Academic literature on the topic 'Signatures moléculaires'

Suite aux succès de l’outil ChemCam, le prochain rover martien Perseverance comprend un nouvel instrument franco-américain, SuperCam, qui couple la LIBS à la spectroscopie Raman ainsi qu’à la spectroscopie infrarouge passive. Grâce à la corrélation des données atomiques et moléculaires obtenues, SuperCam permettra de caractériser la chimie des sols et des roches et d’y rechercher des bio-signatures.

L’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est une maladie à évolution rapide le plus souvent mortelle. Malgré les énormes progrès dans la compréhension des mécanismes reliés à la pathogenèse du PDAC, l’impact de ces avancées sur la prise en charge des patients se fait encore attendre. L’une des applications les plus prometteuses des organoïdes est qu’ils peuvent servir de plate-forme pour la sélection de drogues mieux adaptées à chaque patient. Les organoïdes pancréatiques peuvent être générés à partir de petites quantités de tissu. Cette approche a ainsi le potentiel d’identifier les vulnérabilités thérapeutiques individuelles en permettant de personnaliser les traitements. Ces analyses nécessitent néanmoins plusieurs semaines avant d’obtenir suffisamment d’organoïdes d’un même individu, de pouvoir réaliser les tests de plusieurs drogues et d’analyser les résultats, ce qui limite l’utilisation de cette méthodologie en pratique clinique courante pour les patients, dont il faut se rappeler que la moitié décède dans les 6 mois qui suivent le diagnostic. Pour surmonter cet obstacle, nous avons évalué la capacité d’identification de patients présentant un profil particulier de sensibilité à un traitement donné, de signatures moléculaires transcriptomiques. Les approches fondées sur ce type de profilage transcriptomique ont l’énorme avantage d’utiliser très peu de matériel biologique. Elles permettent également de réduire sensiblement le temps pour la sélection des drogues qui se révèlent plus efficaces pour un patient défini.

Le phénomène de jet apparaît couplé à l'accrétion, son rôle et son impact dans le contexte de la formation stellaire et planétaire restent des questions majeures. Nous explorons la possibilité que les jets moléculaires soient issus de vents de disque magnétocentrifuges contenant des grains, et possibilité qu'ils puissent expliquer les composantes larges observées dans les raies H2O avec Herschel/HIFI, ainsi que les observations à haute résolution au VLT. Notre modèle inclut : 1) Une solution MHD auto-similaire de vent de disque. 2) Une chimie ionisée hors équilibre le long des lignes d'écoulement. 3) Un chauffage dominé par la diffusion ambipolaire et une irradiation du gaz par les rayonnements X et UV de l'étoile. 4) Un auto-écrantage de H2 et de CO calculé globalement. 5) Les niveaux ro-vibrationnels et le transfert radiatif associé de H2, CO et H2O calculés hors équilibre. 6) Le pompage infrarouge des niveaux de CO et H2O par les poussières. 7) La projection de la probabilité d'échappement des photons non-isotrope sur la ligne de visée. Pour la première fois, un modèle dynamique de vent de disque permet de faire des prédictions synthétiques dans les raies moléculaires qui sont directement comparables aux observations de proto-étoiles. Nous proposons un outil puissant ouvert aux observations avec ALMA et le VTL.

