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Aperçus génétiques sur la maladie de Parkinson

De nouvelles découvertes révèlent le rôle du gène RAB32 dans le risque de la maladie de Parkinson.

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La Maladie de Parkinson (PD) est un truc qui touche le système nerveux et qui évolue avec le temps. Ça arrive à cause de la perte de certaines cellules cérébrales qui produisent de la dopamine, un produit chimique essentiel pour des mouvements fluides et coordonnés. Les gens qui ont Parkinson vivent souvent des tremblements, de la rigidité, et des problèmes d'équilibre et de coordination. On ne comprend pas encore totalement pourquoi certaines personnes développent cette maladie, mais la génétique et des facteurs environnementaux peuvent jouer un rôle.

Facteurs génétiques dans la maladie de Parkinson

Des recherches montrent que la génétique peut contribuer à la maladie de Parkinson. Des études ont révélé que 19% à 37% du risque de développer PD peuvent être liés à des facteurs génétiques. Ça veut dire que, même si les gènes sont importants, ce ne sont pas les seules raisons pour lesquelles quelqu'un pourrait avoir Parkinson. Les scientifiques travaillent à identifier de nouveaux gènes liés à la maladie pour mieux comprendre son fonctionnement et comment on pourrait le traiter.

Certains gènes associés à Parkinson incluent alpha-synucléine (SNCA), Parkin, et PINK1. Des Mutations dans ces gènes peuvent causer des problèmes de fonctionnement du cerveau. Par exemple, l'alpha-synucléine est impliquée dans la formation de masses qui abîment les cellules cérébrales, tandis que Parkin et PINK1 sont liés à la santé des mitochondries, les usines d'énergie des cellules.

Le gène RAB32 et son rôle

Une étude récente s'est concentrée sur un gène appelé RAB32, qui fait partie d'un groupe de gènes connus sous le nom de RAB GTPases. Ces gènes aident les cellules à transporter des matériaux à l'intérieur d'eux-mêmes. En examinant des familles avec plusieurs cas de Parkinson, les chercheurs ont trouvé un changement spécifique dans le gène RAB32 (appelé Ser71Arg) qui semblait être lié à la maladie.

Ils ont analysé des échantillons de sang de 130 familles où plusieurs personnes avaient été diagnostiquées avec Parkinson. Grâce à des tests génétiques avancés, ils ont identifié plusieurs changements dans RAB32 et ont découvert que le changement Ser71Arg co-existait avec la maladie chez certains membres de la famille. Ça suggère que ce changement spécifique pourrait augmenter le risque de développer Parkinson.

Familles touchées par la mutation RAB32

Les chercheurs ont observé le changement Ser71Arg dans trois familles avec Parkinson à début tardif. Dans ces familles, certains individus avaient des symptômes comme des tremblements et des problèmes cognitifs. Le modèle d'hérédité dans ces familles montrait que la mutation RAB32 se transmettait de génération en génération.

Dans une famille, deux frères et sœurs avaient tous les deux la mutation et ont développé des symptômes à des âges similaires. Une autre famille, où des cousins portaient la mutation, a aussi rapporté des problèmes de mouvement et de cognition. Fait intéressant, certains membres de la famille qui avaient la mutation ne montraient aucun symptôme de la maladie, ce qui est une caractéristique courante dans les conditions génétiques appelée pénétrance incomplète.

Trouver plus de cas de la mutation RAB32

Pour comprendre à quel point la mutation RAB32 Ser71Arg pourrait être commune chez les personnes avec Parkinson, les chercheurs ont examiné un groupe plus large d'individus avec la maladie. Ils ont trouvé plusieurs autres cas de personnes avec la même mutation. Au total, ils ont identifié 16 individus qui avaient le changement RAB32 et montraient des symptômes typiques de la maladie de Parkinson.

Beaucoup de ces personnes répondaient bien aux traitements utilisés pour Parkinson, ce qui aide à soulager certains symptômes. L'âge moyen d'apparition pour ces patients était d'environ 54 ans, mais ça variait de 31 à 81 ans.

Ascendance et contexte génétique

L'étude a aussi révélé que les personnes avec la mutation RAB32 Ser71Arg semblaient partager une ascendance commune. Leurs traits génétiques indiquaient qu'elles pourraient descendre d'un ancêtre commun. Ce modèle est similaire à ce que les chercheurs ont observé avec d'autres mutations génétiques liées à Parkinson, indiquant que certaines mutations peuvent être plus fréquentes dans certaines populations.

Comment fonctionne RAB32

RAB32, comme d'autres de sa famille, aide à gérer le mouvement de matériaux à l'intérieur des cellules. L'étude a montré que RAB32 se trouve dans tout le corps, y compris le cerveau. Dans le cerveau, il est présent dans les zones touchées par la maladie de Parkinson.

Biologiquement, RAB32 joue un rôle dans les réponses immunitaires et l'élimination des agents pathogènes (ceux qui causent des maladies). Il se connecte à d'autres protéines, ce qui aide à réguler des processus à l'intérieur des cellules. La mutation RAB32 identifiée pourrait perturber ces fonctions, ce qui pourrait causer des problèmes qui contribuent à Parkinson.

