Programme de recherche sur les gènes modificateurs dans la mucoviscidose Annick Clement, Harriet Corvol Inserm UMR S-719, Service de Pneumologie Pédiatrique Hôpital Armand Trousseau, Paris Inserm 1

Recherche de gènes modificateurs dans la mucoviscidose Base de travail : Expression très hétérogène de la maladie chez les patients porteurs des mêmes mutations de CFTR Exemple : atteinte pulmonaire Gène CFTR Gènes modificateurs Poumon Foie Intestin Pancreas Glandes sudoripares Tractus génital Heritability of lung disease severity in CF Twin A Twin B Monozygote Twins Siblings Sibling B Sibling A Cutting, 2007 2

Programme de recherche des gènes modificateurs dans la mucoviscidose Objectifs Identifier les gènes « modificateurs » susceptibles d’intervenir dans le développement d’une atteinte plus précoce et/ou plus sévère de la maladie Repérer précocement grâce au dépistage néonatal les patients à risque de développer une forme plus sévère Améliorer la prise en charge en proposant des stratégies de traitement plus adaptées 2

Etudes gènes candidats sur les gènes modificateurs dans la mucoviscidose Gene modifier study group - USA - M. Knowles Comparaison de phénotypes extrêmes 808 F508del patients dont sévères (263) et modérés (545) 498 de génotypes CFTR variables 10 gènes et 16 SNP TNFa, TGFb, IL-10, GSTM, GSTP, MBL2, ADRb2, a1AP, ACE, NOS3 TGFb +869CC associe avec phénotype respiratoire sévère 329 patients de génotypes CFTR variables 9 gènes et 15 SNP TNFa, TGFb, IL-1, IL-1ra, IL-6, IL-8, IL-10, GSTM, GSTP Allèle GSTM3B : meilleure fonction pulmonaire IL-10 -1082 GG : risque accru d’infection a Aspergillus fumigatus TGFb +869CT : moindre déclin de la fonction respiratoire Gene modifier study group - France / Allemagne - A. Clement, F. Ratjen

Programme national de recherche des gènes modificateurs dans la mucoviscidose Les points essentiels Large cohorte de patients Parfaitement phénotypés Avec un suivi longitudinal Collaboration avec des groupes indépendants, européens et américains, pour répliquer les résultats Recueil précis des données phenotypiques indispensable 2

Fédération des CRCM Inserm/Université, Paris Stratégie retenue Généthon, Evry CRCM Base nationale de données phénotypiques MucoNat Fédération des CRCM Inserm/Université, Paris Banque biologique Analyses génétiques Centre National de Génotypage, Evry Dossier Patient informatisé

Collections biologiques : Les étapes Prélèvement sanguin lors d’un bilan annuel du patient Collections gérées par le Généthon Banque d’ADN et de cellules (Dr. Saker) Collections biologiques : débutées en décembre 2006 Etat des lieux décembre 2007 : 1058 prélèvements au Généthon Prévisions décembre 2008 : 4000 prélèvements au Généthon 25 20

Analyses génotypiques Les étapes Analyses génotypiques Phase 1: Génotypage du génome entier : « Whole Genome Scan » Screening initial avec un échantillon limité de patients (~ 500) présentant des phénotypes extrêmes, pour identifier des marqueurs candidats. Les patients sélectionnés pour la première phase sont les patients d’origine européenne et ayant au moins 5 ans de suivi de VEMS. Les phénotypes extrèmes sont déterminés sur les pentes de déclin et les valeurs estimées des VEMS 25 20

Distribution des VEMS chez les 1001 premiers patients inclus Les étapes Distribution des VEMS chez les 1001 premiers patients inclus VEMS VEMS estimé à 15 ans Nombre de patients Âge (années) Classification de la sévérité de l’atteinte pulmonaire : sévère : plus petit quartile du VEMS pour l’âge modérée : plus grand quartile du VEMS pour l’âge Pierre-Yves Boelle, Inserm UMR-S707 25 20 9

Les étapes Whole Genome Scan chez 250 patients de phénotype respiratoire extrême Diana Zelenika, Marc Lathrop, Centre National de Génotypage Utilisation d’une puce de génotypage contenant 350 000 SNPs : > 318 000 tagSNPs (HapMap) densité élevée de tagSNPs dans des régions proches d'un gène ou au sein de régions évolutionnairement conservées environ 7 300 SNPs non synonymes grande densité de SNPs dans la région du complexe majeur d'histocompatibilité 25 20

Analyses génotypiques Les étapes Analyses génotypiques Phase 2 : Confirmation des résultats et test des marqueurs dans les régions les plus positives Génotypage du génome entier chez tous les patients Localisation et identification des zones d’intérêt Séquençage des gènes et identifications des mutations d’intérêt 25 20

Analyses génotypiques Les étapes Analyses génotypiques Phase 3 : Analyses d’association génotype/phénotype Jean-François Vibert Pierre-Yves Boelle, Inserm UMR-S707 Sélection des caractères phénotypiques à analyser à partir de la base nationale MucoNat en fonction des questions spécifiques posées : Sévérité de l’atteinte respiratoire Précocité de la colonisation respiratoire par Pseudomonas aeruginosa Précocité de la colonisation respiratoire par Staphylococcus aureus Survenue d’une atteinte hépatique Survenue d’un diabète … 25 12 20

Analyses génotypiques Les étapes Analyses génotypiques Phase 4 : Études de réplication dans des cohortes indépendantes européennes et américaines Collaborations avec les équipes américaines (M.Knowles, M. Drumm) et canadiennes (J. Zilenski) Collaborations avec des équipes européennes à mettre en place 25 20 13

Gènes modificateurs dans la mucoviscidose : les acteurs Toutes les équipes médicales des CRCM (49 CRCM en France) Recrutement des patients Coordination par des chargés de mission Malika Mahloul Stéphane Mazur Recueil des données phénotypiques Création de la base de données informatique (e-muco) Jean François Vibert (responsable) Michèle Boulé Thomas Leboucher Gestion de l’utilisation d’e-muco dans les CRCM (ARC) Delphine Michon Marie Augis Alexandra Blondel Farida Lamkarkach Pierre Yves Boëlle (biostatisticien) Analyse des données phénotypiques Genethon – Safa Saker Collecte et gestion des prélèvements sanguins Centre National de Génotypage – Diana Zelenika, Marc Lathrop Etudes génétiques 1

Gènes modificateurs dans la mucoviscidose : Un point sur les financements actuels Contrat ANR 2006 : Gènes modificateurs dans la mucoviscidose – A. Clement Centre National de Génotypage (avis favorable du conseil scientifique 2007) Réseau de Recherche Clinique Inserm 2006, en cours 1 15