L’adaptation est l’augmentation du succès reproducteur des organismes vivants sous l’effet de leur adéquation croissante à leur environnement. Son mécanisme, la sélection naturelle, agit sur le phénotype mais se répercute sur les gènes. La recherche de gènes impliqués dans l’adaptation, et potentiellement d’intérêt (agronomique, médical…) suscite actuellement un vif intérêt. Mais les méthodes de détection de signatures moléculaires de la sélection ne prennent souvent pas en compte le phénotype, ni la possibilité d’une réponse polygénique des caractères à la sélection. J’ai développé dans ma thèse plusieurs modèles de génétique des populations incorporant ces aspects. J’ai d’abord étudié les conséquences d’une sélection positive à deux locus proches sur le polymorphisme neutre. Cette situation peut diminuer notre capacité à détecter la sélection, mais peut aussi être exploitée pour obtenir des informations complémentaires sur la chronologie des substitutions favorables ou l’interaction entre gènes. Par ailleurs, comme la plupart des caractères adaptatifs varient de manière continue, j’ai étudié comment la signature moléculaire d’un locus sous sélection était affectée par la sélection à beaucoup d’autres locus affectant le même caractère. J’ai aussi mis au point une méthode préliminaire pour estimer la distribution des coefficients de sélection des mutations favorables à partir d’approches génomiques de détection de la sélection. Enfin, j’ai utilisé un modèle de mutation pléiotrope (affectant de nombreux caractères) pour comprendre comment l’hétérogénéité phénotypique de la mutation entre locus influe sur la probabilité que chacun d’eux soit utilisé lors de l’adaptation
Adaptation is the increase in reproductive success of living organisms that results from their growing match to their environment. Its underlying mechanism, natural selection, acts on phenotypes, but is transmitted to the genes. The search for the genes involved in adaptation, and of putative agronomical or medical interest, has been a matter of intense research recently. However, most methods to detect molecular signatures of selection overlook the phenotype, and do not consider the consequences of a possible polygenic response to selection. During this PhD, I developed several population genetic models that allow taking those aspects into account. I first studied the consequence of positive selection at two close loci on neutral polymorphism. This situation can paradoxically hinder our ability to detect selection, but can also be exploited to obtain additional information about the chronology of beneficial substitutions, or the interaction between genes. Since most adaptive traits vary quantitatively, I studied how the molecular signature left by a locus under positive selection is affected by selection at many other loci that affect the same trait. I also designed a preliminary method to estimate the distribution of the selection coefficients of beneficial mutations from genome scans for selection. Finally, I used a model of pleiotropic mutation to understand how the phenotypic heterogeneity of mutation across loci influences the probability that each locus is used during adaptation

Les nanoparticules de silice amorphe synthétique (SAS) sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles. De par leur structure amorphe, les SAS ne sont pas considérées comme cancérogènes chez l'Homme, contrairement aux silices de structures cristallines. Pourtant, des études in vivo et in vitro ont proposé que certaines SAS pourraient potentiellement être cancérogènes. Le test de transformation des cellules Bhas 42 a été développé afin d’évaluer les effets transformant des agents chimiques. Une étude menée à l’INRS a mis en évidence la capacité des SAS précipitées NM-200 et NM-201 et des SAS pyrogénées NM-202 et NM-203 à induire la transformation cellulaire. Afin d’étudier les effets moléculaires induits par les SAS conduisant à la transformation des cellules Bhas 42, nous avons effectué une analyse transcriptomique non supervisée, après exposition des cellules Bhas 42 à la SAS NM-203, et à des agents chimiques de référence, la silice cristalline Min-U-Sil 5® (témoin positif particulaire), la terre à diatomée (DE), une microparticule de silice amorphe (témoin négatif particulaire) et le 12-O-tétradécanoylphorbol-13-acétate (TPA), un agent promoteur de tumeur. Les résultats montrent un lien entre la transformation des cellules Bhas 42 induite par la SAS pyrogénée NM-203, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA et la modification de l’expression de gènes et de voies de signalisation impliquées dans la prolifération, l’adhésion cellulaire, la réparation de l’ADN et l’inflammation. De plus, nous avons identifié une signature commune de 21 gènes impliqués dans les stades précoces de la transformation cellulaire induite par les trois