INTRODUCTION

 

Parmi les maladies musculaires primitives, dégénératives, d’évolution progressive, et que l’on classe parmi les myopathies familiales et héréditaires, il existe un type particulier de dystrophie avec une atteinte principale définie cliniquement comme une atteinte facio-scapulo-humérale. Ainsi plusieurs médecines se sont penchés sur cette atteinte musculaire et parmi eux souvent des neurologues. Signalons au début de cette recherche un spécialiste Allemand  Wilhelm Heinrich Erb, ainsi que 2 spécialistes  Français, Théophile Joseph Louis Landouzy et  Joseph Jules Déjérine qui vont échanger des informations puis ensemble établir un diagnostic clinique précis de cette nouvelle pathologie.

C’est donc une atteinte musculaire débutant généralement par les muscles de la face (des paupières, orbiculaires et des lèvres) qui progresse par une faiblesse des muscles de la ceinture scapulaire (muscles servant à fixer les omoplates sur le squelette). Arrivent ensuite des pertes de force musculaire au niveau des bras (tout en laissant intact les muscle de l’avant-bras) puis une évolution qui touche les muscles abdominaux, les membres inférieurs (Jambiers antérieurs) et cela pouvant progressivement affecter toute la musculature. Si l’atteinte est au début marquée par son asymétrie, son évolution est généralement lente avec parfois des  paliers qui estompent la dissymétrie initialement observée.

Ces observations seront publiées dès 1884 par les 2 spécialistes Français et l’on trouve dans la liste ci-jointes les références de leurs premières observations : [Landouzy L, Déjérine J : De la myopathie atrophique progressive (myopathie héréditaire, débutant dans l’enfance par la face, sans altération du système nerveux). Comptes rendus de l’Académie des sciences, Paris, 1884, 98: 53-55 ; De la myopathie atrophique progressive. Rev Med 1885;5:253-366. ; De la myopathie atrophique progressive; myopathie héréditaire, sans neuropathie, débutant d’ordinaire dans l’enfance par la face. Paris, F. Alcan, 1885 ; Contribution à l’étude de la myopathie atrophique progressive (myopathie atrophique progressive, à type scapulo-huméral). Comptes rendus de la Société de biologie, 1886, 8 Sér, volume 38: 478-481.]

On va alors parler du syndrome de  Erb-Landouzy-Déjérine, puis progressivement seulement du syndrome de Landouzy-Déjérine pour finir par enregistrer cette pathologie comme la maladie (ou Dystrophie) de Landouzy-Déjérine.

La Dystrophie Facio Scapulo Humérale

Muscles affectés dans la FSHDLa clinique nous donne alors une représentation schématique des principaux muscles atteints  dans les cas de maladie de Landouzy-Déjérine., comme montré sur une illustration présentée ci-contre.

Ainsi cliniquement cette pathologie se manifeste par l’occlusion incomplète des yeux durant le sommeil ; puis l’atrophie gagne  d’autres muscles de la face. Il y a des difficultés à boire avec une paille et/ou  à siffler. Ensuite le membre supérieur est difficile à élever au-dessus de l’horizontale.

De nombreux autres médecines firent ensuite des observations complémentaires décrivant des enfants atteints de Dystrophies de type de Landouzy-Déjérine. Ainsi des travaux rapportent le cas de 3 jeunes enfants de 3, 4 et 5 ans issus d’une famille de six enfants qui paraissent cliniquement atteints de cette maladie. Un autre exemple relate le cas d’une fillette âgée de 10 ans, et un suivi sur cette pathologie donne des observations concernant une autre fillette qui consulta à 7 ans puis à 15 ans. De tels travaux sont  illustrés dans une littérature déjà ancienne avec quelques photos les signes cliniques de cette pathologie et ces dernières peuvent être consultées dans l’article en référence.

Il faut attendre l’année 1950, pour trouver un premier travail qui présente une  étude de l’anomalie référencée maintenant comme FSHD (Facio-Scapulo-Humeral Dystrophy) avec un grand groupe d’individus provenant d’une grande famille et dans certains cas des enfants qui sont d’origine polygamiques. Cela présenta une occasion exceptionnelle pour établir une meilleure définition clinique de la pathologie. Puis vers les années 1980 un intérêt croissant pour les FSHD va permettre une meilleure définition de la pathologie. Le constat est déjà que l’on se trouve face à la grande variabilité des cas associés à cette maladie avec des complexités génétiques et Patho-Physiologiques croissantes. En particulier les discussions cliniques aboutirent cependant à postuler qu’un seul gène pouvait probablement être responsable de la maladie de Landouzy-Déjérine

Première carte d'exclusion pour situer le locus FSHDLes travaux commencent avec diverses sondes ADN en étudiant un groupe de 455 patients issus de 25 familles différentes atteintes de Dystrophie FSH. Une carte avec la mise au point d’un programme baptisé EXCLUDE donnait des premiers éléments. Même si dans cette approche les chercheurs proposaient que les Chromosomes 3, 5, 10, 11, 15, et 19 semblaient à retenir (indiqués avec la couleur verte), une illustration reproduite ci-dessous montre que la possibilité pour un locus différent sur le chromosome 4 (indiqué en rouge) pouvait également correspondre au locus recherché.

Les zones colorées noires et celle en rouge étaient donc potentiellement des loci possibles tandis que les zones blanches étaient à exclure. Puis un travail en 1990 excluait 23% du génome . Identification du locus 4q35 pour la FSHDMais c’est seulement plus de 100 ans après la première description Clinique de la maladie que des progrès pour l’identification d’un gène avancent rapidement. Dans les années «90» les chercheurs commençaient finalement à découvrir   que des régions du chromosome 4 étaient liées à la pathologie FSHD, et avec un ciblage pour la région 4qter, cela va finalement donner un locus en position 4q35 comme cela est illustré dans le schéma suivant.
Suite à de nombreux travaux une carte de restriction va être construite autour du locus DAF104S1, à l’aide d’une sonde spécifique pour ce locus la sonde p13E-11. Puis une zone plus petite contenant plusieurs séquences répétitives en tandem donnait une zone de 3,2 kb, dans laquelle vont être détecté des réarrangements de l’ADN responsable d’un profil trouvé pour la Dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale (FSH). Ce travail fait suite à une recherche pionnière dans la zone du 4qter avec la sonde p13E-11. Alors apparait pour la première fois le terme de D4Z4 pour désigner une unité répétitive dont on trouve en de  nombreuses versions et dont le détail de structure est défini dans l’article en référence. Ainsi ce fragment D4Z4 d’une longueur exacte de 3303 bp possède entre autres séquences, 2 séquences dites «Homeobox» et plusieurs microsatellites. Le contenu en couple de bases GC est relativement élevé (73%) pour seulement 35% dans les zones non répétitives. Par la suite les études vont se porter sur une meilleure analyse de cette zone du locus 4q35 pour finalement conduire à la caractérisation de fragments polymorphiques démontrant qu’ils sont constitués d’une répétition de 3,2 kb  en tandem, dont le nombre peut varier entre environ 12 et 96 chez l’individu normal. Par contre chez les patients FSHD, le nombre entier de ces répétitions en tandem est largement diminué, se limitant à seulement quelques exemplaires.

Cependant, des informations supplémentaires ne permirent pas immédiatement de comprendre le rôle de ces séquences répétitives et la conséquence de réduction en nombre car on observa rapidement que si ce phénomène se trouvait bien en position 4q35 du chromosome 4, la même chose était observée sur le chromosome 10 en 10qter, ce qui pouvait indiquer un second locus pour la pathologie référencée FSHD. Pourtant même si l’homologie entre les zones 4qter et 10qter était formellement établie, il fut établi l’existence en fait du rôle de la mitose pour réaliser une interaction transchromosomale entre les chromosomes 4 et 10.

