Texte principal
Le syndrome de Cantú (MIM 239850) est un trouble rare mais reconnaissable caractérisé par une hypertrichose congénitale, une macrosomie néonatale, une ostéochondrodysplasie distincte et une cardiomégalie. L’hypertrichose entraîne une épaisse pilosité du cuir chevelu, qui s’étend sur le front, et une augmentation générale de la pilosité corporelle. En outre, la macrocéphalie et les caractéristiques faciales grossières, notamment une large arête nasale, des plis épicanthaux, une bouche large et des lèvres pleines, peuvent faire penser à un trouble du stockage.1-3 Environ la moitié des individus atteints du syndrome de Cantú sont macrosomiques et œdémateux à la naissance, alors que dans l’enfance, ils ont généralement un aspect musclé avec peu de graisse sous-cutanée.3 Bien que les modifications du squelette signalées dans une étude plus récente portant sur dix individus étaient légères3, un calvarium épaissi, un thorax étroit, des côtes larges, des corps vertébraux aplatis ou ovoïdes, une coxa valga, une ostéopénie, des canaux médullaires élargis et un élargissement métaphysaire des os longs ont été signalés précédemment1,4. Le développement moteur est généralement retardé en raison de l’hypotonie, la plupart des individus ont un léger retard d’élocution et un petit pourcentage présente des difficultés d’apprentissage ou une déficience intellectuelle. Notamment, des manifestations cardiaques telles que le canal artériel persistant, l’hypertrophie ventriculaire, l’hypertension pulmonaire et les épanchements péricardiques sont présents dans ∼80 % des cas.1,3
Malgré l’identification du syndrome de Cantú en tant qu’entité clinique distincte il y a ∼30 ans, sa cause génétique sous-jacente n’a pas été identifiée à ce jour5. Initialement, une hérédité autosomique récessive a été suggérée sur la base des deux frères et sœurs affectés dans le rapport original et de la consanguinité dans une autre famille.5,6 Cependant, en utilisant une analyse de ségrégation, Robertson et al. ont montré que le syndrome de Cantú est très probablement un trouble dominant4. En outre, sur les 37 cas de syndrome de Cantú recensés dans la littérature, la majorité sont des cas simplex ; de plus, deux transmissions parent-enfant connues suggèrent un mode de transmission autosomique-dominant1.A l’exception d’une délétion distale en 1p36 et d’une duplication en 4q26q27 chez deux individus présentant de légères similitudes phénotypiques avec le syndrome de Cantú, aucune aberration chromosomique récurrente n’a été signalée chez des individus ayant reçu un diagnostic clinique du syndrome de Cantú, qui permettrait d’en identifier la cause génétique.3,7,8
Pour identifier la cause génétique sous-jacente du syndrome de Cantú, nous avons étudié une cohorte de 14 individus, dont sept étaient des cas simplex et sept des cas familiaux. Les cas familiaux étaient constitués de deux sœurs et de leur mère (individus 2a, 2b et 2c), d’une paire père-fille (individus 8a et 8b) et d’une paire de frères et sœurs (individus 9a et 9b). Dans quatre familles, les parents étaient consanguins (individus 1, 5, 8b, 9a et 9b). Les détails cliniques de ces personnes sont présentés dans le tableau 1, la figure 1A et les figures S1A et S1B (disponibles en ligne). Les quatre individus dont l’exome a été séquencé ont été sélectionnés dans la cohorte comme étant ceux qui ressemblaient le plus au phénotype initialement décrit par Cantú et al.5
Mutations dans ABCC9 causent le syndrome de Cantú
(A) Photographies de portraits de personnes atteintes du syndrome de Cantú avec des mutations ABCC9, identifiées par séquençage de l’exome ou séquençage Sanger. Notez l’apparence faciale grossière, notamment une large arête nasale, un nez court, un long philtrum, une bouche large et des lèvres pleines.
(B) Mutation ABCC9 de novo g.21995261G>A (c.3460C>T ; p. Arg1154Trp) identifiée par séquençage de l’exome d’un individu affecté et de ses parents. Le panneau supérieur montre les lectures de séquençage de la prochaine génération de l’enfant (individu 1) suivies des lectures du père (au milieu) et de la mère (en bas).