agents chimiques. Parmi eux, 12 gènes ont été sélectionnés en fonction de leur niveau d'expression (sur ou sous-exprimés) 48 heures après traitement avec les agents chimiques. Des altérations géniques similaires ont été obtenues lorsque des cellules Bhas 42 sont traitées avec les SAS précipitées NM-200 et pyrogénées NM-202. En conclusion, ce travail met en évidence un lien entre la formation de foyers de transformation induits par le traitement des cellules Bhas 42 avec les SAS, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA et des modifications des profils d'expression de gènes et de voies de signalisation. La mise en évidence de la signature des 12 gènes représente une liste de "bio-marqueurs" potentiels et communs de la transformation cellulaire induite par les SAS, la silice cristalline Min-U-Sil 5® et le TPA
Synthetic amorphous silica nanoparticles (SAS) are used in many industrial applications. Due to their amorphous structure, SAS are not considered carcinogenic in humans, unlike silica with crystalline structures. However, in vivo and in vitro studies have proposed that certain SAS could potentially be carcinogenic. The Bhas 42 cell transformation test was developed to assess the transforming effects of chemical agents. A study carried out at the INRS highlighted the capacity of the precipitated SAS NM-200 and NM-201 and the pyrogenic SAS NM-202 and NM-203 to induce cell transformation. In order to study the molecular effects induced by SAS which lead to the transformation of Bhas 42 cells, we performed an unsupervised transcriptomic analysis, after exposure of Bhas 42 cells to SAS NM-203, and to reference chemical agents, crystalline silica Min-U-Sil 5® used as a positive particulate control, diatomaceous earth (DE), an amorphous silica microparticle used as a negative particulate control and 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA), a tumor promoter. The results show a link between the transformation of Bhas 42 cells induced by pyrogenic SAS NM-203, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA and the modification of the expression of genes and signaling pathways involved in proliferation, cell adhesion, DNA repair and inflammation. In addition, we have identified a common signature of 21 genes involved in the early stages of cell transformation induced by the three chemical agents. The genes composing the common signature are involved in cell proliferation and adhesion. Among them, 12 genes were selected according to their expression level (over-expressed or under-expressed) 48 hours after treatment with chemical agents. Similar gene alterations have also been obtained when Bhas 42 cells are treated with NM-200 precipitated SAS and NM-202 pyrogenic. In conclusion, this work highlights a link between the formation of transformation foci induced by the treatment of Bhas 42 cells with SAS, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA and changes in expression profiles of genes and signaling pathways. The signature of the 12 genes represents a list of potential and common "biomarkers" of cell transformation induced by SAS, crystalline silica Min-U-Sil 5® and TPA

Dans la maladie de Parkinson (MP), la perte progressive des neurones dopaminergiques (DA) touche principalement la substantia nigra pars compacta (SNc). Les symptômes moteurs sont classiquement gérés par une thérapie dopaminergique de remplacement (TDR). Conjointement à la levodopa, l’utilisation d’agonistes dopaminergiques permet de prévenir les complications motrices mais peut être associée à des troubles du système de récompense. Jusqu’à 14% des patients parkinsoniens sous TRD peuvent souffrir de comportement « addiction-like » tels que le pari pathologique, l’hypersexualité ou une prise compulsive de la médication DA. A ce jour la seule solution thérapeutique consiste à diminuer la TRD ce qui détériore les symptômes moteurs. Les neuroadaptations conduisant à ces troubles du système de récompense demeurent mal comprises. Nous proposons un travail dans lequel nous avons évalué les propriétés appétitives de l’agoniste D2/D3 pramipexole (ppx) après une exposition chronique à la L-dopa dans un modèle de rat parkinsonien alpha-synucléine. Dans une première étude, nous avons évalué l’effet d’une stimulation répétée des récepteurs DA sur la sensibilisation du système de récompense en contexte parkinsonien. Nos résultats montrent un effet récompensant du ppx après administrations chronique de L-dopa et perte DA nigrostriatal induite par surexpression de l’alpha-synucléine. Aucune modification transcriptionnelle n’a été observée pour les récepteurs DA. Cependant, nous avons identifié une association entre lésion/traitement pharmacologique et des changements transcriptionnels potentiellement liés à un contexte d’addiction aux psychostimulants. Cette étude fournit des preuves suggérant fortement la