Première représentation schématique du locus de la FSHDCependant, d’une part il  y avait existence de 2 formes alléliques notée   4qA and 4qB pour ce motif et une association unique avec seulement 1 des 2 variants 4q du subtélomère, et d’autre part que les contractions du motif D4Z4 sur le chromosome 10 n’étaient pas associées à une pathologie de type FSHD. De plus il existait le cas de contraction du nombre de motif D4Z4 sur le variant 4qB sans avoir de pathologie FSHD. Si les divers travaux publiés indiquent que même la réduction des motifs D4Z4 à 1 seul conduisait à une Dystrophie FSH, le fait de ne pas posséder un seul motif D4Z4 sur le chromosome 4 en 4q35 lui n’entrainait pas de FSHD. Ainsi en compilant l’ensemble des informations ci-dessus on peut établir un schéma récapitulatif de ces zones contenant des motifs D4Z4 et l’on obtiendra l’illustration suivante.

Recherche de gènes potentiellement candidats :

Puis si le motif D4Z4 ne présentait pas dans un premier temps d’identification évidente pour un quelconque gène. On va concevoir cette séquence comme étant une zone de l’ADN dite « Junk DNA ». Alors ce fut au-delà de ces zones de répétition en tandem D4Z4 que l’intérêt se porta en particulier et chronologiquement la découverte de plusieurs gènes dont la liste est la suivante:

  • Un premier gène proche des répétitions D4Z4 est localisé approximativement à une distance de  100 kb. Ce gène est identifié sous le sigle de FRG1 (soit la protéine dite : FSHD Region Gene 1 protein) sans que ce dernier ne semble à associer avec la FSHD. Le locus du gène codant pour FRG1 chez l’homme sera déterminé comme 4q35. Pour autant le rôle de cette protéine FRG1 dans le muscle squelettique a été rapporté, tout comme sa distribution cellulaire dans le cas d’une sur-expression, et on peut disposer de plus d’informations sur ce sujet dans l’article en référence.  Actuellement de récentes information indiquent qu’il existerait  en association avec la FSHD dite de type 1 (relative à FRG1) des activités biochimique de FRG1 impliquant une liaison avec l’actine et avec l’ARN (voir détails).
  • Un autre gène  dont la séquence est fortement similaire à celle de la Tubuline va porter le nom de TUB4q (soit la protéine dite : Putative TUbulin Beta-4q chain)  et se situer environ 20 kb en avant du précédent. Le locus du gène chez l’homme sera déterminé dans un premier temps comme 4q35, mis qui est désormais indiqué comme codée par le locus 19p13.3
  • Au cours du temps un autre gène encore plus proche situé seulement à une distance  de 37 kb fut baptisé FRG2  pour une terminologie signifiant FSHD Region Gene 2 protein. Le locus du gène chez l’homme sera déterminé également comme 4q35.
  • Progressivement il fut également identifié une autre protéine mitochondriale avec la terminologie ANT1 pour ATP/ADP Adenine >Nucleotide Translocator de type 1,  qui va être considéré.  Le locus du gène référencé SLC25A4 chez l’homme sera déterminé comme 4q35.1, avec une distance d’environ 5Mb des répétitions D4Z4. Cependant cette protéine ANT1 fut associé avec la FSHD selon un premier travail. Ainsi  en réponse à un stress oxydant le taux de cette protéine ANT1  est rapporté comme particulièrement élevé.

Par ailleurs des tentatives d’explications présentent un type de réarrangement structural de la région 4q35 pouvant conduire à une régulation des gènes FRG1 et ANT1

  • Dans la zone référencée 4q35.2 on va trouver des séquences codantes pour 3 autres gènes qui sont :

* ZFP42, qui est un marqueur des cellules souches pluripotentes et qui se trouve environ 0,7/0,9 kb du gène connu pour s’exprimer dans le muscle et référencé chez l’homme comme FAT1.

* TRIML1 and TRIML2 , ce sont 2 protéines qui sont dites «RING finger»

Pour autant,  il fut  alors évident que proche du motif D4Z4 il existait un site particulier baptisé FR-MAR dont l’activité devait jouer un rôle dans le développement de cette pathologie. Des données supplémentaires indiquent cette région baptisée FR-MAR (=Fshd-Related-Matrix-Attachment-Region) cible d’une méthylation sur un site CpG,  perdrait son efficacité chez le patient FSHD. Un schéma issu de l’article en référence permet d’identifier la zone concernée par la présence d’une telle séquence baptisée FR-MAR et ce dernier sera présenté dans l’illustration résumant la situation après les avancées présentées ci-après.

Cibles impliquées dans la FSHDCependant actuellement comme cela est indiqué dans la suite de cette présentation toutes ces études finissent par indiquer que l’on n’a pas trouvé parmi ces protéines le candidat responsable de la pathologie FSHD. Ce constat est cependant à moduler car des travaux démontraient clairement que la morphologie était différente si l’on comparait  les myoblastes issus d’un muscle sain ou d’un muscle atteint par la FSHD. Mais il demeure qu’il n’y a pas aujourd’hui de corrélation formellement établie entre une protéine et la pathologie FSHD dans la région 4q35.2. Pour compléter ce chapitre figure ci-dessous un tableau récapitulatif des données de séquences sur chacune de ces cibles potentielles en tenant compte des résultats les plus récents.

Nouvelles perspectives avec les gènes DUX

Mais chronologiquement, dans le même temps, on va cependant découvrir qu’une zone de 3,3kb similaire à 87% à la zone définie comme D4Z4, renfermait une partie codante de seulement 170  résidus, que l’on va nommer DUX1 en anglais Double homeobox protein 1. Et dans la même publication on va décrire une version plus courte de seulement 80 résidus mais totalement similaire que l’on baptisera DUX2  signifiant en anglais comme attendu  Double homeobox protein 2.

Au début des années 2000, le même groupe de recherche indique qu’il existe d’autres version DUX que l’on va baptisée DUX3 et DUX5 tandis que la description de DUX4 va être plus particulièrement étudiée dans de nombreux autres travaux.

En effet, il fut tout d’abord découvert que cette zone D4Z4 refermait également des informations et en particulier plusieurs séquences codantes initialement trouvée de 371, qui va être identifié comme DUX4, puis des séquences publiées de 424, 485, 424  résidus furent baptisées  DUX4  pour  Double homéodomain protein DUX4-fl , Double homeobox protein 4 et/ou Double homeobox protein 4/10

Tableau récapitulatif des séquences de la famille DUXD’abord qualifié simplement de protéine pro-apoptotique DUX4 est postulée comme le gène candidat responsable de la FSHD.  Ainsi durant l’année 2007 c’est l’existence de l’activateur de la transcription baptisé PITX1 qui apparut comme impliqué avec la protéine DUX4. De plus, quelques temps plus tard,  il fut découvert à une distance d’environ 43 kb de la première des répétitions D4Z4, une autre protéine apparentée que l’on identifia comme DUX4c., soit une protéine dite Double homeobox 4c. Cette dernière est décrite comme surexprimée dans le cas de la FSHD et induit le facteur myogénique MYF5 responsable de la prolifération des myoblastes humains. Cette nouvelle protéine de seulement 374 résidus était ainsi écourtée par rapport à la version DUX4 et se trouvait inversé comme le montre le schéma récapitulatif présenté ci-dessous Un tableau récapitulatif permet de résumer les informations de séquences sur ces différents éléments dit DUX. Un lien spécifique pour chaque version de l’entité DUX figure dans ce tableau et peut être directement consultable en utilisant les codes suivants : O43812 ; O75505 ; Q96PT4 ;C3U3A0 ; C3U399; Q6RFH8 ; Q96PT3.

