Soutenance mémoire
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Prise en charge post-natale
A la naissance, les patients bénéficient d’une évaluation immédiate par une équipe rompue à la prise en charge réanimatoire. Une échographie cardiaque est proposée dans les premiers jours de vie chez les patients pauci ou asymptomatiques, ou en urgence chez les patients présentant des signes de décompensation cardiaque néonatale. Cette échographie permet d’évaluer la fonction ventriculaire et l’existence d’une éventuelle hypertension artérielle pulmonaire iso ou suprasystémique.16 Une IRM cérébrale doit également être réalisée dans les premiers jours de vie. Celle-ci permet une évaluation plus fine du retentissement du vol vasculaire sur le parenchyme cérébral.
L’ensemble des investigations réalisées à la naissance est intégré dans un score pronostique, le score néonatal de Bicêtre.17 Ce score évalue les fonctions cardiaques, cérébrales, respiratoires, hépatiques et rénales et permet une orientation thérapeutique en fonction de la sévérité de la symptomatologie (Tableau 2) :
– Un score inférieur à 8 : le pronostic cérébral est sombre malgré une prise en charge intensive. Une abstention thérapeutique et un accompagnement sont préconisés.
– Un score compris entre 8 et 12 : une prise en charge par embolisation doit être réalisée en urgence devant le risque de détérioration cérébrale et systémique rapide.
– Un score supérieur à 12 : la situation clinique est contrôlable par un traitement médical. La réalisation d’un geste endovasculaire sera proposée vers l’âge de cinq mois de vie.
L’embolisation est aujourd’hui le traitement de première intention dans le monde en raison des bénéfices escomptés largement supérieurs aux risques de la procédure.
La première embolisation a pour but une oblitération partielle (jusqu’à 50%) du shunt artério-veineux (Figure 6). Les conséquences à court terme sont une normalisation rapide de l’hémodynamique permettant une décroissance des médicaments cardiotropes.
L’embolisation trans-artérielle permet également l’obtention d’un équilibre des pressions hydro-veineuses et contribue à lutter contre l’hydrocéphalie. Un patient bénéficiera d’une ou plusieurs sessions d’embolisations en fonction du type de MAVG (murale ou choroïdienne), de l’importance du shunt initial et de la réponse à la première embolisation.
MAVG et syndrome malformation capillaire – malformation artérioveineuse
Le syndrome malformation capillaire – malformation artérioveineuse (CM-AVM) se caractérise par l’association de multiples malformations capillaires et d’une ou plusieurs MAV.19 Les malformations capillaires sont de petite taille, de couleur rosée, le plus souvent multiples et disséminées sur le corps. Les MAV associées peuvent intéresser différents territoires : intra-musculaires, cutanées, sous-cutanées, intra-osseuses ou cérébrales. Le syndrome CM-AVM, décrit pour la première fois en 2003, est dû dans près de 50% des cas à des mutations hétérozygotes perte de fonction du gène RASA1.20,21 Ce gène, situé en 5q13.3, code pour une protéine (p120-RasGAP) qui est une GTPase ctivating protein augmentant la faible activité GTPase intrinsèque de p21Ras (MIM #139150). Cette protéine est directement impliquée dans le contrôle de la prolifération et de la différenciation cellulaire. Les protéines RAS sont en cycle permanent entre forme active (guanosine-triphosphate) et forme inactive (guanosine-diphosphate). La faible activité GTPase des protéines RAS est renforcée par l’action de protéines GAPs (GTPaseactivating proteins) comme RASA1. La protéine RASA1 a été initialement purifiée à partir de tissus placentaires en 1988.22 Sa cartographie sur le bras long du chromosome 5 a été déterminée un an plus tard.23 Les études sur modèle murin ont permis de déterminer l’implication de RASA1 dans le développement vasculaire. L’invalidation du gène (« knockout » homozygote) aboutit à un arrêt précoce du développement et à la mort des souris au 10ème jour de gestation.24 L’étude approfondie des souris, dont l’expression de RASA1 a été réprimée, objective de nombreuses anomalies vasculaires impliquant notamment des réductions du calibre des gros vaisseaux, un bourgeonnement anormal des vaisseaux issus de branches ventrales segmentaires provenant de l’aorte dorsale ainsi que des aberrations vasculaires du sac vitellin. Les souris hétérozygotes mutantes ne présentaient pas de phénotype vasculaire particulier.