lésion parkinsonienne et la thérapie L-dopa comme des facteurs conjointement impliqués dans le remodelage cérébral sous-tendant une préférence de place conditionnée pour le ppx. Les données moléculaires et pharmacologiques générées ont suggéré un rôle clé de la voie glutamatergique dans cette réponse comportementale. Ce résultat est cohérent avec la littérature décrivant un déséquilibre glutamatergique striatal dans les contextes d’addiction aux psychostimulants et de complications motrices associées à la MP. Ainsi, nous avons conçu une deuxième étude visant à investiguer plus avant le potentiel thérapeutique d’une inhibition des récepteurs glutamatergiques. Une lésion bilatérale de la SNc a été réalisée par surexpression de la protéine alpha-synucléine au moyen d’un vecteur AAV. Suite à cette lésion, un traitement chronique à la L-dopa a été réalisé. L’effet de l’antagoniste des récepteurs mGluR5 (metabotropic glutamate receptor 5) MPEP sur les propriétés renforçatrices du ppx a été évalué dans un paradigme de préférence de place conditionnée. Enfin, une analyse des changements d’expression de protéines d’intérêt a été réalisé afin d’associer changements comportementaux drogue/lésion induits et paramètres moléculaires. L’acquisition et l’expression de la préférence de place ppx-induite a été abolie par le MPEP. De plus, nous avons identifié des réseaux neuraux et des modifications d’expression protéiques sous-tendant les plasticités striatales associées à la réponse comportementale. L’ensemble de ces travaux apporte de nouvelles idées sur le contexte physiopathologique associé aux troubles du système de récompense dans la MP. Des données moléculaires et pharmacologiques convergentes suggèrent fortement le mGluR5 comme une cible thérapeutique prometteuse
In Parkinson’s Disease (PD), the progressive dopaminergic (DA) cell loss mainly affects the substantia nigra pars compacta (SNc). The motor symptoms are classically managed by DA replacement therapies (DRT). Although adding DA agonists to levodopa treatment may contribute to prevent motor complications, it may be associated with drug‑induced changes in reward related pathways. Up to 14% of PD patients under DRT may suffer from ‘addiction‑like’ behavior such as pathological gambling, hypersexuality or DA medication‑induced substance abuse. To date, the only therapeutic answer consists in lowering the DA medications which deteriorates the motor symptoms. Neuroadaptations leading to reward bias in PD patients under DRT are still poorly understood. To address this challenge, we propose a work in which we have assessed the rewarding effect of the D2/D3 agonist pramipexole (ppx) after chronic exposure to L‑dopa in an alpha-synuclein PD rat model. In a first study, we assessed the effect of repeated DA receptors stimulations on sensitization of the reward system in a parkinsonian context. Our findings demonstrated that ppx had a rewarding effect after chronic L-dopa administrations and alpha-synuclein-mediated nigral loss. No transcriptional changes within DA receptors were highlighted. However, we identified an association between the main drug or lesion and transcriptional changes which were potentially related to the context of psychostimulant addiction. This study provides evidences strongly suggesting that PD-like lesion and L-dopa therapy were concomitant factors involved in striatal remodeling underlying the ppx-induced place preference. Molecular and pharmacological data suggested a key involvement ofthe glutamatergic pathway in this behavioral outcome. These data were consistent with literature describing major striatal glutamate imbalance as a common feature of drug addiction and Parkinson’s disease physiopathological contexts. Hence, we designed a second study aiming to further investigate the therapeutic potential of glutamatergic receptors inhibition. A bilateral lesion of the SNc was performed in the rat using AAV-mediated overexpression of the alpha-synuclein. This lesion was followed by chronic L-dopa administrations. Then, the effect of the metabotropic glutamate receptor 5 (mGluR5) antagonist MPEP on ppx reinforcing properties was assessed in a place conditioning paradigm. Finally, analysis at the protein level was conducted to associate drug and lesion induced behavioral changes to molecular endpoints. Acquisition and expression of the ppx-induced place preference was abolished by the MPEP. Furthermore, we identified neural networks and protein changes underlying the striatal remodeling associated with the behavioral outcome. All this work provides new insights into the physiopathological context associated to the PD/DRT related reward bias. Convergent molecular and pharmacological data strongly suggest mGluR5 as a promising therapeutic target

