Etude génétique et corrélation génotype-phénotype de la maladie de Parkinson dans la population Tunisienne

La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neuro-dégénérative la plus fréquente après la maladie d’Alzheimer, avec une prévalence qui augmente avec l’âge. La forme idiopathique de cette maladie débute en moyenne vers 60 ans. Toutefois, près de 10% des patients développent leurs premiers symptômes avant l’âge de 40 ans. La présence de plusieurs cas familiaux avec un âge de début de la maladie très précoce a permis d’identifier plusieurs loci mendéliens liés aux formes héréditaires autosomiques récessives et dominantes de la MP. Cependant, chez près de 50% des formes familiales et plus de 80% des formes sporadiques avec un début de maladie précoce, aucune mutation dans ces gènes connus n’a été détectée, suggérant une hétérogénéité génétique avec l’implication probable de plusieurs autres gènes. L’identification de ces nouveaux gènes associés aux formes monogéniques de la MP, est beaucoup plus pertinente dans les formes consanguines provenant d’une population de même origine géographique, supposée génétiquement homogène.  En Tunisie, la prévalence des troubles neuro dégénératifs, y compris la MP, est plus élevée que dans la plupart des autres pays. Dans cette région, les grands pedigrees, les faibles taux de migration et les taux élevés de consanguinité, augmentent le risque des maladies autosomiques récessives. Cette particularité fait de ce pays une source potentielle de recrutement des formes monogéniques de la MP, facilite l’établissement des corrélations génotype-phénotype et l’identification des nouveaux gènes impliqués. La collaboration dans le cadre d’un projet CMCU-PHC UTIQUE entre le Laboratoire de Recherche Neurogénétique Maladie de Parkinson et Maladie CérébroVasculaire auC.H.U Habib Bourguiba Sfax et l’Institut de cerveau et de la moelle épinière, Paris, France nous a permis d’entamer l’étude clinique et génétique de la maladie de Parkinson dans la population Tunisienne. Ainsi, nous avons recruté 250 patients atteints de la MP et suivis dans le service de Neurologie. Cela est dans l’objectif d’étudier les caractéristiques épidémiologiques, cliniques et génétiques du parkinsonisme Tunisien.

La maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson (MP) a été décrite pour la première fois en 1817 par « James Parkinson » initialement comme «une paralysie tremblante » dans sa monographie intitulée «An essay on the shaking palsy» à propos de 6 cas [1]. James Parkinson a donné les caractéristiques du tremblement de repos, des anomalies de la posture et de la marche, de la paralysie et de la diminution de la force musculaire, ainsi que la manière dont la maladie évolue au cours du temps. En 1868, c’est avec les médecins « Armand Trousseau » et « Alfred Vulpianque », que « Jean-Martin Charcot » formalise la triade classique des symptômes de la maladie : la rigidité musculaire, le tremblement de repos, la rareté et la lenteur des mouvements (bradykinésie) [2]. En 1877, « Charcot » a critiqué le terme de paralysie qu’il trouvait inapproprié et a proposé l’appellation de « maladie de Parkinson» [3].