Portrait robot d-une protéine DUX4Cependant toutes ces données de séquences nécessitent une clarification sur la réelle importance de cette séquence baptisée DUX. Comme son nom le laisse deviner il y a dans cette protéine présence de 2 motifs distincts que l’on nomme « Homeobox » et un schéma résume ces diverses informations nous donne une illustration d’un motif DUX (exemple pris sur le motif DUX4  voir référence)

Comme dans toutes les unités de répétition D4Z4 il y a un cadre ouvert de lecture (du nom DUX4) qui contient 2 homéodomaines (en anglais Homeobox) sont résumées ci-dessous quelques détails. Dans ce schéma les 2 pentagones  identifiés par HOX-2 (pour plus de détails consulter ) sont des homéodomaines et la première protéine contenant une telle séquence a pour prototype PITX1 de seulement 314 résidus. De tels homéodomaines présent dans la séquence de DUX (voir référence)  correspondent à  une soixantaine de  résidus et le schéma compare leurs séquences respectives avec celle trouvée initialement dans la séquence de la protéine PITX1 (version humaine). En fait de manière chronologique si le premier  homéodomaine a bien été identifié dans un certain nombre de protéines chez la drosophile, il est maintenant connu pour être bien conservé dans de nombreux autres animaux, y compris les vertébrés. Les homéodomaines  sont des facteurs, liant l’ADN, qui sont impliqués dans la régulation transcriptionnelle des divers processus clés mis en œuvre au cours du développement. Les gènes Hox codent pour des homéodomaines correspondant à   des régulateurs transcriptionnels qui gèrent des programmes génétiques différentiels  selon l’axe antéropostérieure du corps des animaux

Chaque homéodomaine est susceptible de se fixer à l’ADN par le biais d’une structure dite hélice-tour-hélice (HTH). Ce motif HTH est caractérisé par deux hélices alpha, ce qui rend les contacts intimes avec l’ADN et sont rejoints par un virage court. La deuxième hélice se lie à l’ADN par un certain nombre de liaisons hydrogène incluant des  interactions hydrophobes, qui se produisent entre les chaînes latérales spécifiques et les bases azotées exposées telles  la thymine  ce qui fait participer les groupements méthylés de cette dernière  dans le grand sillon de l’ADN. La première hélice contribue à stabiliser l’ensemble de  du complexe ADN-protéine. Dans  la structure de DUX suivent ensuite plusieurs segments dont la composition en acide aminés révèle un faible degré de complexité. Consulter également une revue qui fait le point en fin 2010 sur les diverses versions de DUX

Organisation de l'extrémité 4q35 avec une seule répétition D4Z4C’est ainsi que cette zone du chromosome 4, responsable si altérée du développement de la Dystrophie dite FSH, fut progressivement connue avec plus en détails et la compilation de ces différentes informations permet de présenter dans un schéma récapitulatif l’état des lieux sur la connaissance de ce sujet au cours des années 2010, ceci en tenant compte de plus récentes données en particulier sur la présence de la séquence dite « FR-MAR » et en schématisant avec seulement une seule répétition D4Z4.

 

À ce stade même si la connaissance est nettement avancée pour ce qui concerne l’organisation de cette partie du chromosome 4 plusieurs tentatives d’explications furent progressivement proposées pour tenter d’expliquer comme une réduction de 1 à 11 seulement au lieu d’une centaine de motifs D4Z4, et de plus sur le chromosome 4 uniquement conduisait à ce type de Dystrophie musculaire. Des travaux montrent l’existence d’une boucle et sa potentielle ré-organisation au sein du locus 4q35.

onséquences d'un nombre réduit de répétition D4Z4Un résultat semble cependant être mis en avant malgré tous les efforts de mise en évidence il n’y a pas à encore de gène responsable et donc pas de protéine déficiente ou mutée pour expliquer cette pathologie. On ne trouve que des indications, non généralisables à toute la population de cas FSHD, de surexpression de l’un ou l’autre des gènes présents sur la partie 4q35 de ce chromosome 4. On va ainsi proposer divers ré- arrangements de cette partie du chromosome qui du fait d’une partie manquante (absence d’un nombre variable de motifs D4Z4) subit  un changement de conformation susceptible d’induire la pathologie. On va aussi constater une hypermethylation associée avec un cas normal, et détecter une hypométhylation  du motif D4Z4  que les auteurs impliquent dans le rôle et/ou la fonction de ce motif dans un cas pathologique. Une illustration qui est présenté ci-contre permet de résumer très simplement les conséquences probables du déficit en répétitions D4Z4 chez le patient FSHD.

Un article en fin Décembre 2010 tente de faire le point sur l’importance dans le génome des séquences répétitives en général pour s’appliquer progressivement au cas de la FSHD. En particulier on trouvera dans l’article en référence une tentative d’explication sur l’influence de l’ hypométhylation du domaine D4Z4 avec une illustration (voir détails dans l’article).

Mais progressivement en 2010 on décrivait une autre forme de la pathologie FSHD qui ne semblait pas mettre en jeu le nombre de segment répétitif D4Z4 mais plutôt une relation avec une relative hypométhylation de cette zone et on parla de forme FSHD2 par rapport à la forme classique dite alors FSHD1.

Rôle isolateur des répétitions D4Z4En fait dès 2011, on va poser la question : Quel rôle pour ce motif D4Z4 ? Il faut se souvenir que dans la région promotrice du gène codant pour la Collagène de type VI, il existe une séquence consensus CCCTYCCCC nécessaire à une liaison forte qui a été rapportée pour la première fois dans l’article en référence. Un tel facteur fut alors baptisé « CTC-binding factor ou CTCBF» mais on l’identifie désormais comme CTCF. Cela donne une protéine qui possède 11 motifs en doigt de zinc capable d’être facteur de liaison pour la séquence nucléotidique CCCTC et pourrait jouer le rôle d’un répresseur transcriptionnel. Dans les travaux ici mentionnés, une illustration tente d’expliquer en confirmation des précédents résultats déjà publiés par le même groupe de recherche, un rôle semblable à celui de la protéine CTCF pour ce qui concerne le motif D4Z4 répétitif trouvé dans le locus 4q35 impliqué dans les Dystrophies de type FSH. Ce schéma est repris ci-dessous et indique comment le déficit en motif D4Z4 pourrait influer sur l’expression d’un gène postulé proche du locus 4q35.

Vers une Meilleure Définition clinique du patient FSHD

En l’absence d’une protéine défectueuse d’identifiée, du côté clinique, le diagnostic s’affine, il va être inclus les signes suivants qui concernent  d’autres  déficit musculaire chez des patients FSHD

  1. ) comme des problèmes de déglutitions pouvant résulter d’un mauvais fonctionnement des muscles viscéraux, sans que le lien avec le statut FSHD soit totalement corrélé:
  2. ) comme des problèmes de mauvaise vascularisation généralisée qui semblent pouvoir affecter plus particulièrement l’irrigation de la rétine.
  3. ) comme une relative atrophie de la langue
  4. ) comme une atteinte cardiaque conduisant à des arythmies , et/ou une atteinte respiratoire.

Mais il se trouve également associé à cette maladie, des symptômes autres :

**Une surdité partielle parfois totale ciblée sur seulement sur l’audition des sons les plus aigus a été décrite chez certains patients FSHD sans pour autant que cela soit plus fréquent que dans la population normale

De plus, en rapport avec le dernier point et selon les données de l’article ici indiqué une systématique pourrait être faite chez vos patients FSHD pour un enregistrement de leur HRV (Heart Rate Variability).  L’analyse de la Variabilité du Rythme Cardiaque (VRC) est un moyen d’évaluer l’activité du système nerveux autonome. Dans les cas de Dystrophie de type FSH il est associée une légère augmentation de l’activité  sympathique avec une diminution de  l’activité parasympathique. Ces changements de taux d’activités respectives deviennent de plus en plus évidents au cours de la progression de la maladie et cela pourrait accroître le risque d’arythmie ainsi que  d’autres événements cardiovasculaires chez les patients FSHD.

Pour autant quoique le défaut moléculaire qui conduit à une Dystrophie de type FSH soit le plus souvent directement à mettre en rapport avec le nombre de motifs D4Z4 présents dans la région du chromosome 4q35,  l’origine du véritable responsable  n’est toujours pas élucidé.

La première conséquence est que l’on ne dispose pas dans ces conditions d’un traitement spécifique. Il devient donc très important de mieux caractériser les altérations physiopathologiques dont souffrent les patients et de mieux suivre les effets des tentatives de traitements qui sont engagées pour obtenir une meilleure qualité de vie malgré la maladie.

Une récente revue met en avant le rôle des Neutrophines et de leurs relations avec divers récepteurs membranaires. Cependant le fait que naturellement avec une version de taille normale de zone D4Z4 l’observation indique un faible nombre de mRNA codant pour la protéine DUX4 résultant de la mise sous silence imposée par les nombreuses répétitions D4Z4 présentes avec un développement normal. Chez le patient FSHD du fait d’un nombre limité de répétition D4Z4 cela pourrait conduire à un stade développemental incomplet.