De considérables développements dans le domaine des biotechnologies ont modifié notre approche de l'analyse de l'expression génique. En particulier, les puces à ADN permettent de mesurer l'expression des gènes à l'échelle du génome, dont l'analyse est confiée au statisticien.A partir de ces données dites en grande dimension, nous contribuons, dans cette thèse, à l'étude de deux problèmes biologiques. Nous traitons ces questions comme des problèmes d'apprentissage statistique supervisé et, en particulier, de sélection de variables, où il s'agit d'extraire, parmi toutes les variables - gènes - à disposition, celles qui sont nécessaires et suffisantes pour prédire la réponse à une question donnée.D'une part, nous travaillons à repérer des listes de gènes, connues sous le nom de signatures moléculaires et supposées contenir l'information nécessaire à la prédiction de l'issue du cancer du sein. La prédiction des événements métastatiques est en effet cruciale afin d'évaluer, dès l'apparition de la tumeur primaire, la nécessité d'un traitement par chimio-thérapie adjuvante, connue pour son agressivité. Nous présentons dans cette thèse trois contributions à ce problème. Dans la première, nous proposons une comparaison systématique des méthodes de sélection de variables, en termes de performance prédictive, de stabilité et d'interprétabilité biologique de la solution. Les deux autres contributions portent sur l'application de méthodes dites de parcimonie structurée (graph Lasso et k-support norm) au problème de sélection de signatures. Ces trois travaux discutent également l'impact de l'utilisation de méthodes d'ensemble (bootstrap et ré-échantillonnage).D'autre part, nous nous intéressons au problème d'inférence de réseau génique, consistant à déterminer la structure des interactions entre facteurs de transcription et gènes cibles. Les premiers sont des protéines ayant la faculté de réguler la transcription des gènes cibles, c'est-à-dire de l'activer ou de la réprimer. Ces régulations peuvent être représentées sous la forme d'un graphe dirigé, où les noeuds symbolisent les gènes et les arêtes leurs interactions. Nous proposons un nouvel algorithme, TIGRESS, classé troisième lors du challenge d'inférence de réseaux DREAM5 en 2010. Basé sur l'algorithme LARS couplé à une stratégie de ré-échantillonnage, TIGRESS traite chaque gène cible séparément, en sélectionnant ses régulateurs, puis assemble ces sous-problèmes pour prédire l'ensemble du réseau.Enfin, nous consacrons le dernier chapitre à une discussion ayant pour objectif de replacer les travaux de cette thèse dans un contexte bibliographique et épistémologique plus large.

La composition en métabolites des organismes vivants évolue lorsqu’ils sont soumis à des modifications environnementales et diffère d’une espèce à l’autre. L’objectif de cette thèse a été de déployer des stratégies de couplages chromatographiques avec la spectrométrie de masse et de traitement des données MS pour répondre aux différentes problématiques rencontrées en termes de caractérisation, quantification et comparaison du contenu moléculaire de milieux complexes.Ces études ont permis en premier lieu, de développer des méthodes de déréplication par TLC/MS pour identifier rapidement les molécules connues et évaluer la composition des milieux d’intérêt. Afin d’améliorer et de standardiser la comparaison de différents échantillons des traitements d’images des plaques TLC ont été effectués et des études statistiques ont été appliquées. De plus, des couplages de la TLC avec la MS ont été développés pour pouvoir identifier différentes familles moléculaires de faible masse (flavonoïdes, stéroïdes). Dans un second temps, une méthodologie a été mise en place en UHPLC/HRMS pour caractériser la présence de 30 flavonoïdes C et O-glycosylés dans des échantillons de soies de maïs de différentes variétés et aider à la sélection de variétés efficaces pour lutter contre l’infestation de ravageurs. Des approches de représentation visuelle du contenu moléculaire ont été utilisées pour cibler les molécules d’intérêt, puis elles ont été quantifiées par UHPLC/MRM MS. Les différentes empreintes chromatographiques ont été comparées en utilisant des traitements statistiques afin de mettre en évidence les différences entre ces variétés et identifier les molécules permettant cette distinction
