Hyperthyroïdie familiale non auto-immune : A propos d’une nouvelle mutation germinale du gène du récepteur de la TSH Mémoire présenté pour le Diplôme d’Etudes Spécialisées en Endocrinologie, Diabète et Maladies Métaboliques par MARTIN Mélanie, épouse BARTHELEMY 30 mars 2012 à Strasbourg

Introduction Hyperthyroïdie : fréquente chez l’adulte Production excessive d’hormones thyroïdiennes Syndrome de thyrotoxicose Principales étiologies auto-immunes nodules hyperfonctionnels iatrogènes Cause plus rare, génétique, TAD, mutation germinale du récepteur de la TSH (TSHR) : Hyperthyroïdie familiale non auto-immune (FNAH = familial non auto-immune hyperthyroidism)

Observation (1) Antécédents M. née à terme en 1992 PN 3500g – TN 51 cm Adressée à 9 ans pour bilan d’obésité Aucun autre antécédent

Observation (2) Histoire de la maladie Clinique 75kg (+4DS) 1.58m (-1DS = TCG) BMI 30kg/m² (+4DS) TA 122/59 et Fc 74 bpm examen clinique normal pas de goitre pas de signe clinique de dysthyroïdie DPR 12 ans

Etiologie de cette hyperthyroïdie ? Observation (3) Paraclinique AC anti-TG, anti-TPO, anti-récepteurs de la TSH : négatifs Test au TRH : normal Echographie thyroïdienne : normale Scintigraphie thyroïdienne : normale Etiologie de cette hyperthyroïdie ?

AC anti-TG, anti-TPO, anti-récepteurs de la TSH : négatifs Observation (4) Sœur N., née en 1983 hyperthyroïdie fruste depuis 2004 Antécédent : aucun Clinique : Obésité (IMC 30,8 kg/m²), irritabilité, asthénie Pas de thermophobie, ni diarrhée, ni ophtalmopathie Cycles réguliers Palpation thyroïdienne normale Biologie: AC anti-TG, anti-TPO, anti-récepteurs de la TSH : négatifs Bilan hypophysaire normal Echographie thyroïdienne : normale Scintigraphie thyroïdienne : normale, captation de l’iode 34,5 % 22-09-2004 16-11-2006 TSH (0,1 – 3 mUI/l) 0,01 T3L (2,2 – 4,7 ng/l) 4,39 5,02 T4L (0,78 – 1,9 ng/dl) 1,59

Observation (5) Mère Grand- Mère Pas de signe de dysthyroidie, IMC normal 30-04-2002 17-12-2004 04-11-2005 05-09-2007 TSH (mUI/L) 0,28 (0,2 – 5) 0,24 2,3 0,38 (0,15 – 4,5) T4 libre (ng/l) 12,8 (9,5 -18) T3 libre 3,28 (2,5 – 4,6) Grand- Mère TSH basse à 0,084 mUI/l découverte lors d’un bilan de diarrhées

> Hyperthyroïdie familiale non auto-immune Etude génétique Chez M. et sa sœur : Mutation hétérozygote dans l’exon 10 du gène du récepteur (1417 T>C). Transformation valine > alanine en position 473 dans le TSHR > Hyperthyroïdie familiale non auto-immune Dans la famille: Laboratoire du Dr Nicolas de ROUX à Paris

Evolution M. Prise de poids ++, asthénie, palpitations intermittentes Bilan de retentissement (DMO, métabolique et échographie cardiaque) : normal > Abstention thérapeutique.   06/2006 02/2007 12/2009 02/2010 06/2010 06/2011 13 ans 10 mois 14 ans 6 mois 17 ans 4 mois 17 ans 6 mois 18 ans 6 mois TSH <0,01 <0,05 0,012 (0,15-4,5mUI/L) (0,4-4mUI/L) T3l 4,35 4,7 4,77 4,61 3,99 (3,5-5,9 ng/L) (2,8-4,2 ng/L) T4l 18,8 17,1 18 18,2 14,4 15 (9,5-18ng/L) (9-20pmol/L) (8-14ng/L) (8,2-14,6ng/L) N. sous néomercazole depuis 2006 > euthyroïdie Mère : reste euthyroïdienne Grand-père : Pas d’hyperthyroïdie franche

Le récepteur de la TSH (TSHR) Rôle central dans l’homéostasie thyroïdienne Face basale des thyrocytes Récepteur couplé aux protéines G Long segment N-terminal extracellulaire Domaine serpentin – 7 hélices α transmembranaires Domaine intra cytoplasmique C-terminal RODIEN P. MCED 2010

Physiologie du TSHR

(forme sporadique en cas de néomutation) Mutation activatrice du TSHR Récepteur constitutif Autonome En l’absence de son ligand MUTATION SOMATIQUE 1 cellule thyroïdienne folliculaire MUTATION GERMINALE Tous les thyrocytes FNAH (forme sporadique en cas de néomutation) Adénome toxique