(C) Validation Sanger dans le même trio ; traces Sanger de l’enfant (individu 1, en haut), du père (au milieu) et de la mère (en bas). La mutation ponctuelle (g.21995261G>A ; c.3460C>T) est marquée par une flèche rouge.
(D) Aperçu schématique de SUR2, avec les mutations causant le syndrome de Cantú représentées par la flèche. Abréviations : ABC, domaine transporteur de la cassette de liaison à l’ATP (rouge) ; TMD, domaine transmembranaire ABC de type 1 (bleu).
(E) Conservation des acides aminés du point chaud de la mutation p.Arg1154 pour plusieurs espèces (humain, souris, chien, poulet, poisson zèbre) ; l’arginine hautement conservée est représentée en rouge.
Tableau 1
Phénotype des personnes atteintes du syndrome de Cantú
| Caractéristiques cliniques | Personnes atteintes | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2a | 2b | 2c | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8a | 8b | 9a | 9b | 10 | ||
| Gender | M | F | F | F | M | F | M | F | M | F | F | M | M | F | M |
| Mutation (cDNA) | 3460C>T | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3460C>T | 3460C>T | 3128G>A | 3461G>T | 1433C>T | 1433C>T | – | – | – | |
| Altération (protéine) | Arg1154Trp | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Trp | Arg1154Trp | Cys1043Tyr | Arg1154Gln | Ala478Val | Ala478Val | – | – | – | |
| Héritage | de novo | héritage | héritage | de novo | de novo | de novo | de novo | de novo | hérité | ||||||
| Consanguinité | + | – | – | – | – | – | + | – | – | – | + | + | + | – | |
| Age à l’évaluation | 4 m | 16 ans | 10 ans | 39 ans | 8 ans | 21 ans | 3.5 m | 4,5 ans | 9.8 ans | 4 m | 32 ans | 6 ans | 4 ans | 3 m | |
| Vie | – | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | |
| Hypertrichose congénitale | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Macrosomie à la naissance | + | – | + | + | – | + | – | + | – | + | + | – | – | + | |
| Macrocéphalie | + | + | + | + | + | – | + | + | + | + | + | + | + | ||
| ID∗ et/ou retard de développement | -. | – | – | – | + | – | + | – | – | + | – | + | + | + | |
| Caractéristiques faciales | |||||||||||||||
| Face grossière | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Plis épicanthiques | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – |
| Cils abondants et/ou recourbés | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + | – | + | + | + | |
| L’arête nasale large et/ou plate | + | + | + | + | + | – | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Petit nez et/ou narines antéversées narines | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | + |
| Bouche proéminente et/ou lèvres épaisses | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Long philtrum | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Palette haute et/ou étroite | + | + | + | + | – | + | + | – | – | – | + | + | + | – | |
| Macroglossy | + | + | + | + | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | |
| Morsure ouverte antérieure | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | ||
| Hyperplasie gingivale | + | + | + | + | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | |
| Col court | – | – | – | + | + | – | + | + | + | – | – | + | + | + | |
| Caractéristiques cardiaques | |||||||||||||||
| Anomalies cardiaques structurelles | + | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | ||
| Hypertension pulmonaire | + | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | |
| Épanchement pancardique | – | + | + | – | – | – | — | – | – | – | – | – | – | ||
| Cardiomégalie | – | + | + | + | + | + | – | – | + | – | + | + | + | + | |
| Cardiomyopathie hypertrophique et/ou dilatée | + | + | + | + | + | – | – | – | – | – | – | + | + | + | |
| Radiological Findings | |||||||||||||||
| Ostéopénie généralisée | – | – | – | – | – | + | – | + | + | + | |||||
| Calvarium épais | + | + | + | + | + | – | – | + | – | – | + | + | + | + | |
| Age osseux retardé | + | – | – | + | – | + | + | + | + | ||||||
| Selle turcique élargie, base verticale du crâne | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | + | + | + | |
| Épaules étroites | – | – | – | – | — | – | – | – | – | – | – | – | + | + | + |
