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Des lipodystrophies aux syndromes de vieillissement accéléré : les laminopathies


Sang Thrombose Vaisseaux. Volume 16, Numéro 8, 419-28, Octobre 2004, Mini-revue


Résumé   Summary  

Auteur(s) : Corinne Vigouroux, Bruno Donadille, Jocelyne Magré , Véronique Béréziat, Olivier Lascols, Jacqueline Capeau , Faculté de médecine Saint-Antoine, Université Pierre et Marie Curie, INSERM U402, 27, rue Chaligny, 75 571 Paris Cedex 12, Service de biochimie et hormonologie, Hôpital Tenon, 4, rue de la Chine, 75970 Paris Cedex 20, Laboratoire de biologie moléculaire, Fédération de biochimie, Hôpital Saint-Antoine, 184, rue du Faubourg Saint-Antoine, 75012 Paris.

Résumé : La progéria de Hutchinson-Gilford est caractérisée par l’apparition très prématurée de pathologies associées au vieillissement. L’athérosclérose, précoce et sévère, est la cause principale de mortalité qui survient à un âge moyen de 13 ans, le plus souvent par infarctus du myocarde. Récemment, la cause moléculaire de cette maladie rarissime a été identifiée : il s’agit de mutations de la lamine A, une protéine nucléaire exprimée de façon ubiquitaire. Or le gène LMNA, qui code cette protéine, est impliqué dans la pathogénie de certaines lipodystrophies, cliniquement très différentes, se développant à partir de la période pubertaire, mais qui se compliquent, entre autres, d’insulino-résistance, de diabète et de dyslipidémie et représentent donc des situations à haut risque cardio-vasculaire. La diversité des pathologies liées au gène LMNA ne s’arrête pas là puisque pas moins de sept maladies différentes, appelées « laminopathies », sont dues aux altérations de ce même gène.Après la description de ces maladies et de leurs relations génotype/phénotype particulièrement complexes, nous exposerons les résultats des travaux de recherche actuels, permettant de discuter plusieurs hypothèses physiopathologiques.

Mots-clés : lamine, lipodystrophie, syndrome de vieillissement accéléré, athérosclérose, insulinorésistance, dyslipidémie

Illustrations

ARTICLE

Auteur(s) :, Corinne Vigouroux1,2,*, Bruno Donadille1, Jocelyne Magré1, Véronique Béréziat1, Olivier Lascols1,3, Jacqueline Capeau1,2

1Faculté de médecine Saint-Antoine, Université Pierre et Marie Curie, INSERM U402, 27, rue Chaligny, 75 571 Paris Cedex 12
2Service de biochimie et hormonologie, Hôpital Tenon, 4, rue de la Chine, 75970 Paris Cedex 20
3Laboratoire de biologie moléculaire, Fédération de biochimie, Hôpital Saint-Antoine, 184, rue du Faubourg Saint-Antoine, 75012 Paris

Les lamines A et C sont des protéines de la famille des filaments intermédiaires codées par le gène LMNA (sur le chromosome 1q), qui s’exprime dans tous les tissus différenciés. Avec les lamines de type B, de structure proche mais issues d’un gène distinct, elles tapissent la face interne de l’enveloppe nucléaire des cellules en un réseau filamentaire, la lamina. Ces protéines ont un rôle structural important pour le noyau, dont elles permettent de maintenir la forme en interphase. Lors de la mitose, elles se dépolymérisent, permettant la dislocation du noyau, puis se ré-assemblent pour structurer les noyaux des cellules filles. Le réseau de la lamina a un rôle d’ancrage pour d’autres protéines nucléaires de la membrane interne, et s’associe également aux histones chromatiniennes, permettant à l’hétérochromatine de se positionner en périphérie du noyau. Enfin, de par leur liaison aux pores nucléaires, les lamines participent aussi au trafic moléculaire entre le cytoplasme et le noyau. En dehors de ce rôle architectural pour le noyau, il apparaît actuellement que les lamines A et C influencent l’expression de certains gènes en se liant à des facteurs transcriptionnels, et pourraient aussi interférer avec certaines voies de signalisation cellulaire [1] (( Fig. 1 )).