The metabolite composition of living organisms changes when they are subjected to environmental modification and differs from one species to another. The aim of this PhD thesis was to deploy different chromatographic coupling strategies with mass spectrometry and MS data processing in order to respond in the most relevant way to the various problems encountered in terms of characterization, quantification and comparison of the molecular content of complex samples.Firstly, these studies led to the development of TLC/MS dereplication methods to rapidly identify known molecules and to evaluate the composition of samples. In order to improve and standardize the comparison of different samples, image processing of TLC plates were performed and statistical studies were applied. In addition, the hyphenation TLC/MS have been developed to identify different low molecular mass families (flavonoids, steroids). In a second way, a methodology was implemented in UHPLC/HRMS to characterize the presence of C and O-glycosyl flavonoids in corn silk samples of five different varieties and help in the varietal selection to fight against pest infestation. Visual representation approaches of molecular content were used to target the molecules of interest which were they were quantified by UHPLC/MRM MS. The different chromatographic fingerprints were then compared using statistical treatments in order to highlight the differences between these five varieties and thus to identify the molecules allowing this distinction

L'huître plate européenne, espèce endémique des côtes européennes, est classée dans la catégorie des " espèces menacées et/ou en déclin ". En effet, les gisements naturels de cette huître ont été progressivement décimés par la sur-exploitation et par l'émergence successive de maladies parasitaires. Le parasite responsable de la bonamiose a notamment contribué à réduire de façon drastique l'exploitation de cette huître en France, et en Europe. Les mollusques bivalves marins présentent deux caractéristiques qui restreignent de fait le potentiel d'action pour lutter contre les maladies : ils sont cultivés en milieu ouvert, et possèdent un système immunitaire inné dépourvu de la capacité de réponse adaptative. Dans ce contexte, la sélection d'animaux naturellement résistants à la bonamiose est une voie prometteuse pour relancer la culture de l'huître plate européenne. Afin de mieux comprendre le phénomène de résistance à la bonamiose, plusieurs études ont porté sur les mécanismes de réponse de l'huître plate et sur l'identification de régions génomiques potentiellement impliquées dans les mécanismes de résistance à la maladie.Le présent travail de thèse consistait à améliorer la compréhension de la résistance de l'huître plate européenne vis-à-vis de la bonamiose, mais également à mieux caractériser la ressource génétique et la structuration de ses populations naturelles. L'huître plate n'étant pas un organisme modèle, seule une carte génétique préliminaire était disponible chez cette espèce. Il a donc été nécessaire de développer de nouveaux outils moléculaires afin d'optimiser la couverture de son génome. Des marqueurs de type SNP (polymorphisme d'une seule base) ont ainsi été développés par séquençage de produits PCR et par séquençage à haut débit. Afin d'améliorer la compréhension de la résistance à la bonamiose, trois expériences d'infection avec le parasite responsable de cette maladie ont été réalisées et ont permis de caractériser les phénotypes de réponse de l'huître plate à plusieurs échelles d'études.1- À l'échelle inter-familiale, il s'agissait de détecter des régions du génome (QTL) associées aux mécanismes de réponse (survie / mortalité) à la bonamiose chez plusieurs familles d'huîtres. Cette approche a permis d'identifier plusieurs régions génomiques d'intérêt communes entre les familles, et de nouvelles régions d'intérêt qui n'avaient pas encore été détectées.2- À l'échelle intra-familiale, il s'agissait de détecter des régions génomiques associées à la régulation d'activités hémocytaires (QTL) ou à l'expression de gènes (eQTL) préalablement identifiés comme potentiellement impliqués dans la réponse à la bonamiose. Cette approche, nouvelle chez un mollusque bivalve, a notamment permis de mettre en évidence une concordance positionnelle entre les régions génomiques impliquées dans la survie ou la mortalité à la bonamiose et celles impliquées dans la régulation des réponses cellulaires et/ou moléculaires.3- À l'échelle des populations, il s'agissait d'étudier un éventuel différentiel de réponse à la bonamiose chez des huîtres provenant de trois populations naturelles géographiquement et écologiquement distinctes. Cette étude a notamment permis d'identifier une possible adaptation à la parasitose des huîtres provenant de la baie de Quiberon. Afin de mieux caractériser les ressources naturelles de l'huître plate européenne, plusieurs populations couvrant l'ensemble de l'aire de distribution de l'espèce ont également été étudiées. Cette étude a permis de confirmer la forte diversité nucléotidique de l'huître plate, en évaluant pour la première fois la diversité génétique globale des populations naturelles d'un mollusque bivalve marin. Cette étude a également permis d'identifier une structuration génétique des populations, avec coïncidence entre les discontinuités dans la distribution des fréquences alléliques des marqueurs moléculaires sous sélection positive ou divergente et les barrières biogéographiques.