Épidémiologie de la maladie de Parkinson

La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neuro-dégénérative la plus fréquente après la maladie d’Alzheimer [4]. Sa prévalence augmente avec l’âge et peut varier selon la localisation géographique et le sexe [5, 6]. Avec une prévalence allant de 41 pour 100 000 dans la quatrième décennie de la vie à plus de 1900 pour 100 000 dans les personnes de plus de 80 ans [4, 5, 7]. En effet, la méta-analyse des données mondiales a montré une prévalence croissante de la MP avec l’âge (tous pour 100 000): 41 en 40 à 49 ans; 107 dans 50 à 59 ans; 173 dans 55 à 64 ans; 428 en 60 à 69 ans; 425 de 65 à 74 ans; 1087 en 70 à 79 ans; et 1903 chez les plus de 80 ans [5]. Le rapport d’incidence annuelle homme/femme, ajusté selon l’âge, variait d’environ 1 à 2, avec une médiane de 1,5 [8, 9]. Cependant, il y avait une hétérogénéité dans ce rapport, avec un ratio hommes/femmes plus élevé dans les populations plus âgées. Une différence significative de la prévalence selon le sexe n’a été observée que pour les individus de 50 à 59 ans [5]. L’incidence est similaire chez les hommes et les femmes de moins de 50 ans (rapport M/F <1,2), et elle est 1,6 fois plus élevée chez les hommes que chez les femmes de plus de 80 [10]. L’explication de ces observations est incertaine. L’interprétation la plus simpliste c’est qu’il existe des effets potentiellement protecteurs de l’œstrogène ou des effets nocifs de la testostérone sur le développement de la MP. En fait les femmes atteintes de la MP étaient plus susceptibles d’avoir subi une hystérectomie ou une ovariectomie que celles qui n’avaient pas développé la MP, soutenant le rôle protecteur de l’œstrogène [11, 12]. Toutefois, si l’œstrogène était la seule cause, le rapport hommes/femmes serait probablement plus élevé dans les populations plus jeunes que dans les populations plus âgées. Une autre possibilité relativement simpliste est qu’il existe un gène de susceptibilité récessif sur le chromosome X, ce qui confère un risque accru chez les hommes. D’une autre part, le mode de vie masculin qui prédispose à d’autres expositions qui sont des facteurs de risque de la MP peut expliquer aussi cette prédominance masculine. Une différence significative a été aussi observée dans la prévalence par localisation géographique allant de 35,8/100 000 à 12 500/100 000 entre la chine, l’Asie et l’Europe [7]. Dans les pays du Golf, la prévalence varie entre 27 et 37/100 000 [13], alors qu’elle est beaucoup moins en Afrique de Sud (7-20/100 000) [14, 15]. En Tunisie, cette prévalence semble être la plus élevée en Afrique et augmente jusqu’à 43/100 000 [16].

Manifestations cliniques 

L’âge de début de la maladie
L’âge de début (AAO) de la maladie est généralement entre 50 et 69 ans dans 51 % des cas ou supérieur à 70 ans dans 39% des cas [17]. Par contre, 10-20% des patients sont touchés par les premiers symptômes avant 50 ans. On parle alors de maladie de Parkinson à début précoce. Dans de très rares cas, le trouble apparaît avant 20 ans ; c’est ce qu’on appelle la maladie de Parkinson juvénile [17]. Pour ces cas, Le diagnostic clinique peut être étayé par l’analyse génétique et la recherche des causes héréditaires.

Les signes cliniques moteurs 

Akinésie
L’akinésie est la difficulté d’initiation des mouvements volontaires mesurée par un temps de réaction. Dans la MP, l’akinésie se combine au ralentissement des mouvements (bradykinésie) et à la réduction de la mobilité automatique et volontaire (hypokinésie). L’akinésie parkinsonienne est caractérisée par le démarrage difficile de la marche avec de petits pas associée à la perte du balancement d’un bras, le dos courbé en avant et le cou raide [20]. On peut aussi observer une perte de la mimique gestuelle des membres supérieurs lors d’une conversation. Le visage présente des traits figés, un regard fixe (rareté du clignement palpébral) et peu expressifs (les sentiments ne s’expriment plus sur le visage). Au début de la maladie, la voix peut être altérée avec une parole monotone d’intensité plus faible. Ces pertes poussent le parkinsonien à penser chacun de ses gestes. Au final, la réalisation simultanée de deux actions différentes devient difficile. L’akinésie se remarque souvent précocement durant l’écriture, qui devient de taille réduite (micrographie).

Tremblement de repos

Dans 60 à 70% des cas, le signe initial de la MP est le tremblement de repos qui est initialement ressenti comme une sensation de vibration interne puis devient visible et manifeste. Suivant les cas, il peut apparaître ou être majoré en cas de stress, de fatigue, ou d’une concentration mentale forte (calcul mental). Le tremblement est unilatéral au départ, ou très asymétriques s’il est bilatéral. Il débute classiquement à l’extrémité distale du membre supérieur mais peut apparaitre au niveau du pied ou de la tête (lèvres, mâchoire, langue). Ce tremblement est présent au repos lorsque le segment de membre se retrouve en position de relâchement musculaire complet. Il se produit sous forme d’oscillations rythmiques régulières de faible amplitude ayant un rythme lent (4 à 6 cycles par seconde). Par contre, il disparait lors de l’exécution de mouvements volontaires pour réapparaitre quelques secondes.