Pour élucider les diverses hypothèses soulevées plus haut un article de revue fait le point sur le taux d’expression de DUX4 dans le cadre de la pathologie FSHD et la conclusion apparait ainsi: La FSHD serait le premier exemple d’une maladie humaine causée par l’inefficacité de répression d’un rétrogène situé dans une zone de répétition macro satellitaire. Ainsi en dessous d’un certain seuil établi à 10 où 11 répétitions selon les auteurs, il n’y aurait plus assez de DUX4 fonctionnel efficace pour un bon développement.

La piste centrée sur l’importance de DUX4 est une piste sérieuse pour expliquer simplement le rapport entre le nombre des répétitions D4Z4 et celui de la protéine DUX4. Mais cependant il restera à confirmer que l’absence complète de D4Z4 donc de DUX4 est réellement sans effet. De même comment expliquer que la réduction de tels motifs D4Z4 au niveau du chromosome 10 n’est pas associée à une pathologie de type FSH.

Aussi le constat fin 2010 est de dire que du chemin reste à parcourir pour tout comprendre dans l’évolution de cette pathologie comme dans les effets incontestables que semblent apporter les traitements anti oxydant sur la meilleure qualité de vie des patients. Ceci va nécessiter encore du temps et surtout une meilleure systématique des analyses cliniques en corrélation étroite avec un diagnostic fiable sur le déficit du nombre de répétitions D4Z4 avec sa correspondance en nombre de motifs DUX4 réellement exprimés. Sans oublier de découvrir le rôle exact de cette protéine DUX4.

 

Bilan en 2010 des Perspectives de Thérapie :

Dans le cadre d’une thérapie il est intéressant de noter que les cellules Mésoangioblastiques provenant de patient FSH peuvent avoir des potentialités myogéniques variables  qui semblent être facile à prédire.  en fonction de leur comportement   Dans le travail présenté dans l’article en référence  les auteurs observent une migration défectueuse de ces cellules en réponse à signaux chimiotactiques libérés par les fibres endommagées, comme indiqué par des analyses de la migration cellulaire en réponse à la protéine dite HMGB1 avec de  très faibles niveaux d’expression de la protéine  RAGE, et avec une diminution de la capacité à fusionner ou à déclencher le programme myogénique de manière appropriée. Cette étude indique que Mésoangioblastes provenant de muscles FSHD non affectés peuvent être utilisés comme une source cellulaire pour un traitement sélectif capable de stopper la dégénérescence musculaire dans les muscles touchés. Ce constat suggère aussi que les interventions pharmacologiques et moléculaires visant à améliorer la bonne prise de la greffe et d’une transplantation autologue des Mésoangioblastes, pourraient ouvrir la voie à ce type de thérapie cellulaire chez les patients FSHD, sans nécessiter d’une part un traitement immunosuppressif et d’autre part une correction génétique préalable in vitro.

Ainsi selon un communiqué qui figure dans un récent texte en français d’Alexandra BELAYEW, (Université de Mons), la FSHD est bien la troisième maladie neuromusculaire. Dans cet article on trouvera les données pionnières qui rapportent la protéine codée par le gène DUX4 dans les éléments répétés D4Z4 situés au locus 4q35 de la FSHD pourrait activer l’expression du gène PITX1 sur le chromosome 5 et une illustration permettant de proposer un modèle original pour expliquer le mécanisme moléculaire de la FSHD. Ainsi à la fin de l’année 2010 il apparaissait qu’une connaissance plus approfondie du métabolisme de la cellule musculaire du patient FSHD devait permettre de mieux identifier les marqueurs les plus faciles  à détecter pour suivre l’évolution de la pathologie et ainsi proposer des perspectives de thérapie les plus ciblées pour juguler cette pathologie. Par ailleurs, une année plus tard, une autre revue (juillet 2011) résume et oriente sur les futures perspectives pour améliorer la vie des patients atteints de FSHD

Avancées chronologiques depuis 2011

Profil comparatif de synchronisation du génome entre le cas normal et le cas FSHDEn 2011 dans ce nouveau travail de recherche il est démontré que la mise en place dans le temps des diverses phases de réplication de l’ADN dans les cellules  musculaires de  type  FSH ne seraient pas remise en cause  par une contraction des motifs D4Z4. Le profil d’expression du génome est présenté au niveau des myoblaste dans un tableau en comparant des cellules issues d’un sujet normal (contrôle = C) et d’un patient atteint de dystrophie FSH (= F) et une relative similarité est évidente sur ce document (voir détails dans l’article en référence ou d’autres types cellulaires sont également analysés).

Les analyses sur cette pathologie FSHD se multiplient avec l’identification par exemple de quelques cas particulier comme cela est indiqué ci-dessous. Un cas rare de Pathologie FSHD accompagné d’une  myasthénie dite «myasthenia gravis.”  Une autre analyse rapporte un cas particulier d’un patient qui présente une  Myasthénie  Grave (MG= Myasthenia gravis) et un profil  FSHD. Ces  deux causes sont  reconnues responsable de Camptocormie.  Bien que cette analyse conduise à des conclusions limitées, de manière anecdotique, cela suggère qu’une immuno modulation  est susceptible de faire  bénéficier à certains patients atteints de maladies neuromusculaires dégénératives d’un meilleur confort de vie. (Cas ou des anticorps anti-« Acetylcholine receptor » (AChRabs) sont présents). Mais on trouve aussi des informations et des résultats sur des études de l’arthrodèse Scapulo-Thoracique suite à l’utilisation de fils de cerclage, et de plaques mais aussi suite à des interventions de type allogreffes sur des patients atteints de Dystrophies musculaires de type FSHD. Une recherche exploratoire chez des patients atteints de FSHD rapporte une altération de la Cycline de type A1, (Cyclin A1).

Côté diagnostic, devant la difficulté d’identifier la pathologie dite FSH (Fascio-Scapulo-Humérale) il est pris en compte et  décrit dans le détail une mise à jour. Cette étude comptabilise au moins 14 symptômes différents en relation avec la pathologie FSHD. À des symptômes déjà connus il y a aussi bien un constat de souffrance générale qu’une relative émotivité, et/ou des difficultés à digérer. Un tableau récapitulatif figure dans le travail en référence et complémente la liste déjà présentée plus haut pour une meilleure identification clinique du patient FSHD. Côté thérapie, un nouveau traitement original de la pathologie FSHD est proposé dans ce travail avec l’emploi du Denosumab (produit utilisé pour le traitement de l’ostéoporose).

Par ailleurs il faut attendre  cette année 2012 pour que soit mis en évidence des informations sur la genèse de la forme FSHD2 en corrélant le défaut de méthylation observé avec une altération concernant une protéine spécifiquement impliquée dans ce type de fonction la protéine codée par le locus 18p11.32 et référencée sous le sigle de SMCHD1 (=Structural maintenance of chromosomes flexible hinge domain-containing protein 1). Divers bilan seront alors publiés et concernent aussi bien la forme FSHD de type 2 (=FSHD2) que la pathologie de Type 1 de cette dystrophie dite FSHD  (=FSHD1). De plus des informations qui concernent  la déméthylation de la zone D4Z4 dans le cas particulier d’une Dystrophie dite  FSHD de type 2 sont également explorées dans un travail détaillé et confirment les analyses antérieures. On va ainsi mettre en évidence un peu plus tard que des mutations sur la protéine SMCHD1, si elles étaient combinées avec un allèle  permissif  en position 4q35, il en résulte bien une dystrophie musculaire de type  FSHD2. Le séquençage connu sous le terme « Exome » associé à une analyse de liaison potentielle, a permis d’identifier une nouvelle mutation « p.Lys275del » sur la protéine SMCHD1 dans un cas particulier qui concerne plus spécifiquement une famille touchée par une Dystrophie musculaire de type FSHD2