Hyperthyroïdie familiale non auto-immune Historique 1982 : à Nancy, groupe du Pr. Leclère, 1er cas THOMAS J. S et al. Acta Endocrinol 1982 1994 : analyse génétique : mutation activatrice du TSHR (V509A) DUPREZ L. et al. Nat Genet 1994 1997 : 5 familles : hyperthyroïdie précoce, goitre, ratio homme/femme > maladie de Basedow, pas d’ophtalmopathie, pas d’auto-immunité, nécessité de traitement radical Hyperplasie toxique familiale de la thyroïde LECLERE J. et al. Horm Res 1997 2012 : 25 mutations, 32 familles GOZU H. I. et al. Mol Cell Endocrinol 2010 HEBRANT A. et al. Eur J Endocrinol 2011

25 Mutations responsables de FNAH Mutation ponctuelle Substitution d’1 nucléotide Modification de la séquence peptidique Remplacement d’1 AA Tous les domaines peuvent être atteints NISHIHARA E. et al. Thyroid 2010

Phénotype variable selon la mutation et pour une même mutation Hyperthyroïdie Sévérité variable Hyperthyroïdie fruste (7/90) Euthyroïdie (2/90) Signes associés Asymptomatique À formes sévères : hypoplasie faciale, avance d’âge osseux, retard psychomoteur, anomalies osseuses, anomalies cérébrales, HSM, prolapsus de la valve mitrale Âge de début Variable selon la mutation Période néonatale à 64 ans Le plus souvent avant 20 ans Variable au sein d’une famille avec la même mutation Volume thyroïdien Goitre non constant 25 % : thyroïde de taille et structure normale 60 % : goitre homogène 15 % : goitre nodulaire

- Histoire familiale d’hyperthyroïdie Ophtalmopathie Signe spécifique de la maladie de Basedow En général absente Atteintes oculaires existent (20 cas/83) : regard fixe, rétraction palpébrale, exophtalmie Auto-immunité AC anti récepteur de la TSH : toujours absents AC anti-TG et anti-TPO peuvent être trouvés Traitements Initialement : ATS ± thyroïdectomie partielle Rechutes ++ Traitement radical (TT ± iode radioactif) En dehors de : - Histoire familiale d’hyperthyroïdie - Rechutes malgré traitements non radicaux Absence de signe d’auto-immunité Pas de signe spécifique

Etude génétique Etude fonctionnelle Recherche d’une mutation du gène du TSHR sur ADN extraits de leucocytes par technique de séquençage, après amplification par PCR Etude fonctionnelle Quantification in vitro de l’AMPc basale Mesure du nombre de récepteurs exprimés à la surface cellulaire TSHR muté constitutif si AMPc/expression membranaire > TSHR normal

Caractérisation in vitro Incubation +/- hormone à dose croissante Les cellules COS-7 sont transfectées avec l’ADNc codant pour le TSH-R inséré dans un plasmide pCDNA3 Récupération du milieu de chaque puit Dosage d’AMPc Mesure de l’expression membranaire par FACS Laboratoire Pr. P. Rodien ANGERS

Etude fonctionnelle du TSHR (1) Dans la littérature Récepteurs constitutifs Pas de relation claire entre taux d’AMPc basal et phénotype Dans notre famille AMPc de base mesuré en l’absence de TSH TSHR muté > TSH WT Laboratoire Pr. P. Rodien ANGERS

Etude fonctionnelle du TSHR (2) Niveau d’expression à la surface cellulaire TSHR muté > TSHR WT Ratio AMPc/expression membranaire TSHR muté = TSHR WT TSHR V437A ne serait pas constitutif Le phénotype pourrait être lié à une capacité de surexpression du R Laboratoire Pr. P. Rodien ANGERS

DISCUSSION (1) Génétique Nouvelle mutation Phénotype Hyperthyroïdie fruste, puis modérée pour les 2 sœurs, euthyroïdie pour la mère et le grand père Âge de découverte variable. Observé dans la littérature Facteurs environnementaux ? Apport en iode ? Absence de goitre. ¼ FNAH dans la littérature. Rôle de la voie Gαq ? WINKLER F et al. JCEM 2010 Obésité chez les deux sœurs contrastant avec l’aggravation de l’hyperthyroïdie. Pas d’autre cas similaire dans la littérature Lien mutation-obésité ? Origine multifactorielle?

DISCUSSION (2) Analyse fonctionnelle Hyperexpression membranaire du récepteur Jamais décrit auparavant. Résultats obtenus à partir d’un système artificiel En cours de vérification in vitro dans d’autres types cellulaires Thérapeutique Traitement par le Zinc ? In vitro : modifie la conformation du TSHR et l’inactive In vivo : essai ?

Conclusions Hyperthyroïdie atypique, sans étiologie Rechercher à l’interrogatoire une histoire familiale En l’absence d’hyperthyroïdie clinique proposer bilan biologique Etude génétique Nécessité d’une collaboration entre généticiens et endocrinologues

REMERCIEMENTS A Madame le Docteur Sylvie Soskin, A Madame le Professeur Nathalie Jeandidier, A Monsieur le Professeur Patrice Rodien, A Monsieur le Docteur Nicolas de Roux.

Merci de votre attention