Research and characterization of genes implicated in the catecholaminergic ventricular tachycardia
Etude et caractérisation des gènes impliqués dans la tachycardie ventriculaire polymorphe catécholaminergique
Résumé
Catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (CPVT) is a rare and severe inherited arrhythmogenic disorder, responsible for sudden death in young patients. It is a genetically heterogenous pathology with an autosomal dominant form associated with mutations of the RYR2 gene, and a recessive form associated with mutations of the CASQ2 gene. The ryanodine receptor RyR2 is a Ca2+ channel, and the calsequestrin Casq2 is the major calcium storage protein, located in the sarcoplasmic reticulum of the cardiomyocytes. They belong to the calcium release complex (CRC) that plays a central role in excitation-contraction coupling. In this work, we report the identification of RYR2 and CASQ2 mutations in 75 and 11 CPVT probands, respectively. We identified two cases of germline and somatic mosaicism in RYR2. Two splicing mutations of CASQ2 have been validated using a splicing minigene assay. We searched for mutations among 97 CPVT probands, negative for RYR2 and CASQ2, in three candidate genes: TRDN, ASPH and FKBP1B, encoding three proteins of the CRC. We did not identify any mutation of ASPH and FKBP1B genes. However, we found three mutations in the TRDN gene, encoding the cardiac triadin: a microdeletion, a nonsense mutation, both leading to a premature stop codon, and a missense mutation. We demonstrated that the missense mutation induces a drastic reduction of the protein in cellular and animal models. All the three mutations would thus be associated with the absence of triadin, leading to dysfunction of the CRC, and arythmias. In conclusion, our results confirm that RYR2 is the major gene implicated in CPVT, and CASQ2 rarely implicated. Moreover, we report mutations of the TRDN gene for the first time in pathology, as a third gene associated with a rare autosomal recessive form of CPVT.
La Tachycardie Ventriculaire Polymorphe Catécholaminergique (TVPC) est une pathologie rythmique héréditaire rare et sévère, responsable de mort subite chez le sujet jeune. Les mutations des gènes RYR2 et CASQ2 sont associées respectivement à une transmission autosomique dominante et récessive de la maladie. Le canal calcique RyR2 et la protéine chélatrice du calcium Casq2 sont situés dans le réticulum sarcoplasmique (RS) où ils participent au complexe de relâchement calcique (CRC), essentiel à l'homéostasie calcique cardiaque. L'analyse de RYR2 et CASQ2 chez 214 probands ayant présenté une TVPC nous a permis d'identifier respectivement des mutations chez 75 et 11 probands. Deux cas de mosaïques germinales et somatiques ont été identifiés dans le gène RYR2. Deux mutations d'épissage du gène CASQ2 ont été validées à l'aide de minigènes. Chez 97 patients négatifs pour RYR2 et CASQ2, nous avons décidé de rechercher des mutations de trois protéines du CRC (la triadine, la junctine et FKBP12.6) en séquençant les gènes correspondants. Nous n'avons retrouvé aucune mutation de la junctine, ni de FKBP12.6. En revanche, nous avons identifié trois mutations de la triadine: une micro-délétion et une mutation non-sens entraînant un codon stop prématuré, ainsi qu'une variation faux-sens, dont la caractérisation à l'aide de modèle animal et cellulaire a montré qu'elle entraînait une dégradation massive de la protéine. Les mutations du gène TRDN seraient associées à une absence de triadine entraînant une dysfonction du CRC, à l'origine des arythmies observées. En conclusion, nos résultats confirment que RYR2 est le gène majeur impliqué dans la TVPC, CASQ2 étant rarement impliqué; et nous rapportons, pour la première fois, des mutations du gène TRDN en pathologie humaine, associée à une forme autosomique rare de TVPC.
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Sciences agricoles
Origine : Version validée par le jury (STAR)