La détection de la protéine DUX4 (environ 52 kDa) est relativement difficile du fait principal de sa faible abondance dans le muscle. Le choix de provoquer sa sur-expression serait une bonne stratégie mais cela entraîne la mort de la cellule. Cependant de manière surprenante si on regarde non plus au niveau des myoblastes, mais dans la fibre musculaire, correspondant à la fusion de plusieurs myoblastes entre eux, on peut obtenir une fibre, qui possède de nombreux noyaux , avec une apparence certes atrophiée mis qui se trouve comme protégée contre la programmation de mort cellulaire qu’entraîne la surexpression de DUX4. Le but dans ce travail original est alors de déterminer pourquoi et comment la protéine DUX4 qui par ailleurs et relativement instable et de plus susceptible d’être exprimée par peu de noyaux et seulement de manière transitoire (phase d’expression impulsive), se trouve cependant responsable d’une Dystrophie musculaire relativement fréquente (la FSHD = Facio-Scapulo-Humérale). Deux protéines sont mises en jeu. Tout d’abord ce sont les ARNm qui en résultent de l’activation de gènes cibles codant pour DUX4 qui sont traduits dans le cytoplasme à partir d’un noyau actif et les protéines DUX4 résultantes diffusent vers des noyaux adjacents où ils activent des gènes cibles tels que PITX1. Les protéines PITX1 peuvent en outre également diffuser vers des myo-nuclei supplémentaires et ainsi élargir et amplifier la cascade transcriptionnelle initiée par la déréglementation de DUX4. Ensemble, ce couple de protéines DUX4 / PITX1 va engendrer  des défauts musculaires que l’on observe dans la FSH.

déréglementation de DUX4 et conséquencesDans ce travail en référence, un tel défi technique a été réalisé grâce à 2 patients atteints de FSH et des biopsies à l’aiguille provenant de leurs muscles malades en référence à un contrôle obtenu à partir d’un muscle sain. Cette connaissance approfondie de l’évolution de cette pathologie permet alors d’envisager des axes thérapeutiques mieux adaptés pour favoriser une meilleure qualité de vie à ces patients FSH. Une illustration permet de résumer la Cascade Transcriptionnelle initiée par la déréglementation de DUX4 comme cela est présenté ci-contre.

détails du locus 4q35 chez l'hommePuis durant l’année 2013, un travail indique une absence totale d’une relation bien définie entre la pathologie FSHD et l’âge d’apparition d’une éventuelle de caractéristique électro physiologique (ENG= électromyographie) Une autre étude démontre et illustre par plusieurs schéma que la position du télomère est susceptible de réguler l’expression de DUX4 dans la FSHD chez l’homme. Il est également mis en évidence que  la déréglementation des Gènes codant pour des Protocadherines en particulier  « FAT1 »: vont influer sur  la pathogenèse des dystrophies  Facioscapulohumeral. Cela est  illustré dans ce travail et on va  trouver ci-contre une carte mise à jour de la zone de 5 Mb en amont de la région des répétitions D4Z4 ce qui indique en détail l’environnement du locus 4q35 et  en couleur se trouve la position qu’occupe le locus pour FAT1 en vert cerclé de rouge.

Dans cette analyse est présenté un Bilan des relations entre les données cliniques et les résultats quantitatifs obtenu par l’électromyogramme (=EMG, ce qui correspond à un examen qui permet d’étudier l’activité électrique des muscles au repos et durant la contraction.), dans la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale. En déduction des informations sur la faiblesse musculaire observée chez des patients FSHD pourraient expliquer le fait d’une relative désorganisation au niveau des sarcomères. Un effet de raidissement de la Titine sur l’espacement du treillis des myofilaments serait à l’origine d’un attachement oblique qui favorise la proximité entre les filaments. La conséquence est une relative facilitée à former des ponts entre Actine et Myosine (« crossbridge »), ce qui va augmenter la sensibilité des fibres au calcium. (voir figure 2  les résultats et le schéma explicatif).

Du coté clinique une réévaluation de la progression clinique de la Dystrophie Facio-Scapulo-humérale (FSHD) est maintenant disponible en Février 2013, avec une étude qui indique diverses performances chez les sujets étudiés. De nouvelles données ont été obtenues sur les paramètres musculaires du quadriceps chez les FSHD ce qui sera à considérer dans des études à venir pour mieux évaluer un éventuel bénéfice d’une thérapie. Mais les études sur la force musculaires des patients dystrophiques imposent qu’il faut mieux déterminer le rôle des protéines du sarcomère dans la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale : Ce travail propose alors un protocole d’étude.

Il demeure que chez les patients FSHD une attention particulière est à porter sur les répétitions D4Z4 et il est recommandé d’exercer une surveillance étroite de la taille de ces fragments (≤ 15 ko) car il existe une corrélation avec des éventuelles  complications rétiniennes chez ces patients. Il est par ailleurs rapporté l’existence d’une régulation Intrinsèque épigénétique de la répétition des Macro satellites D4Z4 dans un modèle de souris transgénique modèle pour la FSH (voir détails dans l’article en référence). De plus la protéine DUX4 se montre capable de réguler de manière différentielle les paramètres du Transcriptome dans le cas de rhabdomyosarcome de type humain et dans les cellules de souris C2C12. Cependant l’’expression du gène DUX4 en relation avec la FSHD humaine serait  liée à la neurogenèse induite lors de la différenciation de cellules souches embryonnaires murines. Dans le travail en référence il est aussi démontré que plusieurs domaines protéiques peuvent contribuer à l’importation nucléaire et cellulaire ainsi qu’à la Toxicité des protéines DUX4,

De nouvelles propriétés sont découvertes et permette de formuler l’hypothèse pour un nouveau rôle de l’entité FXR1 (=Fragile X mental retardation syndrome-related protein 1) en relation avec la Dystrophie FSH. Par ailleurs, la protéine FRG1 semble capable de se lier à l’histone méthyl transférase dite « Suv4-20h »  et altère alors la myogenèse. En complément de cette dernière donnée il apparait qu’il existe une corrélation entre altération du gène « Tnnt3= Troponine T de type 3) ce qui caractérise la faiblesse sélective des fibres musculaire rapides chez les souris qui sur-expriment le Gène   (FRG1 = FSHD region gene 1 protein).

Une étude va fournir des données précises en comparaison du taux de Créatine Kinase (CK) en fonction de la dystrophie observée et en particulier de mettre en évidence des différences dans le cas d’un patient BMD (Becker Muscular Dystrophy) et /ou FSHD. L’étude de la pathologie FSHD conduit parfois à des cas particuliers comme la description en mars 2013, d’un  premier cas de DM1 «Myotonic Dystrophy type 1» associée avec une dystrophie Facio-Scapulo-Huméral (voir les détails dans la référence ici indiquée). De même on trouve un court rapport sur une analyse d’une coïncidence entre la pathologie FSHD et un cancer du sein. Par ailleurs, ce rapport révèle un cas particulier d’un patient avec un diagnostic de chevauchement génétiquement confirmé entre  CMT1A (Charcot-Marie-Tooth neuropathy 1A)  et FSHD. Chez le jeune enfant la FSHD a été revisitée: et cette analyse permet de corréler une expansion des phénotypes cliniques chez ces patients à l’aide d’un  fragment EcoRI très court, (voir détails dans l’article en référence). Mais une autre étude met en lumière l’existence d’un dérèglement du locus en  4q35-et des  gènes spécifiques du muscle chez les fœtus avec une répétition de motifs D4Z4 courte qui est reliée à la Dystrophie de type  Facio-Scapulo-Humérale. Par ailleurs, le dépistage systématique des miRNA a permis d’identifier l’entité dite »miR-411″ comme étant régulée à la hausse dans les myoblastes FSHD et elle va permettre de supprimer les effets des facteurs myogéniques.

En corrélation avec les données acquises et présentées plus haut et avec les dernières données décrites dans l’article en référence, il apparait que la surexpression de la protéine FRG1 (=Facio-Scapulo-Humeral muscular dystrophy Region gene 1) semble bien conduire à une dystrophie de type FSHD. Une analyse du  mécanisme de perturbation du sommeil chez les patients atteints de  Dystrophie Musculaire Facio-Scapulo-Humérale permet d’établir un profil type qui pourra servir de référence à d’autres études. Dans cette nouvelle étude sont indiquées les caractéristiques longitudinales du signal dit «Stir Bright» dans le cas d’une Dystrophie de type FSHD.

Dans le cadre des recherches pour proposer de nouvelles thérapies, ce travail indique un potentiel traitement via un dérivé « Morpholino » qui vient d’être propose pour améliorer la pathologie FSHD. Il s’agit de favoriser, via un «in vivo-morpholino-oligonucléotide» la réduction de l’expression de l’élément dit «Paired-like homeodomain transcription factor 1 (PITX1) car il serait dans certains cas à considérer comme impliqué dans le mécanisme évolutif de cette pathologie.

