Les mutations « gain de glycosylation » Gains of glycosylation mutations

L’étude du syndrome de prédisposition mendélienne aux infections mycobactériennes (MIM 209950) a permis de mieux caractériser les mécanismes moléculaires de l’immunité anti-mycobactérienne chez l’homme. En effet, certains malades présentent une vulnérabilité héréditaire spécifique vis-à-vis des infections mycobactériennes [1-3]. Des études moléculaires ont montré qu’ils sont porteurs de mutations germinales dans cinq gènes participant aux voies d’activation cellulaire de l’interferon-γ (IFN-γ) ou de l’interleukine-12 (IL-12). Cela met en évidence le rôle indispensable de l’IFN-γ et de son principal inducteur l’IL-12 [4-10], dans le contrôle des infections mycobactériennes chez l’homme [11-13]. Nous avons récemment réalisé une étude sur trois enfants présentant des infections mycobactériennes disséminées chez lesquels nous avons trouvé une mutation faux sens T168N dans le gène IFNGR2. Ils sont issus de deux familles consanguines, non apparentées entre elles. La première patiente est originaire d’Iran et a développé une infection disséminée à l’âge d’un mois après vaccination par le bacille de Calmette et Guérin (BCG, c’est-à-dire M. bovis atténué). Actuellement âgée de deux ans et demi, elle est toujours traitée par des antibiotiques antimycobactériens. Les deux autres malades sont deux frères originaires d’Arabie Saoudite qui avaient développé une infection disséminée à M. fortiutum ; le premier est mort à l’âge de six ans, et le second, âgé de cinq ans, est toujours traité par des antibiotiques antimycobactériens. Chez ces trois enfants, nous avons identifié un défaut complet de réponse à l’IFN-γ. Les explorations ont été effectuées sur sang total [14], lignées lymphocytaires B immortalisées par le virus Epstein-Barr et sur fibroblastes transformés par l’antigène T SV40 issus des patients. La même mutation homozygote T168N du gène IFNGR2 a été retrouvée chez ces trois patients. Puis, par des techniques de microscopie confocale et de biotinylation de surface cellulaire des récepteurs, nous avons démontré que la protéine IFN-γR2 T168N mutante était exprimée, comme la protéine sauvage, à la surface cellulaire. Ces résultats attestaient que le défaut de réponse n’était pas dû à une localisation cellulaire anormale ou à une absence d’expression en surface. De plus, nous avons découvert que la mutation T168N avait un poids moléculaire apparent beaucoup plus élevé que celui de la forme sauvage. Ce gain de poids moléculaire ne semblait pas correspondre au seul changement d’acide aminé causé par la mutation. En effet, la mutation crée un nouveau site consensus de glycosylation (TSTA → NSTA) dans la chaîne 2 du récepteur de l’IFN-γ (IFN-γR2) [15]. Jusqu’à présent les mutations entraînant un gain de glycosylation ont toujours été considérées comme rares. Par l’utilisation de glucosidase (PNGaseF) ou d’inhibiteur chimique de la glycosylation (Tunicamycine), nous avons ensuite formellement démontré que le gain de poids était exclusivement dû à un gain de glycosylation. Puis, par mutagenèse dirigée, nous avons montré que la nouvelle molécule d’hydrate de carbone ajoutée était en elle-même délétère, abolissant la fonction du récepteur de l’IFN-γ. La complémentation du phénotype cellulaire a été effectuée in vitro et ex vivo, en traitant les cellules des patients par un inhibiteur de la N-glycosylation (Tunicamycine) ou par le PNGaseF (Figure 1). Nous avons ainsi prouvé qu’il était possible d’effectuer une complémentation chimique, sur les cellules du patient, avec des concentrations de drogues permettant une réponse normale en terme de synthèse protéique. Ces expériences démontrent que l’ajout de cet hydrate de carbone est directement responsable du défaut de réponse à l’IFN-γ. Une proportion importante de mutations responsables de maladies génétiques humaines pourrait donc être liée à la création de nouveaux sites de glycosylation. Ces mutations créent un « gain de glycosylation » et définissent un nouveau groupe de maladies génétiques, ouvrant de nouvelles possibilités thérapeutiques grâce à l’utilisation d’inhibiteurs de la …