et al, Clin Genet, 2011 Campbell IM et al, Am J Hum Genet, 2014

mosaicisme somatique parental retrouvé dans 4% Campbell et al (2014): étude prospective de 100 familles analyse moléculaire ciblée (sang) chez les parents de cas index présentant un CNV pathogène non récurrent et survenu à priori de novo Analysis Coordinates Size Inheritance Gene MIM Percent Mosaic prospective chr12: 23,585,878–23,829,423 244 kb maternal SOX5 604975 9.0% chr6: 75,502,925–75,867,029 364 kb COL12A1 120320 <1% chr9: 119,474,386–119,587,581 113 kb paternal ASTN2 612856 3.0% chr2: 165,659,793–166,267,524 608 kb SCN2A 182390 mosaicisme somatique parental retrouvé dans 4% Campbell et al (2014): étude rétrospective d’observations de la littérature avec récurrence d’un évènement mutationnel (21 observations) => origine maternelle du mosaïcisme dans 81% des cas

Elaboration d’un modèle probabiliste de calcul de risque 7 à 8 fois plus de gamètes déséquilibrés chez un parent présentant une mosaïque somatique et germinale Risque de récurrence plus élevé (x 2-3) en cas mosaïcisme somatique parental (évènement mutationnel très précoce) versus mosaïcisme germinal Origine parentale de l’évènement mutationnel si mosaïcisme somatique parental: risque de récurrence est identique quelle que soit l’origine parentale (5%) si statut de mosaïcisme somatique inconnu: risque de récurrence est plus élevé pour un évènement mutationnel d’origine maternelle (2,5%) que paternelle (<1%) Nombre d’enfants atteints dans la fratrie augmentation notable du risque de récurrence si plusieurs enfants atteints (> 2 enfants atteints) Campbell IM et al, Am J Hum Genet. 2014 Oct 2 Campbell IM et al, Am J Hum Genet. 2014 Aug 7

Conclusions Mosaïcisme somatique et germinal (CNV, SNV) chez des parents phénotypiquement sains probablement sous-estimé différence de sensibilité des méthodes de détection pourcentage variable d’un tissu à l’autre => multiplier les tissus analysés Risque empirique de récurrence <1% (Röthlisberger, 2007): à utiliser avec prudence Facteurs impactant le risque de récurrence existence d’un mosaïcisme somatique parental origine parentale de l’évènement mutationnel nombre d’enfants atteints type d’évènement mutationnel (mutation, CNV)

Service de Neuropédiatrie Centre de Référence des Anomalies du Développement et des syndromes malformatifs Service de Neuropédiatrie Pr. Nicole PHILIP Dr. Tiffany BUSA Anaïs SAMONINI (interne) Pr. Brigitte CHABROL Pr. Mathieu MILH Personnel du Laboratoire de Génétique Chromosomique Emilie ALAZARD Isabelle SEKSIK Nathalie MASOTTI Ophélie PETIT-PRENANT Gilles MAUREL

Campbel et al, The American Journal of Human Genetics 2014 syndrome de Smith-Magenis familial: récurrence d’une délétion intragenique (40 kb) du gène RAI1 (17p11.2; deux derniers exons) dans la fratrie, mosaïcisme somatique maternel (25% dans le sang), objectivé par analyse moléculaire ciblée des points de cassure, aCGH normale Campbel et al, The American Journal of Human Genetics 2014

Campbel et al, The American Journal of Human Genetics 2014

Mutations del/dup

Détection mosaique: conditionné par la technique utilisée et le tissu étudié analyse cytogenetique et FISH caryotype: 1° methode à mee des mosaique mais résolution faible: 5-10 Mb: facteur limitant pour mise en évidence des an FISH: nbre élevé de cellules analaysées, 50 kb de résolution; challenge pour mee microduplication en mosaique à distinguer des cell en réplication Sanger et pyroséquançage allele dominant présent en mosaique à moins de 25-35% ou supérieure à 65-70% de cellules sont non détectés pyroséquançage: meilleur aux de détection 5% de détection ms pb si repetition de nucleotides aCGH and SNP arrays aCGH: mosaique 10-20% SNP array: 5% Séquençage massif en parallele: capacité de détection fonction de la profondeur de lecture et du nombre de reads séquençage d’une cellule: amplification du fgment de jponction: détection 1:10 000 PCR digitale: detection des SNV en mosaique ou des indels en mosaique: tx de detection mutations post zygotique jusqu’à 0,1%

Mosaïcisme germinal et somatique Connu pour les mutations ponctuelles récurrence de syndrome de Rubinstein-Taybi: mutation non sens dans l’exon 24 du gène CREBBP, retrouvée en mosaïque faible dans le sang chez le père asymptomatique récurrence de syndrome de Pitt-Hopkins: mutation frameshift dans l’exon 19 du gène TCF4, identifiée en mosaïque faible chez la mère asymptomatique (salive:13% , cellules uroépithéliales: 8%, bulbes des cheveux: 0%) mosaicisme somatique parental pour un remaniement chromosomique responsable d’un phénotype sévère avec parent pauci symptomatique n’est pas si rare : mettre tt en œuvre pour l’objectiver car résultat conditionnera le cg Chiang PW et al, Am J Med Genet, 2009 Steinbusch CVM et al, Clin Genet, 2013

Analyses des cellules germinales Mosaïque germinale Evènement mutationnel survenu après la différenciation des cellules germinales primordiales (3ème sem.) et exclusivement dans cette lignée Evènement mutationnel absent chez les parents mais récurrence de l’affection dans la fratrie pathologie autosomiques dominantes aneuploïdie: trisomie 21 remaniement chromosomique de structure Analyses des cellules germinales Toujours y penser devant un évènement mutationnel de novo Campbell IM et al, Trends Genet. 2015