Les régions subtélomérique 4q35 et 10q26Ce protocole bien mené propose un nouveau test moléculaire simplifié pour diagnostiquer la pathologie FSHD. Tout d’abord dans cette étude il apparait évident qu’un profil exact de la région sub-télomérique aussi bien du locus 4q35 que du locus 10q26 est nécessaire ainsi que la distribution des marqueurs essentiels qui sont susceptibles d’être utilisé. C’est pourquoi dans ce travail une carte ou sont positionnés tous ces éléments est fournie et sa représentation schématique, retranscrite de l’article en référence, figure ci-contre.

4q et 10q

arbre décisionnel pour un cas de FSHDEnsuite selon différents type de génotypages et selon les sondes choisies pour amplifier des fragments d’ADN provenant du patient selon les sondes utilisée on peut suivre différentes voies et l’arbre décisionnel qui est illustré dans ce travail on aura soit une réponse d’exclusion soit une réponse de confirmation sur l’échantillon analysé quant au statut FSHD ou pas du patient.

 

En recherche fondamentale il est mis en évidence que la voie de signalisation Wnt / β-Caténine permet de supprimer l’expression de DUX4  ce qui va empêcher l’apoptose des cellules musculaires chez le patient  FSHD.

Toujours en 2013 une étude reprend l’analyse de l’audition chez les sujet FSH. De plus l’âge au moment du diagnostic de la perte auditive varie de la naissance à 7 ans. La plupart des audiogrammes démontrent une perte auditive neurosensorielle bilatérale seulement à  haute fréquence.

De nouvelle données apparaissent en 2014 en particulier c’est une nouvelle implication pour la protéine DUX4 qui pourrait induire un arrêt du cycle cellulaire en phase G1 en provoquant une augmentation de régulation positive vis-à-vis de l’expression de p21. Par ailleurs un autre travail présente de nouveaux détails sur un possible criblage à haut débit qui permettrait l’identification des inhibiteurs de DUX4 ayant une Toxicité  induite sur les myoblastes. Une analyse sur plus de 52 produits chimiques différents capable d’inhiber l’action de DUX4 sur les myoblastes. Est présentée dans ce travail et permettent d’envisager de nouvelles stratégies de thérapie. Mais par ailleurs il apparait que trois nouveaux biomarqueurs sériques, miR-1, miR-133a et miR-206 pourraient permettre de mieux différencier  la dystrophie musculaire des ceintures (LGMD), de la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale (FSHD), e/ou de la t dystrophie musculaire de Becker (BMD). Puis de nouvelles analyses confirment que les stimulateurs myogéniques régulent bien l’expression du locus du gène de la FSHD  en corrélation directe avec  DUX4.

Les recherches non invasives pour dépister les maladies musculaires telles les Dystrophies s’affinent et dans ce travail c’est l’utilisation de la technique dite d’échographie musculaire quantitative qui est comparée à l’IRM quantitative dans le cas de la FSHD. En corrélation avec ces approches, il est indiqué dans ce travail que les infiltrations de graisses dans les muscles de patients atteints de FSHD correspondent à différentes phase de l’évolution de cette pathologie. Ainsi la détection au moyen de la technique dite de l’imagerie magnétique non-invasive (=IRM) permet-elle d’établir la différence entre muscle et tissus adipeux.

Dans la continuité des études sur les particularités de la forme FSHD2 cette analyse a permis une  identification de deux versions variantes dans les séquences de SMCHD1 chez les familles atteintes de dystrophie musculaire dite « FSH-like ». Cependant un autre travail indique une participation restreinte du Poumon dans l’évolution de la Dystrophie musculaire dite FSHD. Mais par ailleurs une étude indique une grande efficacité de la xénogreffe chez les patients FSHD pour obtenir finalement un meilleur confort de vie

Cette approche définit la β-Caténine comme étant  au cœur du réseau qui implique l’élément  DUX4 dans le développement de  la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale. Cela implique en particulier la voie de signalisation Wnt. De nouvelles investigations démontrent qu’il existe de nombreux ARN non codant  qui joue un rôle en tant que régulateurs émergents de la différenciation, du développement et de  la maladie. Ce domaine sur l’origine et le rôle des micro ARNs est en particulier détaillé dans le cadre des Dystrophies musculaires incluant la DMD mais aussi la FSHD.

Cette analyse chez les patients FSHD asymptomatiques cardiaques montre i) une augmentation de la prévalence de RBBB incomplète (=Right Bundle Branch Block)  en l’absence de cardiomyopathie; ii) présence d’aucune progression de ces anomalies pendant huit années de suivi. Les auteurs concluent  que les patients FSHD sans altération cardiaque ne nécessitent pas de dépistage ou de surveillance cardiaque spécifique. En outre, la prévalence accrue de RBBB incomplète en l’absence de cardiomyopathie suggère une implication sélective du système His-Purkinje dans FSHD. Par ailleurs, cette autre étude met l’accent sur une implication forte des muscles du tronc comme étant la plus critique pour la perte de contrôle de l’équilibre chez les patients atteints de FSHD. Mais signalons également dans une autre vaste exploration sur des différences cinématiques entre le groupe FSHD et le groupe témoin en bonne santé sont bien identifiées dans la valeur de l’angle d’élévation de l’épaule lors des mouvements de l’épaule .Par ailleurs, de manière générale, on va trouver que chez les sujets FSHD l’activation musculaire développée au cours de cet exercice se trouvait plus élevée. De plus amples détails sont à consulter dans l’article en référence. De plus une autre approche présente des résultats qui mettent l’accent sur le bien-fondé d’attirer l’attention des cliniciens et des chercheurs travaillant sur l’évaluation et le traitement de la douleur. En effet une étude comparative chez des patients DM1 et FSHD semble indiquer que la localisation et l’intensité de la douleur ne serait pas équivalente.

 

Ainsi en 2014 il est affirmé et démontré que pour le muscle squelettique une  signature de la pathologie  dite «  FSHD » c’est  le gène DUX4. Cette autre étude met l’accent sur une implication forte des muscles du tronc comme étant  la plus critique pour la perte de contrôle de l’équilibre chez les patients atteints de FSHD.

Notons qu’un travail indique une forte prévalence de l’observation d’un bloc cardiaque de la branche droite du ventricule  de manière incomplète dans le cas de la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale sans symptômes cardiaques. (Right Bundle Branch Block (RBBB). De plus un autre travail souligne qu’une faiblesse respiratoire  avec paralysie du diaphragme ce qui est relativement inconnu chez les patients  FSHD, fut pourtant le cas chez un patient âgé de 68 ans de sexe masculin avec  une dyspnée sévère. Pour autant la recherche pour de nouveaux biomarqueurs susceptibles de mieux dépister et identifier un patient FSHD s’accélère et plus de 169 protéines furent identifiées dans le sérum dont la validité reste à confirmer. (Test selon un criblage multiplexe).

Une recherche pour une’ imagerie du muscle squelettique par tomodensitométrie assistée par ordinateur permet d’évaluer la quantité de graisse au niveau de chaque muscle et cela a été systématiquement appliquée  sur des individus atteint de dystrophie  Facio-Scapulo-Humérale. L’analyse permet de classer les muscles en 4 catégories distinctes: les muscle avec  (1) une apparence normale; (2) avec des points précoces de graisse «apparence mitée» et/ou  (3) «apparence régulièrement mitée» avec certaines zones de graisses confluentes, puis finalement (4) avec de grandes zones confluentes et parfois un complet remplacement du muscle par le tissu adipeux «apparence délavée». L’ensemble des données ainsi acquises permet de démontrer chez les patients FSHD une Asymétrie importante observée u niveau des extrémités supérieures avec une prédominance du côté droit.