| Thoraxe étroit | – | – | + | – | + | – | – | – | + | – | + | + | + | + | |
| Côtes transversales | – | + | + | + | – | – | – | + | + | + | + | – | – | – | + |
| Irrégularités du plateau vertébral | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | + | + | – | |
| Platyspondyly | + | + | – | + | – | + | – | – | – | – | – | – | + | + | – |
| Corps vertébraux ovoïdes | + | – | – | – | – | – | – | + | + | – | – | + | + | + | |
| Ischium et os pubiens hypoplasiques | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | + | – | |
| Foramen obturateur étroit | – | + | – | + | – | – | – | – | – | ||||||
| Erlenmeyer-flacon-comme de longs os | + | + | + | + | – | – | + | – | + | + | + | – | |||
| Coxa valga bilatéral | – | – | + | – | + | – | – | — | – | – | + | – | – | + | |
| Volet métaphysaire avec enl. médul. ca.∗ | + | + | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + | – | ||
| Bandes métaphysaires transversales | – | – | – | — | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | |
| Autres caractéristiques | |||||||||||||||
| Préaxial hypoplasie distale des phalanges | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | |||
| Court, large, premier orteil | + | – | – | – | – | – | + | + | + | + | + | ||||
| Hernie ombilicale | + | – | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | |
| Sténose du pylore | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + |
| Déficience immunitaire | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | + | + | – | ||
| Peau ridée et/ou relâchée | + | – | – | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – |
| Des plis palmaires profonds | + | – | – | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – |
| Coussinets de doigts | + | – | – | – | — | + | + | – | – | – | – | – | – | ||
| Hyperextensibilité des articulations interphalangiennes | + | – | + | – | – | + | + | – | + | – | + | – | – | – | |
| Pectus carinatum | + | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | – | |
| Anomalies génitales | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | ||
| Scoliose | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| Lymphoedème | – | + | + | + | – | + | – | – | – | – | + | + | + | – | |
| Tendance accrue aux saignements du système GI∗ supérieur | – | – | – | – | – | -. | – | – | – | – | – | – | – | – | |
| Anomalies rénales | – | – | – | -… | – | – | – | + | – | – | – | ||||
| Précédemment publié | yes1 | yes1 | yes 1 | yes12 | |||||||||||
RefSeq accession number NM_020297.2 a été utilisé pour nommer les mutations. Les caractéristiques qui n’étaient pas disponibles ont été laissées en blanc. Adapté de Engels et al. 2002.12
Dans un premier temps, nous avons appliqué une approche de séquençage d’exome aux données de trois individus en utilisant un instrument de séquençage SOLiD v4 et le kit d’enrichissement d’exome SureSelect v1 (38 Mb) d’Agilent. Les variants détectés ont été classés par ordre de priorité comme décrit précédemment (tableau S1).13,14 Un seul gène (RP1L1) contenait des variants chez les trois individus, mais ceux-ci n’ont pas été validés par séquençage Sanger. Nous avons donc réalisé un séquençage supplémentaire de l’exome d’un cas simplex (individu 1) et de ses parents (tableau S2). L’analyse de novo (telle que décrite dans Vissers et al.15) a donné lieu à 15 mutations de novo potentielles dans 15 gènes candidats (figures 1B et 1C et tableau S2). La validation systématique par séquençage Sanger des 15 candidats a montré que seule une mutation dans ABCC9 (c.3460C>T) pouvait être validée chez l’individu affecté.15 En outre, parmi ces 15 gènes candidats, des variantes privées non synonymes n’ont pu être identifiées que dans ABCC9 (MIM 601439), chez deux des trois individus initialement séquencés (individus 3 et 4 ; c.3461G>A). Une inspection visuelle des données de séquençage de l’exome du troisième individu (individu 2a, c.3460C>T) a permis d’identifier une mutation potentielle supplémentaire dans ABCC9 avec une couverture de séquence très faible. Notamment, toutes les mutations résidaient dans l’exon 27 d’ABCC9.
