FR :

Les maladies communes ont tendance à être familiales, mais cette répartition ne suit pas, dans la plupart des cas, les lois de Mendel. Ainsi, alors qu’elles ont un mode héréditaire monogénique dans une faible proportion des familles, elles sont dans la grande majorité des cas multifactorielles, liées à l’interaction entre une composante génétique polygénique et des facteurs de milieu. Deux méthodes non paramétriques complémentaires sont le plus souvent utilisées pour localiser et identifier les gènes de susceptibilité prédisposant à une maladie multifactorielle : l’analyse des paires de germains atteints, qui permet de localiser un gène de susceptibilité, et les études d’association. Il faut reconnaître que malgré de très nombreuses études, les résultats ne sont pas à la hauteur des espérances, peu de résultats ayant été « répliqués ». La principale raison de cet échec est que les maladies multifactorielles sont également, très vraisemblablement, hétérogènes sur le plan génétique.

EN :

Common diseases are often familial, but they do not show in most families, a simple pattern of inheritance. In a few families these diseases may be caused by a mutation in a single gene. In most families these diseases are multifactorial, they result from a complex interaction between a genetic component which is often polygenic and many environmental factors. Two major, model free, methods are used to locate and identify susceptibility genes that predispose to multifactorial diseases. The first is a non parametric linkage analysis that relies on affected sib pairs, or an affected pedigree member, the second method is association studies which looks for increase frequency of particular alleles or genotypes in affected compared with unaffected individuals in the population. Most of the results have not been replicated, identifying susceptibility genes is proving much more difficult than most geneticists imagined 20 years ago. The main reason for this irreproducibility is genetic heterogeneity.

FR :

Le diagnostic présymptomatique en neurogénétique concerne un nombre croissant d’affections, principalement neurodégénératives, au premier rang desquelles la maladie de Huntington. La possibilité pour une personne à risque de connaître son statut génétique vis-à-vis d’une maladie connue dans la famille pose des problèmes puisque, dans la plupart des cas, il n’existe ni prévention, ni traitement possibles en cas de résultat défavorable. De plus, le fait d’être porteur ne dit pas à quel moment et sous quelle forme la maladie se manifestera, d’où une limitation importante pour planifier l’avenir. Seule une minorité des personnes à risque choisissent de faire le test. Notre expérience souligne l’intérêt d’une prise en charge pluridisciplinaire au long cours des candidats à un test présymptomatique : si celle-ci est indispensable pour le choix éclairé et autonome du candidat au test, elle n’empêche toutefois pas des changements importants, parfois radicaux, en cas de résultat défavorable, bien sûr, mais également après un résultat établissant un statut de non-porteur. Enfin, l’expérience acquise pour la maladie de Huntington permet maintenant d’aborder le test présymptomatique dans d’autres affections ; malgré des différences dans la présentation et l’évolution de ces maladies, les conséquences du test en l’absence de thérapeutique spécifique restent similaires.

EN :

Presymptomatic testing is available since 15 years for Huntington disease and it is now possible for a number of other neurogenetic disorders, mostly neurodegenerative disorders. The possibility of determining the genetic status of an at-risk person for the disorder which run in his family raises questions because of the absence of preventive and curative treatments in most instances. In addition, being carrier does not tell you when the disease will start and how it will evolve, impairing the possibilities of planning the future. A pluridisciplinary approach to predictive testing with care before, during and after the test taking into account the medical, social and psychological aspects of the disease is good practice. At the present time, only a minority of at-risk individuals request presymptomatic testing and almost 50 % do not pursue until the results. The consequences of the test may be harmful, more frequently after an unfavorable than after a favorable result. Although the motivations and the outcome in terms of request for prenatal testing after a carrier result are different in Huntington’s disease and spinocerebellar ataxias, our experience underlines the benefit of pluridisciplinary care and of time for decision taking. For other disorders like familial Alzheimer’s disease, or familial Creutzfeldt-Jakob disease, the experience in presymptomatic testing is still limited but the situation seems similar to Huntington’s disease because of the presence of dementia. It will be interesting to study the motivations and the outcome of the tests in disorders like autosomal dominant spastic paraplegias which usually do not reduce the life expectancy. Nevertheless, the overall situation might change greatly when efficient treatments will become available in these disorders.

