Mutations RBL2 : Impact sur le développement du cerveau
Une étude révèle comment les mutations RBL2 affectent la croissance et le fonctionnement du cerveau.
― 7 min lire
Table des matières
Les protéines rétinoblastome (RB) sont super importantes pour comment les cellules grandissent et se divisent, surtout pendant le développement. Chez les mammifères, il y a trois types de protéines RB : RB1, RBL1 et RBL2. Elles ont certaines fonctions en commun, mais chacune a aussi ses propres rôles. Ces protéines aident à contrôler l'activité des facteurs de transcription E2F, qui peuvent activer ou désactiver certains gènes selon le type de cellules. Les Mutations dans ces protéines RB peuvent mener à divers problèmes de santé. Par exemple, RB1 est bien connu pour son rôle dans la prévention des tumeurs, et quand ça ne fonctionne pas bien, ça peut mener à différents types de cancers, comme le rétinoblastome, le cancer de la prostate et le cancer du sein.
RBL1 et RBL2 agissent aussi comme des protecteurs contre les tumeurs en empêchant E2F de faire diviser les cellules trop vite. RBL1 stoppe surtout E2F1, tandis que RBL2 interagit avec différents E2F et aide à gérer la division cellulaire. Ça joue aussi un rôle pour s'assurer que les cellules ne se réparent pas trop vite, ce qui est important pour contrôler comment les cellules vieillissent et maintiennent leur ADN.
Des études récentes ont montré que RBL1 et RBL2 participent aussi au développement des cellules nerveuses et aident les neurones matures à rester en vie. Problème, quand RBL2 a des mutations, ça peut être lié à de gros problèmes de développement chez les enfants, comme des retards de croissance, des caractéristiques physiques inhabituelles et des soucis de comportement. Mais on ne comprend pas encore bien les conditions liées à RBL2, car ça a été observé chez un petit nombre de Patients. Ça veut dire qu'il faut encore bosser pour comprendre comment RBL2 affecte le développement du cerveau.
Pour en savoir plus sur les effets des mutations RBL2, les chercheurs ont étudié un groupe de 28 patients de 18 familles avec des mutations spécifiques qui étaient censées perturber la fonction de RBL2. Cette recherche a aidé à révéler plus d'infos sur les caractéristiques cliniques associées aux mutations RBL2, montrant des traits physiques communs et des résultats d'imagerie cérébrale. De plus, les chercheurs ont identifié 14 nouvelles mutations qui peuvent causer des maladies.
Des modèles animaux, comme les mouches, ont aussi été utilisés pour étudier RBL2. Quand les chercheurs ont regardé RBF, la version mouche de RBL2, ils ont constaté que ça impacte le développement et le fonctionnement du système nerveux. Les mouches avec une réduction de la fonction RBF montraient des changements physiques similaires à ceux des patients, comme des têtes plus petites et des problèmes de mouvement. Fait intéressant, les chercheurs ont découvert que RBF est important non seulement pendant le développement précoce mais aussi chez les neurones complètement développés, ce qui signifie que ça joue un rôle dans le maintien d'un mouvement normal chez les mouches adultes.
Recrutement de patients et évaluation clinique
Les chercheurs ont identifié des individus affectés en collaborant avec divers laboratoires génétiques et bases de données. Tous les participants et leurs gardiens ont donné leur accord pour participer à l'étude. Les tests génétiques impliquaient le séquençage de l'ADN à partir d'échantillons de sang, suivi de la confirmation des mutations potentielles par une analyse plus poussée.
Des données cliniques détaillées ont été collectées, y compris des antécédents familiaux et des résultats d'IRM cérébrales examinés par des experts pédiatriques. Des vidéos de patients ont été analysées pour étudier des comportements spécifiques. Les caractéristiques faciales ont aussi été évaluées à partir d'images, et toute caractéristique physique unique a été notée selon des directives établies.
Résultats clés de l'analyse des patients
L'étude a inclus 28 patients, dont 13 femmes et 15 hommes, avec des âges allant de 2 à 36 ans. Beaucoup de familles avaient des antécédents de mariages entre proches. La majorité des grossesses et des naissances étaient normales, avec la plupart des nouveau-nés montrant une taille et un poids typiques. Cependant, beaucoup d'entre eux ont eu des défis comme un tonus musculaire faible et des difficultés à se nourrir.
Tous les patients ont connu des retards de développement et des handicaps intellectuels. La plupart n'ont pas réussi à atteindre des jalons de développement importants comme s'asseoir, marcher et parler de manière autonome. Beaucoup de patients présentaient aussi des signes d'autisme et de comportements agressifs. Les crises étaient courantes, avec différents types et âges de début signalés. Les examens neurologiques ont révélé des anomalies comme des réflexes accrus et une faiblesse musculaire.
Les IRM cérébrales ont montré des signes d'atrophie cérébrale et des problèmes de matière blanche, indiquant des caractéristiques neurodégénératives potentielles. Notamment, certains patients avaient des résultats anormaux spécifiques dans leurs yeux. Collectivement, ces caractéristiques cliniques peignent un tableau complexe des défis rencontrés par les individus avec des troubles liés à RBL2.