Le lien entre le locus de RASA1 et le syndrome CM-AVM a été suggéré grâce à une étude de liaison génétique au sein d’une famille multiplex.25 La confirmation de l’implication de RASA1 a été démontrée par la même équipe : 6 familles présentant des malformations capillaires associées à des malformations artérioveineuses ou à des angiodysplasies ostéohypertrophiques (syndrome de Parkes-Weber) étaient porteuses de mutations hétérozygotes perte de fonction de RASA1.19 La variabilité phénotypique a été associée au fait que RASA1 code pour une protéine impliquée dans la signalisation de plusieurs récepteurs de facteurs de croissance contrôlant la prolifération, la migration et la survie de plusieurs populations cellulaires dont les cellules endothéliales. Il a été rapporté des familles dans lesquelles co-ségrégent mutations pathogéniques de RASA1 et malformations capillaires, en l’absence de malformations artérioveineuses.26 Une étude de cohorte rétrospective a permis d’impliquer des mutations pathogéniques de RASA1 chez plus de deux tiers des patients porteurs d’un authentique syndrome CM-AVM.21 Les mutations, majoritairement tronquantes, ne sont pas restreintes à une région particulière du gène. Les MAV associées sont disséminées : cérébrales, osseuses, linguales et rachidiennes. Trois des 12 patients porteurs de MAV intracrâniennes, étaient atteints de MAVG. Une autre publication de la même équipe fait état de deux patients mutés pour RASA1 et porteurs d’une MAVG, sur 101 patients issus de 44 familles.20 Par la suite, la même équipe a publié une série de 11 patients atteints de MAVG parmi lesquels quatre étaient porteurs de mutations hétérozygotes de RASA1 (trois mutations faux sens et une mutation non-sens).27 Les trois premiers patients présentaient une MAVG isolée, le quatrième avait des malformations capillaires associées. Il existe cependant une limite relative à ces cohortes : aucune description angiographique précise n’a été fournie permettant d’attester de l’authenticité des MAVG. L’hypothèse d’un diagnostic différentiel, tel qu’une fistule piale se drainant dans une veine de Galien mature, ne peut être écartée.
Plus récemment, l’hypothèse d’un second évènement s’associant aux mutations germinales a été soulevée. Il a été objectivé l’existence de mutations somatiques tronquantes de RASA1 au sein de malformations capillaires chez des patients porteurs par ailleurs d’une autre mutation germinale de RASA1 (également tronquante).28,29 La grande variabilité phénotypique ainsi que l’existence de mutations somatiques surajoutées confortent l’idée qu’un second évènement pourrait être nécessaire pour la genèse d’anomalies vasculaires dans le syndrome CM-AVM. Ce modèle physiopathologique a déjà été démontré dans le cas d’autres anomalies vasculaires tels que les cavernomes cérébraux héréditaires liés à des mutations des gènes CCM1, CCM2 ou CCM3.30 La
pénétrance de la maladie est incomplète puisque 40% des porteurs de mutations pathogéniques ne développeront aucun symptôme. L’inactivation somatique d’un des gènes CCM1, CCM2 ou CCM3 au niveau de l’endothélium lésé se surajoute à l’inactivation germinale de l’autre copie du même gène pour générer la survenue d’un ou plusieurs cavernomes cérébraux.