FR :

Les méthodes modernes d’analyse du génome ont permis d’aborder des questions posées de longue date telles que les bases moléculaires des anomalies chromosomiques de structure ou la diathèse (prédisposition) aux aneuploïdies. L’architecture du génome révélée par le séquençage permet d’expliquer la récurrence de microremaniements par échange homologue non-allélique entre des répétitions segmentaires formées au cours de l’évolution des primates. Cette particularité structurale du génome a conduit à l’individualisation d’une nouvelle classe de maladies génétiques appelées désordres génomiques par opposition aux maladies géniques dues à des mutations intragéniques. L’étude de l’origine parentale et cellulaire des aneuploïdies éclaire d’un jour nouveau les mécanismes de contrôle de la méiose différents chez l’homme et chez la femme, ainsi que le rôle majeur de l’âge maternel et de la recombinaison pour la répartition méiotique correcte des chromosomes. Ces nouvelles données apportent des clés essentielles pour la compréhension des pathologies chromosomiques chez l’homme.

EN :

Novel methods allowing to analyze the human genome make it possible to assess old questions such as the molecular basis of structural chromosome anomalies and the diathesis to aneuploidy. The architecture of the human genome as unravelled by the human genome sequencing project allows to explain the recurrence of microdeletions and microduplications caused by a non allelic homologous recombination involving segmental duplications created during the evolution of primates. This structural feature of the human genome is associated with a novel class of genetic diseases called genomic disorders as opposed to genetic diseases due to gene mutations. The study of the parental and cellular origin of aneuploidy shed new light on the different mechanisms controlling meiosis in man and woman. In addition it contributes to define the role of maternal age and genetic recombination on the behavior of chromosomes during meiosis. These new data greatly contribute to our understanding of human chromosomal diseases.

FR :

Les retards mentaux liés au chromosome X (RMLX), qui touchent 1,8 garçons pour 1 000 naissances masculines, sont classiquement divisés en formes syndromiques et formes non spécifiques, selon la présence ou non de signes particuliers associés au retard mental. L’extrême hétérogénéité phénotypique et allélique, parfois visible au sein d’une même famille, complique toutefois cette classification. L’évaluation rétrospective appronfondie des familles atteintes, une fois la mutation identifiée dans un gène, devrait aider à clarifier la situation et faciliter la prise en charge du diagnostic moléculaire de ces retards mentaux. L’analyse des protéines produites par les 60 gènes de RMLX actuellement identifiés montre une grande diversité des fonctions biologiques affectées dans le retard mental. Dans cette revue, nous présenterons les données récentes concernant trois gènes, FMR1, ARX et le gène de l’oligophrénine 1, qui non seulement illustrent la complexité des RMLX, mais soulignent aussi l’importance des voies de signalisation impliquées dans la régulation de l’expression génique, ainsi que celles relayées pas les GTPases Rho dans la maturation et la plasticité neuronale.

EN :

X-linked mental retardation (XLMR) affects 1.8 ‰ male births and is usually categorized as “syndromic” (MRXS) or “non-specific” (MRX) forms according to the presence or absence of specific signs in addition to the MR. Up to 60 genes have been implicated in XLMR and certain mutations can alternatively lead to MRXS or MRX. Indeed the extreme phenotypic and allelic heterogeneity of XLMR makes the classification of most genes difficult. Therefore, following identification of new genes, accurate retrospective clinical evaluation of patients and their families is necessary to aid the molecular diagnosis and the classification of this heterogeneous group of disorders. Analyses of the protein products corresponding to XLMR genes show a great diversity of cellular pathways involved in MR. Common mechanisms are beginning to emerge : a first group of proteins belongs to the Rho and Rab GTPase signaling pathways involved in neuronal differentiation and synaptic plasticity and a second group is related to the regulation of gene expression. In this review, we illustrate the complexity of XLMR conditions and present recent data about the FMR1, ARX and Oligophrenin 1 genes.