Du côté de la recherche fondamentale il a été possible d’étudier des souris transgéniques mâles possédant un transgène DUX4 lié au chromosome X. Un schéma final récapitule les résultats obtenus. Le motif D4Z4 est matérialisé par un triangle. L’état de méthylation est indiqué sur 6 sites représentatifs pour chaque motif, et figure sous forme d’une boule rouge pleine tandis qu’un cercle ouvert indique l’absence de méthylation. Chez l’homme, quand D4Z4 est présent avec un large éventail en tandem de motifs D4Z4 au sein de l’hétérochromatine subtélomérique au niveau du locus 4q, un mécanisme de silence est induit et conduit à un profil d’ hétérochromatinisation (indiqué par le compactage des triangles avec leurs informations de méthylation respectives). Ainsi on observe une hyperméthylation de l’ADN (indiqué par cercles rouges), ce qui rend  efficacement silencieux ce locus. Lorsque le nombre de motifs D4Z4 est réduit comme dans le cas de la FSH, il y a perte de la mise sous silence de cette région qui est  induit par le manque de  répétition D4Z4. Cela conduit alors à une ouverture de la chromatine (plus d’espace entre les zones triangles), accompagnée par une déméthylation relative, ce qui va conduire à un certain taux de  transcription de DUX4. Une étude de la méthylation de l’ADN et de la répétition des macros satellites associées à la FSHD au niveau de chaque nucléotide confirme le Impact de l'environnement de dux4processus en 4q35 de répression d’un gène selon un modèle similaire. Par contre, chez la souris transgénique de type  iDUX4 (2.7) la copie unique de DUX4  (qui n’est pas soumis à une mise sous silence) et qui se trouve au sein de euchromatine, entraîne une  encore plus grande ouverture, avec  une absence totale de méthylation, et finalement un plus fort taux de transcription de DUX4 au sein de  tissus supplémentaires, conduisant à un plus grave, et finalement mortel, phénotype. Le  schéma général de l’environnement comparatif de DUX4, directement issu de l’article en référence est présenté ci-contre et explique le rôle létal de la présence dominante du transgène DUX4.

Cette année 2014 est particulièrement riche en revue sur la FSHD , en particulier on peut citer un bilan sur les formes de FSHD dites de type  4qA et 4qB avec le détail sur la région pLAM qui contient pour la version 4qA une zone de polyadénylation que l’on ne retrouve pas dans la version 4qB et bien d’autres informations Une autre approche intégrée présente un cas particulier de la dystrophie facio-scapulo. Ce travail démontre qu’une femme de 43 ans affectée de la FSHD,   qui va suivre un protocole thérapeutique avec à une alternance entre des entraînements sportifs et un régime alimentaire adapté, va trouver un net bénéfice en qualité de vie suite à un tel régime. 

le locus 4q35 et corrélation avec différents types de FSHDPuis en 2015 un éclairage nouveau en forme de mise à jour, va permettre à la recherche fondamentale d’avancer sur le profil type de la pathologie FSHD. En effet cette revue largement illustrée avec des tableaux récapitulatifs propose une large variété d’animaux modèles pour analyser cette pathologie. En particulier une illustration didactique permet de mettre à jour l’ensemble des connaissances sur le locus 4q35 et en particulier les constats sur la relation entre d’une part le nombre de répétitions D4Z4 et l’état normal et pathologique mais aussi le fait de la présence du facteur de transcription DUX4 et son impact comme celui de l’association normale ou défectueuse avec l’entité SMCHD1 et le profil résultant pour les formes dites FSHD1 et FSHD2. Le schéma présenté ci-contre reprend l’ensemble de ces données avec l’architecture et les associations au sein du locus 4q35.

Ainsi cette même année un autre travail confirme et illustre la perte de la mise sous silence du facteur de transcription DUX4 dans l’article en référence. La méthode non invasive de la résonnance magnétique appliquée au muscle (MIR) est reprise et permet avec un calcul approprié d’évaluer l’état du muscle analysé et en particulier d’en évaluer le taux de graisse et de régions œdémateuses en pourcentage pour mieux caractériser la progression de la pathologie FSHD. Une approche de calcul par ordinateur est proposé dans l’article en référence (évaluation  selon plusieurs formules en particulier le de rapport  des aires totale du muscle et des zones d’’hyper intensité).

Puis chronologiquement, par la suite de nouvelles données sur les corrélations génotype-phénotype en particulier dans la population chinoise atteinte de Dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humeral  sont reprises en une  analyse rétrospective de 178 patients. Dans ce travail une tentative de classification est alors proposée. On trouve alors dans la littérature  des données probantes pour mieux identifier  la dystrophie Facio-Scapulo-Humérale.  En particulier il est indiqué  2 types distincts qui vont  être associés à un  phénotype FSHD:   d’une part le type FSHD1 (95%) et d’autre part le type FSHD2 (5%). Bien que le diagnostic moléculaire définitif de FSHD 1 repose sur  une analyse génétique moléculaire complexe, un  test est désormais disponible auprès de plusieurs laboratoires commerciaux. Par ailleurs il existe un  nombre croissant de preuves suggérant que  le type FSHD1, autrefois considéré comme un désordre ne concernant purement  que le muscle squelettique, désormais il peut dans certains cas avoir des manifestations extramusculaires. Depuis sa description l il y a plus près d’un  siècle, les manifestations de symptômes dans d’autres systèmes ont été notés, y compris cardiaque, orthopédique, respiratoire, auditive, visuelle et douleurs sensorielles.

Protocole de dépistage d'une Dystrophie FSHCette approche propose d’établir des évidences-pour une  évaluation facile et  fiable et ,un diagnostic clair pour dépister  une dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale:  A côté de la procédure à adopter pour bien enregistrer les patients affectés par ce type de pathologie il est indiqué un protocole simple à suivre pour obtenir un dépistage le plus affiné possible et ce dernier est dressé dans un tableau récapitulatif ou chaque étape se solde par une réponse OUI / NON et permet d’affirmer et/ou d’infirmer la statut FSH du patient étudié. Cela constitue donc un tableau décisionnel à suivre pour dépister une FSHD.

Ainsi comme indiqué dans ce nouveau tableau décisionnel, bien qu’il n’y ait pas de relation directe entre les pathologies FSHD  et MS (Multiple Sclerosis), ces maladies pourraient néanmoins partager certains mécanismes physiopathologiques communs. C’est le constat fourni par cette étude qui montre en particulier le rôle des facteurs immunologiques dans la pathogenèse de la FSHD.

fonction opposée de 2 formes de DUX4De nouvelles investigations sont alors engagée pour mieux définir le rôle des protéines codées au sein des zones répétitives D4Z4- dans le cas particulier de la différenciation ostéogénique des cellules mésenchymateuses stromales Isolées de moelle osseuse. En particulier il est indiqué la présence de 2 formes de DUX4  avec soit une protéine de 52 kDa soit une protéine de 58 kDa. Soit il y a liaison à différents éléments en position cis ce qui conduit à une activation ou non de différents promoteurs de gènes, soit une autre hypothèse serait une compétition pour une liaison compétitive pour le même fragment d’ADN. Alternativement selon le taux de transcription de ces protéines il pourrait y avoir une absence de liaison avec un élément activateur, et/ou avec un élément inhibiteur dont le résultat sera une diminution de l’action sur le promoteur du gène mis en jeu. Une illustration permet de résumer ces hypothèses comme le montre le schéma ci-contre.

Contrôle de la trancription de ANT-1Cette autre  analyse montre que sur l’allèle 4qA il y a des zones de répétitions dites  “β-satellite «  (=BSR), qui possèdent une activité d’activateur conduisant à l’activation du gène ANT1 (= Adenine Nucleotide Translocator 1), un gène candidat majeur de la FSHD candidat. Le résultat majeur présenté dans ce travail  indique que la protéine dite en doigt de zinc référencée sous le sigle de  ZNF555, (dont le rôle était encore inconnu),  pouvait agir en tant que facteur de transcription putatif fortement exprimé dans les myoblastes primaires humains. Ce facteur est susceptible d’interagir avec le site activateur des zones de répétitions  BSR avec des effets induits sur l’activité du promoteur pour ANT1 dans les myoblastes. Cette  découverte du rôle fonctionnel pour  l’allèle 4qA de la protéine ZNF555 dans le contrôle transcriptionnel du gène ANT1 permet de mieux comprendre  la pathogénèse  autour de la FSHD et de fournit de nouvelles s cibles thérapeutiques potentielles pour améliorer les altérations provoquées dans  cette pathologie. Un schéma récapitulatif indique l’arrangement potentiel du locus 4q35 dans ce cas de figure.