Rigidité
La rigidité ou (hypertonie), est caractérisée par une résistance accrue à la mobilisation passive des membres, généralement accompagné du phénomène de la « roue dentée ». Elle peut être au niveau du cou, épaules, hanches ou aux niveaux des poignets et les chevilles. Ces membres conservent à la fin du mouvement l’attitude exercée, ce qu’on appelle rigidité en « tuyau de plomb ». Ceci a tendance à donner au patient une attitude fléchie et penchée en avant. La rigidité parkinsonienne est de type plastique qui se renforce par les mouvements volontaires du membre controlatéral (connu sous le nom de la manœuvre de Froment).

Instabilité posturale
L’instabilité posturale est due à la perte des réflexes posturaux est se manifeste généralement au cours des derniers stades de la maladie. La longue période de latence avant l’apparition des chutes différencie la MP d’autres troubles neurodégénératif. En effet la période moyenne de l’apparition de la première chute est de 108 mois chez les patients parkinsoniens comparé à 16,8 et 42 mois, chez les patients avec paralysie supra-nucléaire progressive (PSP) et atrophie multi systématisée (MSA) respectivement [22]. Le test de traction, dans lequel le patient est rapidement tiré vers l’arrière ou vers l’avant par les épaules, est utilisé pour évaluer le degré de rétropulsion ou de propulsion, respectivement. Prendre plus que de deux pas en arrière ou l’absence de toute réponse posturale indique une réponse posturale anormale. L’instabilité posturale est la cause la plus fréquente des chutes.

Freezing
Le freezing, également appelée bloc moteur, correspond à une dyskinésie touchant le plus souvent les jambes pendant la marche, mais les bras et les paupières peuvent aussi être impliqués. Il se manifeste généralement comme une incapacité de bouger de façon soudaine et transitoire (habituellement, 10 s). Cela peut inclure une hésitation au début de la marche ou l’interruption brutale de la marche dans des situations spécifiques. Bien que le freezing soit une caractéristique moteur de la MP mais elle se produit seulement chez environ 47% des patients [23]. Il se produit plus fréquemment chez les hommes que chez les femmes et moins fréquemment chez les patients dont le symptôme principal est le tremblement [23].