Comprendre la connexion entre RBL2 et le développement du cerveau
Pour explorer davantage le lien entre RBL2 et la fonction cérébrale, les chercheurs se sont tournés vers la mouche Drosophila melanogaster. Les mouches avec des mutations RBF montraient des yeux et des cerveaux plus petits, similaire à la microcéphalie observée chez les humains avec des mutations RBL2. Cette recherche a révélé que la perte de fonction de RBF entraînait une augmentation de la mort cellulaire pendant le développement du cerveau, renforçant le lien entre les mutations RBL2 et les problèmes neurodéveloppementaux.
L'étude des mouches adultes a confirmé que RBF est important non seulement durant le développement précoce mais aussi chez les neurones pleinement fonctionnels. Les expériences ont montré que réduire l'expression de RBF chez les neurones adultes causait d'importants problèmes de mouvement, ce qui suggère que l'activité adéquate de RBF est cruciale pour maintenir un comportement normal.
Le rôle de RBF dans différents types de neurones
Différents types de neurones ont été affectés par la réduction de RBF. La baisse d'activité la plus significative a été observée dans les neurones qui libèrent le neurotransmetteur glutamate, qui sont importants pour le mouvement. En revanche, réduire l'expression de RBF dans d'autres types de neurones n'avait pas un impact aussi important.
Fait intéressant, quand les chercheurs ont restauré l'expression de RBF dans des neurones adultes, ils ont pu inverser les problèmes de mouvement observés chez les mouches déficientes en RBF. Cela suggère que RBF joue non seulement un rôle durant le développement cérébral, mais est aussi nécessaire au fonctionnement des neurones matures.
Conclusion
Cette recherche met en lumière le rôle essentiel de RBL2 dans le développement et le fonctionnement du cerveau. Les mutations dans RBL2 sont liées à une variété de problèmes de développement et de caractéristiques neurodégénératives chez les patients. En étudiant les mouches, les chercheurs ont pu découvrir des aspects importants du fonctionnement de RBL2, fournissant des pistes qui pourraient mener à de futures thérapies.
Les résultats soulignent le besoin de recherches supplémentaires pour bien comprendre les mécanismes derrière les troubles liés à RBL2, ainsi que le potentiel de thérapie génique pour améliorer les résultats pour les individus affectés. Cette étude contribue non seulement à notre compréhension d'une condition génétique rare, mais ouvre aussi des voies pour développer de futurs traitements qui pourraient atténuer certains des défis rencontrés par les patients.
Titre: Clinical and neurogenetic characterisation of autosomal recessive RBL2-associated progressive neurodevelopmental disorder
Résumé: Retinoblastoma (RB) proteins are highly conserved transcriptional regulators that play important roles during development by regulating cell-cycle gene expression. RBL2 dysfunction has been linked to a severe neurodevelopmental disorder. However, to date, clinical features have only been described in six individuals carrying five biallelic predicted loss of function (pLOF) variants. To define the phenotypic effects of RBL2 mutations in detail, we identified and clinically characterized a cohort of 28 patients from 18 families carrying LOF variants in RBL2, including fourteen new variants that substantially broaden the molecular spectrum. The clinical presentation of affected individuals is characterized by a range of neurological and developmental abnormalities. Global developmental delay and intellectual disability were uniformly observed, ranging from moderate to profound and involving lack of acquisition of key motor and speech milestones in most patients. Frequent features included postnatal microcephaly, infantile hypotonia, aggressive behaviour, stereotypic movements and non-specific dysmorphic features. Common neuroimaging features were cerebral atrophy, white matter volume loss, corpus callosum hypoplasia and cerebellar atrophy. In parallel, we used the fruit fly, Drosophila melanogaster, to investigate how disruption of the conserved RBL2 orthologueue Rbf impacts nervous system function and development. We found that Drosophila Rbf LOF mutants recapitulate several features of patients harboring RBL2 variants, including alterations in the head and brain morphology reminiscent of microcephaly, and perturbed locomotor behaviour. Surprisingly, in addition to its known role in controlling tissue growth during development, we find that continued Rbf expression is also required in fully differentiated post-mitotic neurons for normal locomotion in Drosophila, and that adult-stage neuronal re-expression of Rbf is sufficient to rescue Rbf mutant locomotor defects. Taken together, this study provides a clinical and experimental basis to understand genotype-phenotype correlations in an RBL2-linked neurodevelopmental disorder and suggests that restoring RBL2 expression through gene therapy approaches may ameliorate aspects of RBL2 LOF patient symptoms.
Auteurs: Henry HOULDEN, G. AUGHEY, E. CALI, R. MAROOFIAN, M. S. ZAKI, A. T. PAGNAMENTA, F. RAHMAN, L. MENZIES, A. SHAFIQUE, M. SURI, E. ROZE, M. AGUENNOUZ, Z. GHIZLANE, S. M. Saadi, Z. ALI, U. ABDULLAH, H. A. CHEEMA, M. N. ANJUUM, G. MOREL, R. MCFARLAND, U. ALTUNOGLU, V. KRAUS, M. SHOUKIER, D. MURPHY, K. FLEMMING, H. YTTERVIK, H. RHOUDA, G. LESCA, B. N. MURTAZA, M. U. Rehman, G. H. SEO, C. BEETZ, H. KAYSERILI, Y. KRIOULIE, W. K. CHUNG, S. NAZ, S. MAQBOOL, J. GLEESON, S. M. BAIG, S. EFTHYMIOU, J. C. TAYLOR, M. SEVERINO, J. J. JEPSON
Dernière mise à jour: 2024-05-05 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.24306631
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.03.24306631.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à medrxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.