Les laminopathies: un ensemble hétérogène de pathologies

La première maladie identifiée comme étant liée aux mutations du gène LMNA est la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss [2]. Cette découverte de l’équipe de Gisèle Bonne et Ketty Schwartz à l’Institut de Myologie de la Salpêrtrière à Paris, a fait suite à une analyse de liaison génétique sur l’ensemble du génome dans des familles affectées. Des mutations, le plus souvent hétérozygotes, réparties sur l’ensemble du gène, de type différents (substitutions, délétions ou insertions avec ou sans décalage du cadre de lecture, altérations des processus d’excision-épissage des transcrits…), sont responsables de la maladie, généralement transmise sur le mode autosomal dominant. Parfois ces mutations atteignent les deux allèles du gène, avec une transmission autosomale récessive, ou apparaissent de novo, expliquant les formes sporadiques. Les altérations d’un partenaire des lamines A/C, l’émerine, protéine intégrale de la membrane nucléaire interne, avaient déjà été montrées à l’origine de la même myopathie, transmise sur le mode récessif lié au sexe. La dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss est caractérisée par l’apparition progressive d’un déficit musculaire débutant aux parties proximales des membres, qui s’accompagne de contractures musculaires et tendineuses, d’une atrophie musculaire et de troubles conductifs cardiaques.

Des mutations hétérozygotes du gène LMNA ont ensuite été découvertes dans deux autres maladies, une forme de cardiomyopathie dilatée (DCM-CD) [3] et une forme de dystrophie musculaire des ceintures (LGMD1B) [4]. Ces maladies partagent avec la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss l’existence de troubles de la conduction cardiaques, qui vont de la bradycardie sinusale ou de l’allongement de l’intervalle PR à l’ECG aux troubles les plus sévères de la conduction, exposant au risque de mort subite et nécessitant la pose d’un pace-maker ou d’un défibrillateur. Cette atteinte cardiaque initiale, qui peut aussi prendre la forme d’arythmies supra-ventriculaires, évolue à long terme vers l’insuffisance cardiaque. Il est actuellement estimé que les mutations de la lamine A/C seraient responsables de la moitié des cas de toutes les formes de cardiomyopathies héréditaires familiales : LMNA est donc un gène d’importance majeure en cardiologie [5]. Les troubles musculaires cardiaques et/ou squelettiques sont certainement l’expression d’une même anomalie musculaire, puisque dans une même famille, pour des sujets porteurs de la même mutation, on peut observer l’une ou l’autre de ces atteintes [6].

L’implication du même gène dans une maladie phénotypiquement très différente, la lipodystrophie familiale partielle de Dunnigan (FPLD), a été montrée au début de l’année 2000, également grâce à une approche positionnelle [7, 8]. Contrairement à la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss, seules quelques mutations, toutes hétérozygotes, de type faux-sens, atteignant le domaine globulaire C-terminal de la protéine (dans la grande majorité des cas au niveau du codon 482), sont responsables de ce syndrome, qui se transmet de façon autosomale dominante. Le tableau clinique et biologique se constitue progressivement après la puberté, contrairement aux dystrophies musculaires dues aux mutations LMNA, qui s’expriment dès l’enfance. Il comporte principalement des anomalies de répartition corporelle du tissu adipeux avec lipoatrophie des membres et accumulation facio-tronculaire des graisses (( Fig. 2 )) , une insulino-résistance sévère avec des troubles de la tolérance au glucose évoluant vers le diabète, une hypertriglycéridémie majeure exposant au risque de pancréatite aiguë et une stéatose hépatique pouvant conduire à la cirrhose. La pénétrance de la maladie est presque totale mais la sévérité est variable. En particulier, les femmes sont en général plus sévèrement affectées : d’une part leurs altérations métaboliques sont plus marquées, et d’autre part l’hyperandrogénie, très souvent associée à ce syndrome, comme à toutes les situations d’insulino-résistance majeure, rend leur phénotype encore plus androïde [9–11]. Un syndrome des ovaires polykystiques avec hyperandrogénie sévère peut d’ailleurs être au premier plan de la symptomatologie [12].