MAVG et maladie de Rendu-Osler-Weber (Télangiectasie hémorragique héréditaire)
Le syndrome de télangiectasie hémorragique héréditaire (HHT ou maladie de Rendu-Osler-Weber) correspond à une maladie vasculaire de transmission autosomique dominante, dont la pénétrance est complète à l’âge adulte. Sa prévalence est estimée entre 1/2 000 et 1/10 000 personnes.31 Ce syndrome est caractérisé par la présence de télangiectasies disséminées sur la peau et les muqueuses, et est à l’origine d’épistaxis parfois sévères (responsables d’anémie). Il associe également des malformations vasculaires qui peuvent toucher divers organes tels que le système nerveux central, le foie et les poumons. Les malformations vasculaires du système nerveux central sont inconstantes et hétérogènes : ont été décrites des malformations caverneuses, des fistules durales artérioveineuses ainsi que des MAV. Leur prévalence dans ce syndrome est estimée aux alentours de 5%.32 Selon leur type et leur topographie, elles peuvent être responsables d’hémorragies ou de symptômes compressifs et nécessitent une prise en charge en milieu spécialisé. Les mutations hétérozygotes des gènes ENG et ACVRL1 sont responsables de la majorité des syndromes HHT (90% des patients). Ces deux gènes codent pour des sous-unités du récepteur membranaire du transforming growth factorbeta (TGF-b). L’activation du récepteur du TGF-b implique la voie de signalisation des protéines SMAD en aval. Des mutations du gène SMAD4 peuvent également être responsables du syndrome HHT (dans moins de 5% des cas). L’atteinte de SMAD4 est responsable de formes syndromiques qui associent une polypose juvénile.
Certains auteurs ont suggéré l’existence d’un lien entre syndrome HHT et MAVG. Il a été rapporté le cas d’un enfant porteur d’une MAVG et également d’une mutation tronquante du gène ENG.34 Cette mutation était héritée de la mère du patient qui présentait un phénotype clinique et une histoire familiale compatibles avec un syndrome HHT. Plus récemment, une mutation faux-sens du gène ACVRL1 a été identifiée au sein d’une cohorte de 4 patients atteints d’une MAVG. Cette mutation est héritée de la mère du patient et également partagée par sa soeur. Ni l’anamnèse, ni l’examen somatique des patients porteurs de la mutation impliquée ne sont en faveur d’un syndrome HHT. Par ailleurs, la même mutation est référencée dans la base de données dbSNP (rs199874575 ; NM_000020.2:c.652C>T) avec une fréquence allélique qui la rend plus fréquente que l’incidence des MAVG. Néanmoins, une étude fonctionnelle de la mutation impliquée est en faveur d’un effet délétère (diminution de la phosphorylation des protéines SMAD 1, 5 et 8 ; diminution de l’activité transcriptionnelle après activation par la BMP9 humaine pour le variant incriminé). Cette observation ne permet cependant pas de conclure à l’implication de la mutation objectivée d’ACVRL1 dans la genèse des MAVG puisqu’aucune description angiographique cérébrale n’objective formellement l’existence d’une MAVG dans la publication en question.
MAVG récurrentes et formes familiales de MAVG
Les formes familiales de MAVG sont très rares. Il a été rapporté l’existence d’une récurrence de MAVG au sein d’une fratrie avec co-ségrégation d’une mutation faux sens de RASA1 (c.2119C>T).27 Une autre publication fait état d’une suspicion de récurrence de MAVG chez des jumeaux, cependant le diagnostic avait été suspecté sur une échographie transfontanellaire post mortem qui objectivait l’existence d’une dilatation anevrysmale d’un vaisseau cérébral sans précision. De plus, aucune information concernant la zygotie n’était fournie.35 La cohorte de Bicêtre, actuellement constituée, comporte également une famille multiplex avec récurrence au sein d’une même fratrie (données non publiées).
L’équipe de Xu et al. a rapporté le cas d’une patiente qui avait bénéficié d’une IRM cérébrale pour l’exploration de vertiges rotatoires. Cette imagerie avait mis en évidence une MAVG asymptomatique et méconnue. Cette patiente avait par ailleurs un antécédent de mort foetale in utero en rapport avec une MAVG foetale.