Table des matières

Introduction
Objectifs
Synthèse bibliographique
A. La maladie de Parkinson
I. ÉPIDEMIOLOGIE DE LA MALADIE DE PARKINSON
II. MANIFESTATIONS CLINIQUES
II.1. L’âge de début de la maladie
II.2. Les signes cliniques moteurs
II.2.1. AKINESIE
II.2.2. TREMBLEMENT DE REPOS
II.2.3. RIGIDITE
II.2.4. INSTABILITE POSTURALE
II.2.5. FREEZING
II.3. Les signes cliniques non-moteurs
II.3.1. LES TROUBLES NEUROVEGETATIFS OU DYSAUTONOMIE
II.3.1.1. Hypotension artérielle orthostatique
II.3.1.2. Troubles gastro-intestinaux
II.3.1.3. Les troubles vésico-sphinctériens
II.3.1.4. Autres troubles neurovégétatifs
II.3.2. LES TROUBLES SEXUELS
II.3.3. LES TROUBLES DU SOMMEIL
II.3.4. TROUBLES COGNITIFS ET DEMENCES
II.3.5. TROUBLES SENSITIFS ET DOULEUR
II.3.5.1. Déficits olfactifs
II.3.5.2. Les troubles visuels
II.3.5.3. Douleur et troubles somato-sensoriels
II.3.6. LES TROUBLES PSYCHIATRIQUES
II.3.6.1. La dépression
II.3.6.2. L’anxiété
III.1. Critères de diagnostic
III.2. Échelles et questionnaires d’évaluation
III.2.1. EVALUATION DE LA SEVERITE DE LA MALADIE
III.2.1.1. Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS)
III.2.1.2. Stade de Hoehn et Yahr
III.2.1.3. Echelle de Schwab et England
III.2.1.4. Les mouvements anormaux : Echelle AIMS
III.2.2. EVALUATION DES TROUBLES COGNITIFS
III.2.2.1. Mini Mental State Evaluation: MMSE
III.2.2.2. Montreal Cognitive Assessment : MoCA
III.2.2.3. Batterie Rapide d’Efficience Frontale : BREF
III.2.3. EVALUATION DES TROUBLES NEUROPSYCHIATRIQUES
III.2.3.1. La Geriatric Depression Scale (GDS)
III.2.3.2. Beck Depression Inventory
III.2.4. EVALUATION DE LA QUALITE DE VIE
III.2.4.1. Short Form Health Survey: SF-36
III.2.4.2. Échelles PDQ 39 et PDQ 8
IV.1. Les ganglions de la base ou les noyaux gris centraux (NGC)
IV.1.1. ORGANISATION ANATOMIQUE
IV.1.2. MORPHOLOGIE NEURONALE ET NEUROBIOCHIMIE
IV.1.2.1. Les neurones du striatum
IV.1.2.2. Neurones du pallidum et du locus niger
IV.1.2.3. Les neurones des noyaux sub-thalamiques
IV.1.3. ROLES DES GANGLIONS DE LA BASE
IV.1.4. ORGANISATION FONCTIONNELLE DES GANGLIONS DE LA BASE
IV.2. Circuits neuronaux touchés par la maladie de Parkinson
V.1. Dégénérescence neuronale
V.1.1. DEGENERESCENCES DES NEURONES DOPAMINERGIQUES
V.1.2. DEGENERESCENCES DES NEURONES NON DOPAMINERGIQUES
V.1.3. LES CORPS DE LEWY
VI.1. Les facteurs de risque environnementaux
VI.1.1. LES AGENTS TOXIQUES
VI.1.2. TRAUMATISMES CRANIENS
VI.1.3. LES FACTEURS PROTECTEURS
VI.2. Les facteurs génétiques
VI.2.1. LES GENES AUTOSOMIQUES DOMINANTS
VI.2.1.1. Le gène Synuclein Alpha : SNCA (PARK1 et PARK4)
VI.2.1.2. Le gène leucine rich repeat kinase 2: LRRK2 (PARK8)
VI.2.1.3. Le gène vacuolar protein sorting 35: VPS35 (PARK17)
VI.2.1.4. Acid beta-glucocerebrosidase : GBA
VI.2.1.5. Autres gènes peu ou non répliqués
VI.2.2. LES GENES AUTOSOMIQUES RECESSIFS
VI.2.2.1. Le gène Parkin (PARK2)
VI.2.2.2. PTEN-Induced Putative Kinase 1: PINK1 (PARK6)
VI.2.2.3. Le gène Oncogène DJ1 (PARK7)
VI.2.2.4. Autres gènes rares
VIII.1. Dopa thérapie et agonistes dopaminergiques
VIII.2. Anti cholinergiques
VIII.3. Stimulation cérébrale profonde
I.1. Préhistoire de la Tunisie [266]
I.2. La Tunisie d’aujourd’hui
II.1. Les différents haplogroupes du chromosome Y