FR :

La croissance des os longs se fait selon un processus complexe impliquant la migration et la condensation de cellules mésenchymateuses en cellules chondrogéniques qui se différencient en chondrocytes produisant la matrice cartilagineuse pour former la plaque de croissance. De nombreux facteurs protéiques sont impliqués dans la régulation de ces phénomènes parmi lesquels des facteurs transcriptionnels, des facteurs de signalisation et des protéines de la matrice extracellulaire dont le rôle a été révélé grâce aux études de génétique moléculaire sur des dysplasies osseuses humaines et à la création de modèles animaux reproduisant certaines de ces maladies. Cet article se focalise sur deux récepteurs, FGFR3 et PTHR1, dont l’importance dans la croissance des os longs est illustrée par le groupe de dysplasies osseuses qui leurs sont associées. Des résultats récents indiquent que prolifération et différenciation chondrocytaires sont étroitement liées et que la croissance harmonieuse des os longs repose sur un équilibre strict entre différentes voies de signalisation dont celles contrôlées par ces facteurs.

EN :

Skeletal development is a highly sophisticated process involving, as a first step, migration and condensation of mesenchymal cells into osteoprogenitor cells. These cells further differentiate into chondrocytes and osteoblasts through multiple differentiation stages requiring a set of specific transcriptional factors. Defective endochondral ossification in human is associated with a large number of inherited skeletal dysplasias caused by mutations in genes encoding extracellular matrix components, growth factors and their receptors, signaling molecules and transcription factors. This review summarizes some of the recent findings on a series of chondrodysplasias caused by mutations in FGFR3 and PTHR1, two receptors expressed in the cartilage growth plate and mediating two main signaling pathways. Data from human diseases and relevant animal models provide new clues for understanding how signaling molecules and their interaction with key transcription factors control and regulate the development and growth of long bones.

FR :

Les études conduites au cours des vingt dernières années ont constitué un apport majeur pour la compréhension de la transformation tumorale. Elles ont ouvert un domaine nouveau de la génétique : l’étude de la prédisposition au cancer. Aujourd’hui, les situations les plus simples de prédisposition ont été identifiées : il s’agit d’altérations monogéniques s’accompagnant d’un risque tumoral élevé et de phénotypes spécifiques. Une quarantaine de gènes ont été identifiés, qui font l’objet d’une recherche par le biais de tests génétiques : l’indication de ces tests et la prise en charge ultérieure des sujets à risque doivent être réfléchies de façon collégiale, et des recommandations de prise en charge établies. Toutefois, un vrai défi à relever concerne l’identification des facteurs de prédispositions associés à des risques plus faibles, ou ayant un impact sur la réponse des patients aux traitements.

EN :

Studies performed during these last twenty years have had a major impact on the understanding of carcinogenesis. They have opened a new field : cancer genetic predisposition. At the present time, most of the cancer predispositions linked to the alteration of one gene, associated with a high risk of cancer and with a specific phenotype have been identified. About 40 genes have been identified and have led to genetic testing. The indication of genetic testing, the management of at risk patients need the establishment of guidelines. The next challenge is the identification of cancer predisposing genes associated with low risk or modifying the effect of treatment.

FR :

L’identification des mutations à l’origine de maladies génétiques chez l’homme a pris ces dernières années un essor considérable. Il est devenu possible d’établir le spectre des mutations délétères pour une maladie génétique donnée, et des bases de données internationales sont aujourd’hui accessibles via le réseau Internet. Le diagnostic génotypique des maladies héréditaires occupe actuellement une place prépondérante en matière de conseil génétique et de diagnostic prénatal. La connaissance du type de mutation délétère et des mécanismes en cause est essentielle pour déterminer la stratégie de diagnostic moléculaire adaptée à chaque situation. Cet article a pour objectif de présenter les différents types de mutations responsables de maladies génétiques (substitutions nucléotidiques, délétions ou insertions de petite taille, mutations dynamiques, grands remaniements…) et de récapituler les connaissances actuelles concernant les mécanismes moléculaires à l’origine de ces mutations. Leurs conséquences sur l’expression du gène (transcription et maturation du transcrit) et sur la fonction de la protéine sont également abordées dans cet article.