Un nouveau degré de complexité dans la description des relations génotype-phénotype liées aux altérations du gène LMNA est atteint en 2002 lorsque l’équipe de Nicolas Lévy à Marseille montre que l’une des formes de neuropathie axonale autosomique récessive de Charcot-Marie-Tooth (de type 2B1) est due à la mutation homozygote R298C du gène des lamines A/C [13]. La maladie s’exprime cliniquement dès l’enfance, avec à la fois une fatigabilité et une atrophie musculaires distales aux quatre membres avec aréflexie, et une raréfaction des fibres axonales myélinisées en histologie. En dehors de cette forme classique, sans atteinte musculaire proximale, la coexistence d’une origine myogène et neurogène aux déficits moteurs, ainsi que l’association à des cardiomyopathies, a été montrée chez plusieurs patients atteints de mutations LMNA hétérozygotes.

Mais la surprise probablement la plus importante dans ce domaine est venue de la découverte des mutations LMNA dans plusieurs syndromes dits « de vieillissement accéléré ». La responsabilité des altérations du gène LMNA a d’abord été montrée dans la dysplasie acro-mandibulaire [14]. Cette maladie autosomale récessive, dont les signes se développent dans l’enfance, est caractérisée par un retard de croissance post-natal, des anomalies cranio-faciales, des malformations osseuses et des anomalies cutanées à type de zones papuleuses d’hypo- et hyperpigmentation. Il existe également une insulino-résistance, une hypertriglycéridémie, une baisse du HDL-cholestérol, et une lipodystrophie, bien étudiée par l’équipe de Garg aux Etats-Unis : les dysplasies acro-mandibulaires avec lipodystrophie partielle, ressemblant à celle retrouvée dans le syndrome de Dunnigan, sont dues à la mutation homozygote LMNA R527H [15] tandis que dans les formes avec lipoatrophie généralisée, un patient est porteur de mutations touchant les deux allèles du gène de la métallo-protéinase à zinc ZMPSTE24, impliquée dans la maturation de la pré-lamine A en lamine A [16].

La forme la plus grave des syndromes de vieillissement accélérés est la progéria de Hutchinson-Gilford [17, 18]. Les enfants atteints (représentant environ un individu sur 8 millions) n’ont pas de symptômes particuliers à la naissance, mais développent en quelques mois les signes caractéristiques de la maladie : retard de croissance sévère, alopécie, hypoplasie faciale, ostéoporose généralisée, atteinte dégénérative des cartilages et ostéolyse, en particulier claviculaire et phalangienne. Une lipoatrophie généralisée s’installe progressivement, ainsi qu’une atteinte pseudo-sclérodermiforme de la peau. Même si l’apparence physique des enfants atteints de progéria rappelle celle de vieillards, cette maladie ne reproduit que partiellement les caractéristiques du vieillissement normal : en effet, ni la susceptibilité aux cancers, ni l’altération cognitive, ni le développement de cataractes ne font partie du tableau clinique dans la progéria, qui est ainsi parfois désignée comme un syndrome progéroïde « segmentaire ». S’il est clairement établi que la cause principale de mortalité précoce de ces enfants, qui ont une espérance de vie moyenne de moins de 14 ans, est l’athérosclérose et ses complications cardiovasculaires, peu d’études métaboliques ont été rapportées. L’atteinte vasculaire ressemble à celle des sujets âgés, avec des plaques d’athérome atteignant les artères coronaires, l’aorte, parfois le système vertébral et carotidien, des calcifications valvulaires cardiaques [19]. Une fibrose interstitielle diffuse du myocarde a été rapportée. Une insulino-résistance, un diabète, une baisse du HDL-cholestérol ont été décrits, mais n’ont pas fait l’objet d’études systématiques. Dans la grande majorité des cas, la substitution hétérozygote d’une cytosine en thymine au codon 608 du gène LMNA, qui ne prédit pourtant pas de modification de la séquence protéique, est à l’origine de la maladie ; il a été montré qu’elle active partiellement un site d’épissage anormal, conduisant à la synthèse d’une lamine A amputée de ses 50 acides aminés C-terminaux, tandis que l’isoforme C n’est pas affectée. Cette mutation apparaît de novo (c’est-à-dire qu’elle est absente chez les parents) et explique le caractère sporadique de la plupart des cas rapportés. Néanmoins, une publication récente fait état d’une mutation LMNA homozygote K542N à l’origine de plusieurs cas de progéria dans une famille consanguine où les parents, hétérozygotes, restent asymptomatiques [20]. La dysplasie acro-mandibulaire et la forme autosomale récessive de la progéria pourraient donc représenter des formes de gravité variable de la même maladie, liée à une altération de la partie C-terminale de l’ensemble du pool des lamines A et C.