II.1.1. L’ARBRE PHYLOGENETIQUE DU CHROMOSOME Y
II.2. Distribution à travers le monde des Y-haplogroupes
II.3. Structure génétique de la population Tunisienne révélée par les lignées paternelles
I.1. Recrutement et collecte des données
I.2. Données épidémiologiques
I.3. Données cliniques
I.3.1. AGE DE DEBUT
I.3.2. SCORES CLINIQUES
I.3.2.1. Score UPDRS III
I.3.2.2. Hoehn and Yahr scale
I.3.2.3. MMSE
I.3.2.4. Beck Depression Inventory
I.3.3. TRAITEMENT
I.3.4. SYMPTOMES NON MOTEURS
I.3.5. CLASSIFICATION DES PATIENTS EN FONCTION DE LA FORME CLINIQUE
II.1. Stratégie générale d’étude
II.2. Extraction de l’ADN génomique total à partir du sang
II.3. Criblage de la mutation LRRK2-p.G2019S par Taqman
II.4. Double capture de Target Sequencing et Next Generation Sequencing
II.5. Exome sequencing
II.6. Analyse bio-informatique
II.6.1. ALIGNEMENT DES SEQUENCES ET DETECTION DES VARIATIONS
II.6.2. FILTRATIONS ET SELECTION DES VARIATIONS
II.6.3. ANALYSE DE LA COUVERTURE ET DES CNVS
II.6.4. ANALYSE IN-SLICO DE LA PATHOGENICITE DES VARIATIONS
II.6.5. ANALYSE DE L’EFFET DES VARIATIONS SUR LA STRUCTURE DE LA PROTEINE
II.7. Validation des CNV par MLPA
II.8. Séquençage de Sanger
II.8.1. AMPLIFICATION PAR REACTION DE POLYMERISATION EN CHAINE (PCR)
II.8.2. PREPARATION DES PRODUITS DE PCR POUR LE SEQUENÇAGE
II.8.3. REACTION DE SEQUENÇAGE
II.8.4. AMPLIFICATION DU GENE GBA
II.9. Etudes des effetsfondateurs
II.9.1. HAPLOTYPE PORTEUR DE LA MUTATION LRRK2-P.G2019S
II.9.2. HAPLOTYPE PORTEUR DE LA MUTATION PINK1-P. Q456*
II.9.3. GENOTYPAGE DES MARQUEURS MICROSATELLITES
II.10. Origine ethnique des mutations fondatrices
II.11. Analyse des facteurs influençant la pénétrance de la mutation p.G2019S
II.11.1. ETUDE DE LA VARIATION RS2421947 DU GENE DNM3
II.11.2. RECHERCHE D’AUTRES VARIATIONS SUR LE GENE LRRK2
II.11.3. EXTRACTION D’ARN
II.11.4. TRAITEMENT DNASE I DE L’ARN TOTAUX
II.11.5. INVERSE TRANSCRIPTION-POLYMERASE CHAIN REACTION (RT-PCR)
II.12. PCR Long-range
II.13. PCR en temps réel
II.13.1. REACTIFS ET REACTION
II.13.2. OPTIMISATION DES CONDITIONS DE LA QPCR
II.13.3. CALCUL DE LA QUANTITE RELATIVE DE L’ADN MITOCHONDRIAL
II.14. Analyse statistique
IV.1. Comparaison des caractéristiques cliniques entre les porteurs et les non-porteursde la mutation p.G2019S
IV.2. Comparaison des caractéristiques cliniques entre les porteurs mâles et femelles de la mutation p.G2019S
IV.3. Comparaison des caractéristiques cliniques entre les porteurs de la mutation p.G2019S à l’état homozygote et hétérozygote
V.1. Effet de la variation DNM3 rs2421947sur l’âge de début
V.2. Recherche d’autres variations sur le gène LRRK2
V.2.1. ÉTUDE DE LA VARIATION P. S1647T : C.4939T>A
V.2.2. ÉTUDE DE LA VARIATION P.L953L : C.2857T>C
V.2.3. ANALYSE DE L’EFFET DE LA VARIATION P.L953L SUR L’EXPRESSION DU GENE LRRK2
II.1. Patient PD-TN-38-12
II.2. Patient PD-TU-60
IV.1.1. LES MUTATIONS IDENTIFIEES SUR LE GENE PINK1
IV.2. Analyse de l’effet fondateur de la mutation p.Q456*
II.1. Le gène MAN2B2 : p.Arg195*
II.2. Le gène ATAD3A : p.Ala264Ser
II.3. Le gène IDE : p.Arg722Trp
II.4. Le gène BRE : p.Ser11Cys
III.1. Le gène ATXN3
III.2. Le gène HTRA2 : p.Pro239Leu
III.3. Le gène MAPT : p.Arg222Ser et p.Pro512His
Conclusion

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