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Table des matières
Partie I : Malformations vasculaires cérébrales pédiatriques
I. Rappels anatomiques et embryologiques
a. Structure générale des vaisseaux
b. Embryologie vasculaire cérébrale : généralités
i. Développement artériel cérébral
ii. Angioarchitecture veineuse cérébrale
1. Système veineux superficiel
2. Système veineux profond
II. Malformations vasculaires cérébrales de l’enfant
a. Généralités
b. Malformation anevrysmale de la veine de Galien (MAVG)
i. Description anatomique
ii. Circonstances diagnostiques et prise en charge
1. Diagnostic anténatal
2. Prise en charge post-natale
Partie II : Génétique des MAVG
I. Introduction
II. MAVG et syndrome malformations capillaires – malformations artérioveineuses
III. MAVG et maladie de Rendu-Osler-Weber (télangiectasie hémorragique héréditaire)
Partie III : Patients, matériel et méthodes
I. Recrutement des patients
II. Identification de gènes candidats
a. Recherche de mutations ponctuelles et courtes délétionsinsertions : séquençage haut débit de l’exome entier (whole exome sequencing/WES)
i. Préparation des ADN
ii. Préparation des librairies
iii. Séquençage haut débit
iv. Analyse bio-informatique
b. Séquençage Sanger
c. Recherche d’haplo-insuffisance du gène candidat EPHB4 par PCR en temps réel
i. Population cible
ii. PCR en temps réel : modalités techniques
III. Validation fonctionnelle
a. Etude de l’impact des mutations d’épissage sur la transcription
i. Obtention des ADN complémentaires par transcription inverse
ii. Amplification et séquençage
b. Etude de l’impact des mutations pertes de fonction du gène EPHB4 chez Danio rerio
i. Modèle Danio rerio Tg[fli1:EGFP]y1
ii. « Knockdown » du gène Ephb4a chez Danio rerio : morpholinos antisens
iii. Synthèse des ARNm d’EPHB4 et micro-injection
iv. Observation des larves de Danio rerio, acquisition et traitement des images
v. Analyses statistiques
Partie IV : Résultats
I. Cohorte
II. Les mutations hétérozygotes du gène EPHB4 sont responsables des MAVG
a. Séquençage de l’exome entier
i. Patient AA5614
ii. Patient AA5615
iii. Patient AA5616
b. Séquençage cible du gène EPHB4
i. Patient AA5717
ii. Patient AA5718
c. Recherche d’insertion/délétion dans le gène EPHB4
d. Rechercher de mutations somatiques dans le gène EPHB4
III. Génération et caractérisation d’un modèle animal de MAVG chez le poisson Danio rerio
a. « Knock-down » du gène orthologue
b. Caractérisation des morphants
c. Réversion du phénotype morphant par micro-injection d’ARN EPHB4 sauvage
Partie V : Discussion
Partie VI : Bibliographie
Partie VI : Annexes
– Annexe A : Vivanti A., Ozanne A., Grondin C., Saliou G., Quevarec L., Maurey H., Aubourg P., Benachi A., Gut M., Gut I., Martinovic L., Senat M.V., Tawk M., Melki J. Loss of function mutations in EPHB4 are responsible for vein of Galen aneurysmal malformation. Brain. 2018;141:979–988.
– Annexe B : Maluenda J., Manso C., Quevarec L., Vivanti A., Marguet F., Gonzales M., Guimiot F., Petit F., Toutain A., Whalen S., Grigorescu R., Coeslier A.D, Gut M., Gut I., Laquerriere A., Devaux J., Melki J. Mutations in GLDN, encoding gliomedin, a critical component of the nodes of Ranvier, are responsible for lethal arthrogryposis. Am. J. Hum. Genet. 2016;99:928–933.
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