Certains travaux récents mettent l’accent sur les associations de phénotypes entre les différentes maladies liées aux mutations de la lamine A/C. Ainsi, l’association lipodystrophie partielle – dystrophie musculaire et/ou cardiomyopathie dilatée a été liée à plusieurs mutations faux-sens [21, 22]. Nous avons récemment montré que même les patients atteints du syndrome de Dunnigan lié à une mutation faux-sens au codon 482, considérée comme pathognomonique de la maladie, pouvaient en fait présenter des signes musculaires évocateurs de dystrophie musculaire des ceintures, de sévérité variable [23]. Plusieurs patients porteurs de mutations LMNA, et présentant certains signes pouvant faire évoquer un syndrome de vieillissement accéléré, sans que les critères diagnostiques de la dysplasie acro-mandibulaire ni de la progéria ne soient réunis, ont été également décrits. Ainsi, nous avons attiré l’attention sur le cas d’un patient présentant l’association lipoatrophie généralisée, diabète insulino-résistant, papules leucomélanodermiques disséminées, stéatose hépatique et cardiomyopathie avec calcifications valvulaires, et porteur d’une mutation LMNA hétérozygote faux sens R133L apparue de novo [24]. Sous la dénomination discutable de « syndrome de Werner atypique », Chen et al. ont décrit d’autres patients, dont deux portaient la même altération LMNA R133L [25] ; enfin trois nouvelles mutations hétérozygotes faux-sens ont été rapportées à des syndromes de vieillissement accélérés atypiques [26]. Dans toutes ces observations, les patients présentent une dysmorphie, un retard de croissance, une lipodystrophie et/ou des signes osseux ou cutanés qui évoquent un syndrome progéroïde, mais, lorsqu’ils sont recherchés, on trouve aussi très fréquemment les troubles métaboliques à type d’insulino-résistance, de dyslipidémie (hypertriglycéridémie, HDL-cholestérol bas), caractéristiques du syndrome de Dunnigan, et de toutes les lipodystrophies en général. Enfin, l’atteinte des ongles à type de leuconychie (ongles blancs) décrite dans une famille porteuse de la mutation LMNA hétérozygote E33D, avec l’association neuropathie axonale, dystrophie musculaire, troubles de la conduction et/ou du rythme cardiaque, pourrait se rapprocher des altérations de la peau et des phanères observées dans la progéria et la dysplasie acro-mandibulaire [27].

L’ensemble de ces observations suggèrent fortement que ces maladies liées aux mutations de la lamine A/C représentent un continuum pathologique, avec des expressions tissulaires spécifiques plus ou moins marquées. L’exemple d’une famille porteuse de la mutation hétérozygote E358K, s’exprimant chez les membres atteints aussi bien sous la forme d’une dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss de sévérité très variable que d’une dystrophie musculaire des ceintures avec lipodystrophie partielle et hypoplasie de la partie médiane de la face [28], est évocatrice. Il est donc justifié de désigner ces maladies par le terme général de « laminopathies » (tableau 1( Tableau 1 ),( figure 3 )). En conséquence, il faut penser à faire séquencer le gène LMNA devant ces tableaux cliniques assez divers, et a contrario savoir rechercher chacun des signes évocateurs de l’un ou l’autre de ces syndromes chez tout patient porteur de mutation du gène LMNA, quelle qu’elle soit. En particulier, les troubles de la conduction et/ou du rythme cardiaque, qui pourraient conduire à la mort subite, doivent être dépistés efficacement.
Tableau 1 Les laminopathies