La maladie osseuse de Paget (MOP) a changé de visage au cours des dernières années, augmentant le nombre d’individus atteints qui demeurent asymptomatiques. Étant donné le risque élevé de développer un ostéosarcome associé avec la MOP, cette maladie est une contre-indication à la prescription d’agents ostéoformateurs. Avec l’apparition prochaine de nouveaux agents ostéoformateurs pour le traitement de l’ostéoporose, il devient crucial de pouvoir dépister de façon fiable la présence de la MOP. Les objectifs de ce projet étaient (1) de mettre au point un test plus sensible permettant de détecter et d’évaluer la fréquence des mutations post-zygotiques SQSTM1/P392L chez les patients pagétiques, (2) de développer un test génétique de dépistage de la MOP incluant les mutations germinales et post-zygotiques dans SQSTM1, (3) et d’évaluer les performances diagnostiques de ce test intégré avec des marqueurs biochimiques dans une signature moléculaire spécifique à la maladie. Une technique de PCR sensible utilisant un acide nucléique bloqué (LNA) spécifique à la mutation SQSTM1/P392L a été développée, puis la présence de cette mutation a été recherchée dans les cohortes disponibles au laboratoire et dans différents tissus. Ensuite, le développement de la signature moléculaire a utilisé les données génotypiques et biochimiques disponibles dans les cohortes du laboratoire, puis des régressions logistiques ont été effectuées afin de déterminer la combinaison de marqueurs ayant la meilleure capacité à identifier correctement les patients avec la MOP. Des mutations post-zygotiques SQSTM1/P392L étaient présentes chez 4,8% des patients pagétiques, et 1,4% des individus sains dans les populations étudiées, cette mutation post-zygotique étant restreinte à la lignée monocytaire. Deux tests moléculaires sous forme d’algorithme en deux étapes ont ensuite été proposés. D’une part, un algorithme génétique pur pourrait être utilisé : des mutations germinales dans le gène SQSTM1 devraient d’abord être recherchées, et si elles sont absentes, le score génétique basé sur la combinaison de cinq marqueurs génétiques développée dans ce projet devrait être calculé. Cet algorithme génétique avait une sensibilité égale à 83,61% et une spécificité égale à 51,03% dans les cohortes étudiées. D’autre part, un algorithme génétique et biochimique pourrait être proposé: des mutations germinales dans le gène SQSTM1 devraient d’abord être recherchées, et si elles sont absentes, le score combiné basé sur la combinaison des marqueurs génétiques et biochimiques développée dans ce projet devrait être calculé. Dans les populations étudiées, cet algorithme avait une sensibilité égale à 93,88% et une spécificité égale à 54,00%. La découverte des mutations post-zygotiques confirme l’existence d’un spectre mutationnel de SQSTM1 dans la MOP et pourrait expliquer en partie son caractère focal. Ces résultats ont par la suite permis de développer deux tests moléculaires capables de dépister la MOP de façon plus fiable que les biomarqueurs actuellement disponibles en pratique clinique.
Paget’s disease of bone (PDB) has changed in recent years, increasing the number of affected individuals who remain asymptomatic. Given the high risk of developing an osteosarcoma associated with PDB, this disease is a contraindication to the prescription of bone anabolic agents. With the incoming introduction of new bone anabolic agents indicated for osteoporosis treatment, it will be crucial to screen accurately for the presence of PDB. The objectives of this project were (1) to develop a more sensitive test to detect and assess the frequency of SQSTM1/P392L post-zygotic mutations in pagetic patients, (2) to develop a genetic test of PDB, including germinal and post-zygotic SQSTM1 mutations, (3) and to assess the diagnostic performance of this test integrated with bone biomarkers in a molecular signature of PDB. A sensitive PCR method using a locked nucleic acid (LNA) specific to the SQSTM1/P392L mutation was developed, and the presence of this mutation was investigated in the cohorts available in the laboratory, and in different tissues. Then, the development of the molecular signature used genotypic and biochemical data available in the laboratory, and logistic regressions were performed to determine the combination of markers with the best ability to correctly identify PDB patients. SQSTM1/P392L post-zygotic mutations were present in 4.8% of pagetic patients, and in 1.4% of healthy individuals in the population studied, this mutation being restricted to the monocytic lineage. Two molecular tests relying on a two steps algorithm were then developed. Firstly, a pure genetic algorithm could be proposed: a screen in the SQSTM1 gene should first be performed to search for disease-causing germinal mutations, and if negative, the genetic score based on a combination of the five SNPs developed in this study should be calculated. In the populations studied, this genetic algorithm had a sensitivity of 83.61% and a specificity of 51.03%. On the other hand, a genetic and biochemical algorithm could be used: a screen in the SQSTM1 gene should first be performed to search for disease-causing germinal mutations, and if negative, the combined score based on a combination integrating both genetic and biochemical markers developed in this study should be calculated. This genetic algorithm had a sensitivity of 83.61% and a specificity of 51.03% in the populations studied. The presence of post-zygotic mutations confirms the existence of a mutational spectrum of SQSTM1 in PDB, and may explain its focal character. These results conducted to the development of two molecular tests which predicted the PDB phenotype better than bone biomarkers already available in clinical practice.