Prévoir l'impact de la mutation

Les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour prédire comment le changement de Sérine à Arginine (Ser71Arg) pourrait affecter la fonction de la protéine RAB32. Ils ont découvert que cette mutation pourrait gêner la manière dont RAB32 interagit avec d'autres molécules dans la cellule. Les résultats indiquaient que la mutation pourrait augmenter l'activité d'une autre protéine liée à Parkinson, LRRK2.

Interaction avec d'autres protéines

LRRK2 est une autre protéine qui affecte la façon dont les neurones fonctionnent. On sait que des mutations dans LRRK2 peuvent aussi mener à Parkinson. L'interaction entre RAB32 et LRRK2 est considérée comme importante dans le contexte de la maladie. Les chercheurs ont trouvé que la mutation RAB32 augmentait l'activité de LRRK2, ce qui pourrait influencer le processus de la maladie.

Co-localisation avec PINK1

L'étude a examiné comment RAB32 interagit avec une autre protéine appelée PINK1, qui est aussi liée à Parkinson. Ils ont découvert que RAB32 était étroitement localisé avec PINK1 dans les cellules, et cette relation était affectée par la mutation Ser71Arg. Ça suggère que RAB32 pourrait jouer un rôle dans le fonctionnement de PINK1, qui est vital pour protéger les cellules des dommages.

Résumé des résultats

Cette recherche met en avant l'importance du gène RAB32 pour comprendre la maladie de Parkinson. L'identification de la mutation Ser71Arg dans plusieurs familles suggère une base génétique pour certains cas de PD. C'est une étape importante pour découvrir les complexités de la maladie, qui implique une combinaison de facteurs génétiques et environnementaux.

La découverte de cette mutation éclaire des pistes potentielles qui pourraient être ciblées pour de futures thérapies. En comprenant mieux comment RAB32 et les protéines liées fonctionnent dans le cerveau, les chercheurs pourraient développer de nouvelles stratégies pour traiter ou même prévenir la maladie de Parkinson.

Alors que la science continue d'avancer, des découvertes comme celles-ci ouvrent la voie à des percées dans notre approche des maladies neurodégénératives. La recherche continue sera essentielle pour clarifier le rôle exact de RAB32 et ses connexions avec d'autres protéines liées à la maladie de Parkinson, ainsi que pour trouver des traitements efficaces qui peuvent améliorer la vie des patients.

Source originale

Titre: A pathogenic variant in RAB32 causes autosomal dominant Parkinsons disease and activates LRRK2 kinase

Résumé: BackgroundParkinsons disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder. Mendelian forms have revealed multiple genes, with a notable emphasis on membrane trafficking; RAB GTPases play an important role in PD as a subset are both regulators and substrates of LRRK2 protein kinase. To explore the role of RAB GTPases in PD, we undertook a comprehensive examination of their genetic variability in familial PD. MethodsAffected probands from 130 multi-incident PD families underwent whole-exome sequencing and genotyping, Potential pathogenic variants in 61 RAB GTPases were genotyped in relatives to assess disease segregation. These variants were also genotyped in a larger case-control series, totaling 3,078 individuals (2,734 with PD). The single most significant finding was subsequently validated within genetic data (6,043 with PD). Clinical and pathologic findings were summarized for gene-identified patients, and haplotypes were constructed. In parallel, wild-type and mutant RAB GTPase structural variation, protein interactions, and resultant enzyme activities were assessed. FindingsWe found RAB32 c.213C>G (Ser71Arg) to co-segregate with autosomal dominant parkinsonism in three multi-incident families. RAB32 Ser71Arg was also significantly associated with PD in case-control samples: genotyping and database searches identified thirteen more patients with the same variant that was absent in unaffected controls. Notably, RAB32 Ser71Arg heterozygotes share a common haplotype. At autopsy, one patient had sparse neurofibrillary tangle pathology in the midbrain and thalamus, without Lewy body pathology. In transfected cells the RAB32 Arg71 was twice as potent as Ser71 wild type to activate LRRK2 kinase. InterpretationOur study provides unequivocal evidence to implicate RAB32 Ser71Arg in PD. Functional analysis demonstrates LRRK2 kinase activation. We provide a mechanistic explanation to expand and unify the etiopathogenesis of monogenic PD. FundingNational Institutes of Health, the Canada Excellence Research Chairs program, Aligning Science Across Parkinsons, the Michael J. Fox Foundation for Parkinsons Research, and the UK Medical Research Council.

Auteurs: Emil K Gustavsson, J. Follett, J. Trinh, S. K. Barodia, R. Real, Z. Liu, M. Grant-Peters, J. D. Fox, S. Appel-Cresswell, J. A. Stoessl, A. Rajput, A. H. Rajput, R. Auer, R. Tilney, M. Sturm, T. B. Haack, S. Lesage, C. Tesson, A. Brice, C. Vilarino-Gueell, M. Ryten, M. S. Goldberg, A. B. West, M. T. Hu, H. R. Morris, M. Sharma, Z. Gan-Or, B. Samanci, P. Lis, T. Tocino, R. Amouri, S. Ben Sassi, F. Hentati, F. Tonelli, D. R. Alessi, M. J. Farrer

Dernière mise à jour: 2024-01-18 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.24300927

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.24300927.full.pdf

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