Dénomination du syndrome

Principales caractéristiques cliniques et biologiques

Mutations LMNA en cause

Dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss (EDMD)

Contractures (chevilles, coudes, nuque)

Nombreuses mutations différentes réparties tout au long du gène, majoritairement hétérozygotes de type faux-sens

Déficit musculaire et amyotrophie des membres

Troubles de la conduction cardiaque constants à l’âge adulte

Dystrophie musculaire des ceintures (LGMD type 1B)

Déficit musculaire prédominant aux ceintures

Contractures absentes ou tardives

Troubles de la conduction cardiaque fréquents à l’âge adulte

Cardiomyopathie dilatée avec troubles conductifs (DCM-CD)

Troubles de la conduction et/ou du rythme cardiaques

Cardiomyopathie dilatée

Insuffisance cardiaque

Neuropathie axonale de Charcot-Marie-Tooth (CMT type 2B1)

Déficit musculaire et amyotrophie distales avec aréflexie

R298C homozygote

Vitesse de conduction nerveuse normale ou peu diminuée

Dégénérescence axonale

Lipodystrophie partielle familiale de Dunnigan (FPLD)

Lipodystrophie partielle d’apparition post-pubertaire avec lipoatrophie des membres et du tronc et accumulation facio-tronculaire des graisses

Principalement mutations hétérozygotes faux-sens au codon 482

Insulino-résistance, hypertriglycéridémie, stéatose hépatique

Dysplasie acro-mandibulaire (MAD)

Retard de croissance post-natal

R527H homozygote

Hypoplasie mandibulaire et claviculaire, ostéolyse distale, retard de fermeture des fontanelles, limitations articulaires

Papules cutanées hypo- et hyperpigmentées

Lipodystrophie, insulino-résistance, hypertriglycéridémie

Progéria de Hutchinson-Gilford (HGPS)

Retard de croissance post-natal

Principalement G608G (GGC -> GGT), rarement G608S hétérozygotes; K542N homozygote

Micrognatie, ostéodysplasie généralisée

Alopécie, aspect sclérodermiforme de la peau

Lipoatrophie généralisée

Athérosclérose précoce

Laminopathies et risque cardio-vasculaire

La question du risque cardio-vasculaire dans les laminopathies est également très importante. Les troubles métaboliques associées aux lipodystrophies en général, et à la lipodystrophie de Dunnigan en particulier, représentent clairement des facteurs de risque cardio-vasculaires. Les patients atteints de la lipodystrophie de Dunnigan, même s’ils ne sont pas encore diabétiques, présentent dès la période post-pubertaire une augmentation significative des concentrations circulantes d’insuline, de triglycérides, d’acides gras libres, de CRP, ainsi qu’une diminution significative des concentrations de HDL-cholestérol, de leptine et d’adiponectine [11]. Néanmoins, leur concentrations plasmatiques de fibrinogène et de PAI-1 ne seraient pas modifiées, contrairement à ce qui est observé dans le syndrome métabolique « banal », mais le nombre de patients étudiés reste faible [11]. II faut également noter que la leptinémie et l’adiponectinémie sont moins abaissés dans cette forme de lipodystrophie partielle que dans les lipoatrophies généralisées d’autres causes [29]. Les altérations métaboliques du syndrome de Dunnigan sont plus marquées chez les femmes que chez les hommes. Une association avec une hypertension artérielle est possible également [30]. En accord avec ces résultats, le risque d’athéromatose (coronaropathies surtout, mais aussi accidents vasculaires cérébraux, atteintes vasculaires périphériques) est très augmenté chez ces patients [31]. Comparés à des apparentés non affectés, les patients porteurs de mutations LMNA au codon 482 ont un risque relatif de 6 de présenter une atteinte coronarienne symptomatique avant l’âge de 55 ans. Concernant les autres laminopathies, si l’athéromatose accélérée est bien documentée dans la progéria, où elle est la cause essentielle de mortalité, elle n’a pas fait l’objet d’étude systématique dans la dysplasie acro-mandibulaire ni dans les autres syndromes progéroïdes segmentaires atypiques. Il semble bien que la lipodystrophie, l’insulino-résistance, l’hypertriglycéridémie, la baisse du HDL-cholestérol, soient présents dans tous ces syndromes, mais on manque d’études systématiques en raison de la rareté de ces maladies. Quoi qu’il en soit, l’extrême sévérité de l’athérosclérose dans la progéria suggère que d’autres mécanismes interviennent pour altérer spécifiquement la paroi artérielle [19]. Enfin, le polymorphisme H566H du gène LMNA (séquence CAC remplacée par CAT) au niveau du dernier codon commun entre les lamines C et A, est associé à une augmentation de l’index de masse corporelle, du pourcentage de graisses corporelles, du rapport taille/hanche et du taux de leptine chez les aborigènes canadiens [30, 32]. Il est également significativement associé à une augmentation des concentrations circulantes d’insuline, de triglycérides, de cholestérol total et à une diminution du HDL-cholestérol dans une étude japonaise [33], tandis que dans une population d’Amish américains, ce polymorphisme est lié à une augmentation des triglycérides, une baisse du HDL-cholestérol et un risque accru de syndrome métabolique [34].

