Genetic analysis of generalized epilepsies in a sudanese cohort and functional validation in the worm C. elegans
Analyse génétique des épilepsies généralisées dans une cohorte soudanaise et validation fonctionnelle chez le ver C. elegans
Résumé
Genetic generalized epilepsy (GGE) is a common form of epilepsy, including childhood absence epilepsy, juvenile absence epilepsy, juvenile myoclonic epilepsy, and GGE with tonic-clonic seizures alone. Since large families with GGE are rare in western countries, most studies wereperformed in American and European cohorts of sporadic cases. They suggested that susceptibility genes for GGE are numerous and their variants rare, challenging their identification. They also underlined that the inheritance of GGE is likely oligogenic. Up to now, only few genes including GABRA1 and SCN1A have been reported as susceptibility genes for GGE. In this project, our aim was to study familial forms of GGEs from Sudan as a different approach to answer the question of their genetic determination. We identified for the first time ADGRV1 ultra rare/rare variants in 5 of 20 (25%) Sudanese families with GGE. In these families, there was a statistically significant association between GGE and ADGRV1 variants proposing its oligogenic contribution to GGE. We identified a novel gene, FAT1, encoding an atypical cadherin involved in neurite outgrowth, in a family with an autosomal recessive form of Generalized tonico-clonic epilepsy. Novel candidate genes, DCHS1, ASTN2 and FBXO42, were also identified in large families with GGE. In parallel, we explored C. elegans as an animal model for functional validation of candidate genes in epilepsy. We performed knockdown and knock-in techniques on known and novel genes responsible for epilepsy. Behavioral tests showed statistical difference between mutant lines compared to controls. We also explored the oligogenic hypothesis in the worm by testing double mutants. Our project paved the way in answering the oligogenicity puzzle in GGEs and the use of C. elegans as the first functional screening of candidate genes for epilepsy.
L'épilepsie généralisée génétique (EGG) est une forme courante d'épilepsie, qui comprend l'épilepsie-absence infantile, l'épilepsie-absence juvénile, l'épilepsie myoclonique juvénile et l'EGG avec crises tonico-cloniques seules. Les grandes familles avec EGG étant rares dans les pays occidentaux, la plupart des études ont été réalisées sur des cas sporadiques de cohortes américaines et européennes. Ces études ont suggéré qu'il existait de nombreux gènes de susceptibilité à l'EGG et que leurs variants étaient rares, ce qui rend difficile leur identification. Il a également été souligné que l'hérédité de l'EGG est probablement oligogénique. Jusqu'à présent, seuls quelques gènes, dont GABRA1 et SCN1A, ont été identifiés comme gènes de susceptibilité à l'EGG. Dans ce projet, notre objectif était d'étudier les formes familiales d’EGG au Soudan, comme approche complémentaire pour identifier leur déterminisme génétique. Nous avons identifié pour la première fois des variants ultra rares/rares d'ADGRV1 dans 5 des 20 familles soudanaises (25%) atteintes d'EGG. Dans ces familles, il y avait une association statistiquement significative entre l'EGG et les variants d’ADGRV1, montrant qu’ADGRV1 était un gène de susceptibilité à l'EGG. Nous avons également identifié un nouveau gène, FAT1, codant pour une cadhérine atypique impliquée dans la croissance des neurites, dans une famille présentant une forme autosomique récessive d'EGG avec crises tonico-cloniques. De plus, de nouveaux gènes candidats, DCHS1, ASTN2 et FBXO42, ont été identifiés dans de grandes familles atteintes d’EGG. En parallèle, nous avons exploré le nématode C. elegans comme modèle animal pour la validation fonctionnelle de gènes candidats à l'épilepsie. Nous avons effectué des techniques de knock-down et knock-in sur des gènes connus et nouveaux, responsables de l'épilepsie. Les tests comportementaux ont montré une différence statistique entre les lignées mutantes et témoins. Nous avons également exploré l'hypothèse oligogénique chez le nématode, en testant des doubles mutants Notre projet a ouvert la voie pour répondre à l'énigme de l'oligogénicité dans les EGG ainsi qu'à l'utilisation de C. elegans comme premier criblage fonctionnel de gènes candidats de l'épilepsie.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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