Dans la cohorte restante de dix individus atteints du syndrome de Cantú, cinq mutations missens supplémentaires ont été trouvées dans ABCC9 par séquençage Sanger (NM_020297.2 ; tableau S3). Ainsi, au total, 11/14 cas présentaient une mutation d’ABCC9. Il est intéressant de noter que huit mutations sont survenues dans un point chaud de mutation, affectant le résidu Arg1154 dans l’exon 27, qui a affecté la deuxième région transmembranaire de type 1 (TMD2 : domaine transmembranaire 2) de la protéine codée par ABCC9, le récepteur des sulfonylurées (SUR2) (Figure 1D). Toutes les autres mutations (c.3128G>A et c.1433C>T ) ont également affecté soit le TMD1 soit le TMD2. Toutes les mutations sauf une (celle trouvée chez les individus 8a et b) ont été prédites comme étant possiblement ou probablement dommageables par de multiples programmes de prédiction in silico. La conservation des paires de bases (mesurée par phyloP) était relativement élevée, tandis que le résidu Arg1154 était conservé jusqu’au poisson zèbre (Figure 1E). Il est important de noter que dans les six cas de simplex, les mutations sont survenues de novo (Figure S1). En outre, aucune des mutations n’a été identifiée dans l’un des plus de 5 000 exomes accessibles au public (Exome Variant Server, NHLBI Exome Sequencing Project, Seattle). Toutes les procédures étaient conformes aux normes éthiques du comité responsable de l’expérimentation humaine (institutionnel et national), et un consentement éclairé approprié a été obtenu.
ABCC9 est un membre de la sous-famille C des cassettes de liaison à l’ATP, également connue sous le nom de CFTR/MDR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator and multidrug resistance protein), et code pour le régulateur de canal SUR2, qui contient TMD1 et TMD2, un domaine N-terminal (TMD0), et deux plis de liaison aux nucléotides (NBF1 et NBF2), comprenant des motifs de liaison aux nucléotides Walker A et Walker B et d’autres séquences conservées.16,17 Avec un membre de la famille des canaux Kir, SUR2 forme des canaux potassiques sensibles à l’ATP (canaux KATP) composés de quatre sous-unités SUR2 et de quatre sous-unités Kir formant des pores.17 L’épissage alternatif de l’ARN de l’exon terminal d’ABCC9 produit deux isoformes de SUR2 : Il est intéressant de noter que les gènes de Kir6.1 (KCNJ8 ) et de SUR2 sont situés dans un groupe de gènes sur le chromosome 12p12.1, ce qui suggère une corégulation au niveau des gènes.19 Une situation similaire est observée pour Kir6.2 (KCNJ11 ) et SUR1 (ABCC8 ), qui sont également situés dans un groupe de gènes mais sur le chromosome 11p15.1. Cela fournit des preuves que ces régions ont été produites lors d’un événement de duplication ancien, ce qui est conforme à sa préservation du poisson zèbre à l’homme (Figure 1E).20 Alors que le canal KATP codé par l’amas du chromosome 12 fonctionne principalement dans les muscles cardiaques, squelettiques et lisses, le canal KATP codé par l’amas du chromosome 11 montre un rôle prédominant dans le système neuroendocrinien, et les mutations de ces gènes peuvent entraîner une hypoglycémie hyperinsulinémique et un diabète néonatal18.
Les canaux KATP s’ouvrent et se ferment en réponse aux changements intracellulaires du rapport ADP/ATP, reliant ainsi l’état métabolique de la cellule à son potentiel membranaire.17,18,21 L’inhibition de l’activité des canaux KATP entraîne une dépolarisation de la membrane et, par conséquent, l’activation des canaux Ca2+ voltage-dépendants, ce qui conduit à un influx de Ca2+ et à une augmentation du taux intracellulaire .19
Le maintien correct de la manipulation du calcium est essentiel au fonctionnement normal du cœur, et un dysfonctionnement de l’homéostasie calcique myocellulaire contribue à la pathogenèse de la cardiomyopathie dilatée (CMD10).22-24 Chez les souris Sur2-/-, l’activité des canaux KATP est essentiellement absente, et ces animaux présentent une hypertension, un vasospasme des artères coronaires et une mort cardiaque subite.