Les laminopathies : éléments de physiopathologie

Comment expliquer que des mutations dans le même gène peuvent altérer de façon si diverse les tissus de l’organisme ? Depuis les premières descriptions des laminopathies, de nombreuses équipes ont tenté de mieux comprendre la physiologie des lamines nucléaires, dont on connaissait surtout jusqu’alors le rôle structural au sein du noyau de toutes les cellules différenciées.

Les isoformes A et C des lamines, issues du gène LMNA, partagent leur 566 premiers acides aminés ; les six derniers résidus de la lamine C proviennent d’un épissage alternatif du gène, tandis que l’isoforme A, plus longue, est synthétisée sous la forme d’un précurseur de 664 résidus. La maturation de la prélamine A en lamine A consiste en une farnésylation C-terminale suivie d’une double protéolyse faisant intervenir la métallo-protéase à zinc ZMPSTE24, conduisant à l’obtention d’une forme mature de 646 acides aminés. Les isoformes A et C partagent donc une courte tête N-terminale, un domaine central organisé en hélices alpha permettant la polymérisation des lamines, et la majeure partie du domaine C-terminal. La partie centrale du domaine C-terminal, organisée en feuillets bêta, a une structure rappelant celle des immunoglobulines, suggérant son implication dans des liaisons protéines-protéines et protéines-ADN [35, 36]. Plusieurs études récentes ont mis en évidence les interactions des lamines A/C avec de nombreux partenaires [1]. Ces diverses molécules peuvent être classées en plusieurs groupes fonctionnels, intervenant : 1) dans l’architecture du noyau cellulaire (protéines intégrales de la membrane nucléaire dont l’émerine ; actine nucléaire), 2) dans l’organisation de la chromatine (les lamines A/C lient l’ADN et certaines protéines chromatiniennes), 3) dans la régulation de l’expression des gènes. Ainsi, il a été montré, par exemple, que les lamines A/C lient la protéine du rétinoblastome (Rb), impliquée dans le cycle cellulaire, et la protègent de la dégradation [37] ; elles lient également le facteur transcriptionnel SREBP1 (sterol regulatory element binding protein 1), qui intervient dans la différenciation adipocytaire [38]. Enfin, des protéines importantes dans de nombreuses voies de signalisation, comme la sérine-thréonine kinase PKC alpha ou une lipoxygénase lient la lamine A/C, qui pourrait donc intervenir dans la transduction de signaux cellulaires, en particulier médiés par des lipides.