Ce travail rapporte que l’expression endogène de DUX4 au niveau  des myotubes de patients  FSHD était suffisante pour provoquer la mort cellulaire, entraîner une perturbation de l’épissage des ARN et provoquer de nouvelles voies de signalisation en rapport avec la migration cellulaire. (Voir détails et tableaux informatifs sur les diverses  implications de DUX4). Une nouvelle approche tente de clarifier la relation au niveau des muscles entre une faible expression de FAT-1 et le fait que le développement musculaire précoce est affecté chez des patients affectés  de la pathologie FSHD. C’est une recherche de corrélation entre ces 2 constats qui est analysée dans l’étude en référence sur des embryons de souris dans lesquels on va identifier les muscles en fonction de leur taux d’expression de FAT1. La plupart des muscles connus pour être affectés à des stades précoces chez l’homme atteints de FSHD présentent une faible expression de FAT-1 chez la souris, ce qui permet de soutenir la corrélation entre la faible expression de FAT1 et le type de muscle affecté très tôt chez le patient FSHD. Une illustration montre  en particulier les muscles tels le deltoïde  (SD= spinodeltoid chez la souris) et le Serratus antérieur dit le dentelé  (SER chez la souris).

Des recherches fondamentales indiquent une méthode fiable pour déceler le nombre et l’état contracté ou pas des zones de répétitions D4Z4. Cette approche est menée par des comparaisons avec la méthode standard dites du « Southern blot» pour mieux en définir les limites. (Voir détails dans l’article en référence sur des analyses comparatives pour les différents allèles « q » au niveau des chromosomes 4 et 10 ).

Notons par ailleurs au cours de l’année 2015, une publication originale sur le thème FSHD qui rapporte un cas particulier et rare d’un patient atteints de cette pathologie FSHD mais qui se trouve également affecté par une  choriorétinopathie  de type Birdshot.

La dégradation des ARNm non-sens est un mécanisme de contrôle qualité des ARN messagers mais dans ces travaux il est montré qu’il existe une interaction potentielle entre ces ARN dits « NMD »  (=non-sens mediated decay) avec la protéine DUX4.  Dans un premier temps on observe 2 phénomènes concernant les séquences Rôle DUX4 et ARN non codantnon-codantes d’ARN et le gène DUX4. . Il existe une Boucle pour une régulation négative en retour entre DUX4 et les ARN non-codants. Si dans un sens on observe une action directe de la protéine DUX4 sur les ARN non-codant il y a aussi un effet direct de ces ARN non codant sur l’ARN codant pour la protéine DUX4 Par ailleurs chez le patient normal il existe un processus selon lequel la protéine UPF1 est capable d’exclure DUX4 de ces entitées NMD et finalement provoquer une  dégradation efficace, évitant ainsi à la cellule d’être envahie par des ARN non-codant qui peuvent devenir un poison pour la cellule.  Chez le patient FSHD  il existe une plus forte proportion de protéines DUX4 qui vont provoquer une dégradation es protéines UPF1 alors les NMD ne sont plus dégradés ce qui entraîne l’accumulation d’un part de  ces ARN non-codant mais aussi d’autre part de  la protéine DUX4 contribuant ainsi à une altération cellulaire. Un schéma récapitulatif compile ces différents processus.

La technologie non invasive  d’imagerie en résonance magnétique (IRM) est reprise avec un protocole selon 2 types de scan, (supérieur et inférieur). Cela  permet l’acquisition rapide, et de haute qualité, de l’allure générale des masses musculaires diffuses sur le corps entier dans la maladie FSHD. Cette  approche semble potentiellement valable pour en faire un outil de bio marquage de référence  prometteur

Cette analyse démontre clairement que les sujets FSHD touchés présentent une hypométhylation de leur ADN au niveau des zones répétitives D4Z4, tandis que les sujets non affectés en bonne santé révèlent une hypermethylation de cette zone de leur ADN, et que  les sujets sans manifestation constatée mais avec un nombre de répétition diminué  ont cependant un taux de méthylation caractéristique intermédiaire. Ainsi, l’analyse du taux de méthylation de l’ADN au niveau des répétitions D4Z4 dans la partie distale du locus 4q35 pourrait être utilisée comme indicateur de diagnostic pour suivre le développement  clinique de la FSHD. En outre, le processus de mise en place de la stabilité de la répression épigénétique de l’expression de DUX4 est un régulateur clé de la maladie et à ce titre une cible thérapeutique potentielle.

Cette autre approche novatrice démontre que pour évaluer la liberté de mouvement des membres supérieurs par une mesure de l’espace de travail accessible en utilisant un système de détection basé sur la vision en 3D est réalisable chez les personnes atteintes FSHD. Les résultats présentés dans ce travail suggèrent qu’il n’existerait  pas chez le patient FSHD de différence dans la liberté de mouvement entre les côtés dominants et non dominants de ses membres supérieurs

Notons cependant une courte note qui mentionne que pour éviter les tests génétiques inutiles et un retard de diagnostic, il existe une reconnaissance clinique précoce possible de la FSHD qui serait le pectus excavatum, ou malformation dite de la poitrine creuse. Par ailleurs un autre  article insiste sur les analyses de la position des pieds, de la position de la jambe qui amorce la marche et de la jambe qui suit pour mieux diagnostiquer le profil d’une personne atteinte d’une pathologie FSHD. En particulier comme cela est illustré dans l’article original et test de la marche avec obstacle chez le patient FSHDprésenté ci-contre, un aperçu schématique d’un test de marche avec obstacle divisée en 2 mesures, notées (L= distance entre la position du talon de la jambe initiant le premier pas et celle du talon de la même jambe accomplissant le troisième enjambée) et (T = mesure identique à la précédente entre les talons des enjambées 2 à 4 )La ligne rouge représente la trajectoire du centre de masse du corps au cours du test. La ligne noire représente le centre extrapolée de la masse du corps Les étoiles vertes représentent les moments de l’attaque du talon durant la marche. La stabilité vers l’avant de l’individu est déterminée à l’attaque du talon (SAv). La stabilité latérale (SLat) reflète la plus petite distance entre la ligne grise et la ligne noire (appuis du pied versus direction). La distance entre la pointe du pied et l’obstacle est notée par (TD). La distance entre le talon et l’obstacle est indiquée par (HD) en prenant l’information sur la trace après l’obstacle du talon correspondant à la jambe qui attaque le franchissement de l’obstacle.

Dans ce travail,  il est utilisé des cultures de cellules myogéniques humaines pour analyser les effets de l’expression de DUX4-FL.  Les auteurs se sont concentrés sur la détermination des effets de DUX4-FL sur l’ubiquitination de protéines et sur l’agrégation des TDP-43.Les résultats présentés montrent  à la fois une altération nucléaire et une distribution cytoplasmique du processus d’ubiquitination des  protéines avec agrégation de TDP-43 dans les des noyaux qui expriment  DUX4FL. Ces observations conduisent à déduire que l’expression induite de DUX4-FL  va conduire à une  inhibition du renouvellement des protéines et une agrégation de TDP-43, qui sont des changements pathologiques que l’on retrouvent également dans des maladies telles que la sclérose latérale amyotrophique et Myopathie de corps d’inclusion, mais aussi que l’on doit considérer  en tant que mécanismes pathologiques potentiels dans le développement de la FSHD.

Un nouveau protocole pour mieux différentier la FSHD des autres Dystrophies . Une analyse compare et enregistre les différences significatives dans le profil des protéines sériques trouvées dans divers sera. Pour ce qui concerne la FSHD il y a dans plus de 70 % des cas une augmentation significative pour L’ALanine aminoTransférase (ALT avec 73% des cas) pour L’ASpartate aminoTransférase (AST, dans 78% des cas) et La Lactic DeHydrogénase (LDH dans 75,6% des cas). Voir l’article en référence pour plus de détails

De nouveaux travaux sur l’étude  des souris modèles pour la pathologie FSHD permettent de mieux saisir l’importance des zones répétitives D4Z4 et séquences génomiques voisines. Plusieurs exemples sont exploités dans l’article en référence. