Anoctamine-5

Introduction

Dans de nombreux processus physiologiques le calcium active spécifiquement des canaux pour le chlore (Cl-). De récentes revues traitent le sujet de ces  canaux chlore sensibles au calcium (CaCCs). De tels canaux furent décrits pour la première fois dans les années 1980 à la suite de  travaux sur les œufs de Xénope .

On va alors parler dans la littérature de protéines trans-membranaires que l’on baptisera d’abord TMEM de type 16A puis progressivement de la famille des  Anoctamines avec pour code de cette dernière l’ANO1.

Cette protéine présente de  multiples segments trans-membranaires (8 pour la forme ANO1 que l’on identifie aussi  comme TMEM 16A ) et de plus possède de nombreux sites de phosphorylation. Puis rapidement il y a eu découverte que plusieurs protéines du même type existaient et formaient une famille de protéines capable de réaliser un canal pour le chlore (Cl).

Il existe dix membres de cette  famille des ANOs dont on peut consulter les   versions différentes dans une banque des séquences protéiques.

Séquences de l'Anoctamine-5On trouvera dans le tableau ci-dessous des informations sur la séquence d’une forme particulière pour une Anoctamine parmi les nombreuses séquences de la même famille (On dénombre actuellement 10 séquences différentes codants pour des formes différentes pour les Anoctamines). Il s’agit de (ANO5), Anoctamine de type 5  qui est plus particulièrement impliquée dans des dystrophies musculaires distales que l’on référence sous le terme de dystrophies des ceintures et cette dernière serait  maintenant référencée sous le sigle LGMD2L mais aussi la Dystrophie musculaire Distale connue sous le sigle MMD3.

Toutes les propriétés répertoriées dans les banques de données sont résumées dans un tableau avec le lien suivant : (Q75V66).

Portrait robot d'AnoctamineCette protéine dite Anoctamine-5 possède un portrait-robot dont la représentation est donnée ci-dessous en accord avec les  données contenues dans l’article de référence . Il existe au sein de l’Anoctamine-5 des séquences trans-membranaires au nombre de 8 bien identifiées. Cependant il existe au niveau de cette structure dans la partie C-terminale, une zone en vert sur ce schéma qui concerne les  trois dernières séquences Trans-Membranaires = TM. L’exacte fonction de cette zone  dite DUF590, InterPro IPR007632  reste encore à définir.

 Actuellement l’analyse des cristaux pour les Anoctamines est en cours et la réelle structure tridimensionnelle de cette protéine va permettre de mieux définir la conformation de cette protéine qui possède 8 séquences trans-membranaires comme c’est le cas pour l’analyse présentée dans l’article en référence.

Relation entre Anoctamine-5 et  Pathologies.

Parmi les protéines formant des canaux spécifiques pour le chlore  on trouve les ANOs (ou TMEMs) , mais également une classification laissant apparaitre l’originalité de ces protéines c’est-à-dire d’avoir des segments trans-membranaires on parle de la famille des  TMC (TransMembrane Channel-like) . Ainsi on parle actuellement que les  TMEMs pourraient alors former une classe particulière de canaux à chlore. Des mutations récessives ont été trouvées dans ANO5 et elles aboutissent à une branche proximale de dystrophie musculaire des ceintures (LGMD2L/MMD3).

Cela résulte de l’étude de trois familles canadiennes-françaises, d’une famille néerlandaise et une famille finlandaise dont la dystrophie musculaire distale de type myopathie de Miyoshi n’était pas corrélée à un défaut de Dysferline.

Ces mutations trouvées sur la protéine Anoctamine de type 5 sont responsables des défauts rencontrés dans les LGMD 2L/MMD3 (matérialisées par un point rouge sur l’illustration) et sont décrites en détail dans  l’article original et l’illustration présentée ci-dessous permet de visualiser leurs situations sur la protéine elle-même.

Une nouvelle mutation qui se traduit par un saut d’exon concerne l e résidu Leucine 115 de l’Anoctamine-5 comme cela est rapporté dans l’article en référence. Une nouvelle mutation chez un patient atteint de LGMD2L est décrite pour un acide aminé, la Cystéine en position 342 et son remplacement par une Tyrosine (Y)

Mutations de l'AnoctaminePlusieurs patients avec des mutations au sein de l’Anoctamine-5 sont finalement atteint de cardiomyopathie Dilatée.
Un nouveau travail rapporte que des mutations associées à L’Anoctamine-5 présente un profil chez le patient d’une  dystrophie musculaire qu’une étude de l’IRM musculaire donne un bon suivi. Les muscles des patients LGMD 2L/MMD3 présentent une réparation de la membrane qui est défectueuse comme cela était le cas dans les déficiences en Dysferline (LGMD 2B, voir chapitre « la Dysferline »). Pour autant le cas de ces mutations ne se limite pas aux LGMD 2L/ MMD3 et en effet sur l’illustration sont répertoriés d’autres types de mutations qui conduisent à des pathologies cliniquement différentes.

En fait, il est connu depuis quelques années que les défauts de l’ANO5 sont la cause  des dysplasies de type GDD (Gnathodiaphyseal Dysplasia) . En fait la protéine découverte initialement fut baptisée GDD1 en rapport avec cette pathologie et les premières mutations détectées sur cette protéine figurent dans cet article, mais dont la caractérisation de la protéine chez la souris est plus ancienne. Des mutations ont également été comptabilisées sur  la TMEM A16 et résultèrent en une altération de la fonctionnalité des canaux chlore sensible au calcium (CaCCs). Un bilan sur  l’expression de cette protéine et son importance pour les canaux chlore peut être également consulté dans un article récent pour une totale connaissance sur ce chapitre.

  • En résumé, les dystrophies musculaires des ceintures sont un groupe de troubles pathologiques dont l’hétérogénéité génétique et clinique est large. Récemment, des mutations dans le gène ANO5, qui code pour un canal chlorure activé par le calcium et qui fait partie de la famille des protéines baptisées « Anoctamines », ont été identifiés dans cinq familles dont l’un des deux troubles précédemment identifiés, myopathie des ceintures de type 2L, et la dystrophie musculaire de Miyoshi qui n’implique pas la déficience en Dysferline. L’article ici en référence   indique un procédé pour dépister le type LGMD 2L / MMD3de pathologie dans le stade précoce de son évolution en étant attentif à un taux élevé de créatine kinase associé avec la fréquente mutation c.191dupA.

Récentes mises à jour  ( 2012-2016) 

De nouvelles mutations sont identifiées sur le gène codant pour l’Anoctamine et cela conduit à une pathologie distale de type Miyoshi-like. Ces nouvelles mutations qui se traduisent par une Dystrophie musculaire de type LGMD2L sont maintenant clairement identifiées sur la protéine baptisée Anoctamine-5. On identifiera avec ce travail une mutation référencée comme c.352delG qui va conduire à un codon stop prématuré (p.Glu118LysfsSTOP23) et dans une zone conservée de l’Anoctamine, la mutation référencée  c.1025G>A, qui donne la conversion du résidu Cystéine 342 en Tyrosine.

  • Chez les patients référencés comme atteints d’une dystrophie musculaire de type Miyoshi (=Miysohi Muscular Dystrophy =MMD) il est maintenant possible de distinguer 3 classes dites MMD1, MMD2 et MMD3.
  • Il est clair que la protéine déficiente respectivement associée à chacune de ces classes  de MMD est : a) pour MMD1, la Dysferline ; b) pour MMD3, L’Anoctamine-5 ; et c)  pour la MMD2 une relation avec une protéine codée par un gène situé sur le chromosome 10.  Des détails supplémentaires sont à consulter dans l’article en référence.
  • Un constat : La déficience en « Anoctamine 5 (ANO5) » conduit à une pathologie de type LGMD2L qui ressemble beaucoup à l’autre pathologie LGMD2B qui est due à une déficience en Dysferline.
  • Le phénotype des souris déficientes en Dysferline n’est pas sauvé par l’utilisation d’un adénovirus permettant le  transfert de la protéine Anoctamine de type  5.

 Un bilan clinique, pathologique et moléculaire permet de faire le point sur les Dystrophies qu’une Anoctamine défectueuse peut engendrer. Cependant, en 2014 l’anoctamine-5 est trouvée exprimée dans le tractus gastro-intestinal des rongeurs.

 Une nouvelle approche fait le bilan de l’entraînement aérobie chez des patients atteints d’une myopathe avec une Anoctamine 5 défectueuse  et une hyperckemie.

Cartographie de l'AON1Une analyse toute récente sur une Anoctamine de type 1 (AON1) donne des informations supplémentaires. On y trouve une illustration schématique de la topologie prédictive de l’arrangement spatial légèrement modifié de cette Anoctamine de type 1par rapport à celui de l’AON5. Sur cette représentation il est indiqué par des taches circulaires grises la zone de chélation du calcium ainsi que la position de l’ensemble des mutations actives (cercles rouges) et inactives (cercles noir) qui figurent au niveau de l’insertion de cette protéine  dans la membrane. Les plus récentes mutations sont indiquées par l’identification de chaque résidu muté comme cela figure dans l’illustration ci-contre.

En 2016, un nouveau travail indique que dans un cas d’absence de l’Anoctamine-5 il y a un déficit de fusion de la membrane ce qui implique dans le processus de réparation membranaire une altération qui avéré.

Sur une étude concernant des patients originaires de Lettonie et de Lituanie il est détecté de nouvelles altérations au niveau de la Calpaïne  (c.2288A > G, c.550delA) ; mais également au niveau de la Dysferline  (c.5028delG, c.4872delG) de la Fukutine  (c.135C > T. ; c.826C > A, ; c.826C > A/c.404_405insT et c.826C > A/c.204_206delCTC) et de l’Anoctamine (c.191dupA ; Voir détails dans l’article en référence).

En conclusion

 

Pour suivre l’évolution des connaissances sur l’ Anoctamine de type 5,  il existe des banques de données récentes qui sont  automatiquement mises à jour qui répertorient :

A)     Anoctamine-5 avec son lot de références historiques.

B)      Les principales maladies actuellement connues qui résultent d’une mutation ou d’un défaut dans la protéine considérée (avec des références associées).

  •  Protéine : ANOCTAMIN 5 ; ANO5
  • Pathologies associées :  GNATHODIAPHYSEAL DYSPLASIA ; GDD ; MIYOSHI MUSCULAR DYSTROPHY 3 ; MMD3;

MUSCULAR DYSTROPHY, LIMB-GIRDLE, TYPE 2L ; LGMD2L.