Les études des fibroblastes de peau en culture primaire, issus des patients atteints des diverses formes de laminopathies ont montré des anomalies de la forme des noyaux, de la localisation des lamines et de leurs partenaires protéiques, une fragilisation de l’enveloppe nucléaire ainsi qu’une perte de l’hétérochromatine périphérique [14, 17, 18, 24, 25, 39, 40] (( Fig. 4 )). Le pourcentage de cellules affectées est plus ou moins important selon la pathologie et selon que la mutation affecte un seul ou les deux allèles du gène, mais le type d’anomalies paraît similaire. Dans les fibroblastes des patients atteints de progéria, ces défauts s’aggravent avec le vieillissement de la culture cellulaire et sont corrélés avec l’accumulation progressive de la lamine mutante [41]. Un retentissement des mutations des lamines A/C sur la localisation de l’émerine a parfois été montré par transfection dans certains types cellulaires [42]. De plus, les cellules fibroblastiques issues des souris invalidées pour le gène LMNA, qui développent une atteinte neuro-musculaire et cardiaque sévère, ont à la fois les anomalies nucléaires retrouvées dans les cellules de patients et une localisation anormale de l’émerine dans le cytoplasme. De façon intéressante, dans ces cellules, la localisation ectopique de l’émerine est réversée par la surexpression de lamines sauvages ou R482W (mutation caractéristique du syndrome de Dunnigan), mais pas par la surexpression des formes mutées L85R, N195K ni L530P, formes retrouvées dans des laminopathies à phénotype essentiellement musculaire [42, 43]. Etant donné que les mutations du gène de l’émerine conduisent chez l’homme à la forme récessive liée à l’X de la dystrophie musculaire d’Emery-Dreifuss, ces observations suggèrent que l’altération de la liaison de la lamine A/C avec l’émerine pourrait être déterminante dans les laminopathies à expression clinique musculaire. Dans ces formes de laminopathies, l’hypothèse d’une moindre résistance au stress mécanique des noyaux des myocytes est également avancée. En effet, certaines mutations responsables des laminopathies musculaires et cardiaques engendrent une perte de la structure tridimensionnelle normale des lamines, selon des études de modélisation ou cristallisation moléculaires [35, 36]. De plus, le défaut quantitatif en lamines A/C (mutation Q6X avec codon stop très précoce), qui fragilise l’enveloppe nucléaire, conduit à une cardiopathie dilatée ou une myopathie d’Emery-Dreifuss. Une étude récente des fibroblastes murins déficients en lamines A/C a bien montré leur inaptitude à répondre correctement au stress mécanique, induisant d’une part des déformations nucléaires anormales et d’autre part un excès d’apoptose et de nécrose cellulaires [44].

Une autre hypothèse physiopathologique est celle de l’altération des interactions des lamines mutées avec des facteurs transcriptionnels impliqués dans la régulation de gènes tissu-spécifiques. En effet, la substitution de l’arginine en position 482, mutation la plus fréquemment en cause dans le syndrome de Dunnigan, modifie la charge d’un résidu exposé à la surface du domaine C-terminal [35, 36] et affaiblit ses interactions avec l’ADN et avec SREBP1 [38, 45]. De plus, l’hétérochromatine, dont la position au sein du noyau conditionne l’activité transcriptionnelle des gènes, et dont l’organisation subit des changements dynamiques au cours de la différenciation des tissus, est délocalisée et fragmentée dans les cellules porteuses de lamines A/C mutées [46, 47]. D’autres composants de l’architecture nucléo-cytoplasmique, comme les filaments de desmine, sont désorganisés dans les fibroblastes dépourvus de lamine A/C, ce qui pourrait perturber les échanges entre le cytoplasme et le noyau au niveau des pores nucléaires [46].

Les lamines A/C interviennent donc probablement dans la croissance, la différenciation et la sénescence des tissus d’origine mésenchymateuse (muscles, os, cartilage, derme, tissu adipeux). La meilleure connaissance de leurs mécanismes d’action moléculaire pourra peut-être permettre une meilleure compréhension des multiples présentations cliniques des laminopathies.

Remerciements

Les auteurs remercient Yves Chrétien pour sa précieuse contribution à l’élaboration des figures.

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