EN :

The identification of mutations leading to human genetic diseases has grown into an intensive research field during the last few years. Through novel DNA analysis progress, it is now possible to determine the mutational spectrum for a given genetic disease and international databases are now available online. Genetic diagnosis of hereditary diseases has become an essential tool in genetic counselling and prenatal diagnosis. The knowledge of the deleterious mutation type and the molecular associated mechanism is fundamental in order to devise the optimal molecular diagnosis strategy. This review aims to present the various mutation categories involved in genetic diseases (single base-pair substitutions, small deletions or insertions, dynamic mutations, gross DNA lesions…) and to summarize our current knowledge about the main molecular mechanisms responsible for these mutations. Their deleterious consequences on gene expression, including transcription and transcript maturation, and protein loss or gain of function are also discussed in this review.

FR :

Les maladies héréditaires du métabolisme ont acquis une place de plus en plus importante dans la pathologie pédiatrique. Leur nombre ne cesse d’augmenter au fur et à mesure de la progression des connaissances en biologie cellulaire et des progrès techniques d’investigation. Nous traiterons ici de trois maladies métaboliques que l’imagerie fonctionnelle et la spectroscopie IRM ont permis d’identifier. Il s’agit des déficits en créatine traitables par l’administration de créatine et les défauts du métabolisme des polyols qui ouvrent le champ sur de nouveaux déficits enzymatiques responsables de présentations cliniques très variées. Nous aborderons également les hyperinsulinismes du jeune enfant dont le diagnostic et la prise en charge ont été récemment transformées par l’utilisation de la [18F]-fluoro-L-DOPA en tomographie par émission de positons.

EN :

New metabolic diseases are regularly identified by a genetic or biochemical approach. Indeed, the metabolic diseases result from an enzymatic block with accumulation of a metabolite upstream to the block and deficit of a metabolite downstream. The characterization of these abnormal metabolites by MRI spectroscopy permitted to identify the deficient enzyme in two new groups of diseases, creatine deficiencies and polyol anomalies. Creatine deficiency is implicated in unspecific mental retardation. A low peak of creatine at MRI spectroscopy is evocating of creatine deficiency which is treatable by creatine administration. Deficiency of synthesis of polyols, metabolites on the pentose pathway, represent new described metabolic diseases with variable symptoms including a neurological distress, liver disease, splenomegaly, cutis laxa and renal insufficiency. The deficit of ribose-5-phosphate isomerase, one of the enzymes whose diagnosis is evoked in front of the accumulation of ribitol, arabitol and xylitol leads to a leucodystrophy in adults. This new deficit was highlighted by the identification of an abnormal peak in cerebral MRI-spectroscopy corresponding to the abnormal accumulation of polyols in brain. Congenital hyperinsulinism (HI) is characterized by profound hypoglycaemia related to inappropriate insulin secretion. Focal and diffuse forms of hyperinsulinism share a similar clinical presentation but their treatment is dramatically different. Until recently, preoperative differential diagnosis was based on pancreatic venous sampling, an invasive and technically demanding technique. Positron emission tomography (PET) after injection of [18F]Fluoro-L-DOPA has been evaluated for the preoperative differentiation between focal and diffuse HI, by imaging uptake of radiotracer and the conversion of [18F]Fluoro-L-DOPA into dopamine by DOPA decarboxylase. PET with [18F]Fluoro-L-DOPA has been validated as a reliable test to differentiate diffuse and focal HI and is now a major differential diagnosis tool in infantile hyperinsulinemic hypoglycaemia.