Dans le passé, des mutations dans l’exon 38 d’ABCC9, qui code pour l’extrémité C-terminale de SUR2A, ont été signalées chez deux individus atteints de CMD10 idiopathique.25 L’une de ces mutations a ensuite été signalée comme une variante de fréquence inconnue dans dbSNP (rs72559751). Il est intéressant de noter que les mutations décrites pour CMD10 affectent un exon qui n’est transcrit que dans l’isoforme SUR2A, qui présente une forte expression dans le muscle cardiaque, alors que cette mutation n’affecte pas l’isoforme SUR2B, qui est exprimée principalement dans le muscle lisse vasculaire. Cela peut expliquer pourquoi le phénotype reste limité au cœur, même si la mutation frameshift affecte un gène qui pourrait avoir une fonction plus générale, comme l’impliquent les différents problèmes cliniques chez les individus atteints du syndrome de Cantú.
Les individus atteints du syndrome de Cantú qui ont une mutation causale dans ABCC9 sont cliniquement aussi sévèrement affectés que ceux pour lesquels aucune mutation n’a pu être détectée. D’autres études sont nécessaires pour déterminer si cela reflète une hétérogénéité génétique.
Ce qui est remarquable, c’est qu’en 2006, Grange et al. ont noté le chevauchement du phénotype chez les personnes atteintes du syndrome de Cantú et les personnes traitées au Minoxidil, un ouvreur de canal KATP.1,26 Ce médicament est utilisé pour le traitement de l’hypertension ainsi que de la calvitie, et les personnes traitées présentaient une augmentation similaire de la pilosité corporelle et des épanchements péricardiques.27 Parmi les autres effets signalés du Minoxidil, citons l’augmentation de l’expression de l’élastine dans les cellules musculaires lisses et l’apparition d’œdèmes.28 Le Minoxidil agit comme un agoniste des canaux KATP pour augmenter la perméabilité du potassium, ce qui entraîne une diminution du cytoplasme et une relaxation ultérieure des muscles lisses.29,30 Cette réduction de la résistance vasculaire et l’augmentation du débit cardiaque peuvent entraîner une augmentation de la masse musculaire cardiaque. En raison du chevauchement clinique entre les effets du traitement au Minoxidil et le syndrome de Cantú, on pourrait supposer qu’ils ont le même mécanisme sous-jacent d’ouverture du canal KATP.
Aucun de nos individus ne présentait de délétions ou de mutations tronquant les protéines, et les phénotypes de quatre individus, 139, 262714, 263616 et 255953 tels que rapportés dans DECIPHER (Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources), avec des délétions chevauchantes et une duplication, respectivement, ne ressemblent pas au syndrome de Cantú. Ces résultats soutiennent le rôle des mutations activatrices comme mécanisme sous-jacent du syndrome de Cantú. Une preuve indirecte que les mutations causant le syndrome de Cantú sont des mutations activatrices provient des mutations homologues identifiées dans ABCC8 (qui code SUR1) qui sont une cause commune de diabète néonatal.31,32 Les auteurs de Babenko et al. ont montré un effet activateur des mutations d’ABCC8, dont l’une affecte l’acide aminé homologue à notre point chaud identifié (Arg1154).31 Ils ont conclu que les mutations suractivent les canaux KATP, et que l’action stimulante accrue du récepteur mutant est suffisante pour maintenir les canaux KATP ouverts, même à un ratio élevé d’ATP par rapport à l’ADP.31 Il est intéressant de noter que la majorité de ces personnes sont traitées par des comprimés de sulfonylurée,31,33 un médicament qui se lie à la sous-unité SUR1 pour provoquer la fermeture des canaux indépendamment de l’ATP.33 En fonction de la conséquence fonctionnelle exacte des mutations, dont la détermination nécessitera des études supplémentaires, on pourrait envisager des options thérapeutiques pour les personnes atteintes du syndrome de Cantú en utilisant une stratégie similaire.
En résumé, nous avons identifié la cause génétique sous-jacente du syndrome de Cantú, les mutations dans ABCC9, et nous proposons que ce syndrome soit ajouté à la liste des canalopathies potassiques avec des options thérapeutiques potentielles.