FR :

Le diagnostic pré-implantatoire (DPI) a pour objectif l’étude des caractéristiques génétiques d’un embryon âgé de trois jours. Il offre ainsi à des couples ayant un risque élevé de transmettre une maladie héréditaire une alternative au diagnostic prénatal (DPN). Si, au début de son application, les pathologies et les couples pris en charge ainsi que le cadre réglementaire du DPI étaient très proches de ceux du DPN, des indications propres au DPI émergent peu à peu. Les pathologies prises en charge, notamment, se diversifient, en particulier dans les pays où l’absence de réglementation autorise toutes les pratiques. Certaines de ces applications ne sont d’ailleurs pas sans poser de sérieux problèmes éthiques. Même en France, où cette activité est particulièrement encadrée, la récente modification de la loi reflète cette évolution.

EN :

Preimplantation genetic diagnosis (PGD) purpose is to assess the genetic status of 3 day-old embryos. PGD offers thus to couples « at-risk » of a genetic disorder an earlier option to prenatal diagnosis (PND). At the beginning, PGD’s indications, patients and law were very closed to PND, but PGD specificities are gradually raising. Particularly, indications vary considerably in countries where the absence of law authorizes all the practices. Some of these applications are moreover raising serious ethical issues. Even in France, where this activity is particularly supervised, the recent modification to the law marks this evolution.

FR :

Barry J. Marshall, Australien, est né le 30 septembre 1951 à Kalgoorlie (Western Australia). Médecin, chef de clinique en gastroentérologie au Royal Perth Hospital de 1977 à 1984, il accède par la suite à la chaire de médecine interne en 1997, puis devient Professeur de microbiologie en 1999 à l’University of Western Australia. Il reçoit en 1995 le Prix Albert Lasker et en 1999, à Philadelphie, la Benjamin Franklin Medal for Life Sciences.

J. Robin Warren, Australien, est né le 11 juin 1937 à Adélaïde (South Australia). Médecin, chef de clinique, en hématologie en 1962 à l’Institute of Medical Science d’Adélaïde puis en anatomopathologie en 1964 au Royal Melbourne Hospital, il est lauréat (conjointement avec Barry J. Marshall) des Prix Warren Alpert (1994) et Paul Ehrlich (1997).

FR :

Yves Chauvin, 75 ans, est un ancien élève de l’École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (promotion 1954). Directeur de Recherche à l’Institut Français du Pétrole, il fait preuve d’une créativité scientifique remarquable dans le domaine de la catalyse homogène. Il est à l’heure actuelle Directeur de Recherche Émérite à l’UMR 9986 à Lyon (France).

Richard R. Schrock, 60 ans, obtient son PhD à Harvard (États-Unis) en 1971 sous la direction de J.A. Osborn. Après un séjour post-doctoral avec Jack Lewis à Cambridge et un début de carrière chez duPont de Nemours, il est nommé professeur au Massachussetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge (États-Unis) en 1980.

Robert H. Grubbs, 63 ans, obtient son PhD à l’Université de Columbia (New York, États-Unis). Après un séjour postdoctoral à Stanford (California, États-Unis) sous la direction de Jim Collman, il rejoint en 1978 le California Institute of Technology (Caltech, Pasadena, États-Unis) où il est à l’heure actuelle professeur de chimie.

FR :

Qu’il le déplore ou s’en réjouisse, chacun s’accorde aujourd’hui sur un constat : il n’est guère de développement pérenne envisageable des biotechnologies sans partage. Tel médicament n’aura pu être développé que grâce au gène de résistance isolé de telle plante malgache. Tel chercheur ne pourra mettre au point son test de dépistage d’une maladie génétique qu’à partir des échantillons biologiques fournis par des patients donneurs. Et ce n’est qu’en accédant aux résultats du séquençage du génome du riz que la recherche pourra mettre au point des espèces plus performantes. Parce qu’en la matière, il n’y a pas d’innovation possible sans la double contribution de la ressource biologique et de la technique, le développement des biotechnologies débouche inéluctablement sur un impératif de partage entre ceux qui fournissent la ressource, ceux qui la travaillent et ceux qui l’exploitent.

EN :

In the face of growing exclusivist strategies that tend to hamper research and undermine equity, sharing imperatives have become a cornerstone of biotechnology development. Whereas a proliferation of laws and conventions now require the sharing of biological resources and knowledge as well as the sharing of benefits, contractual agreements more and more appear as a most useful tool to implement these requirements.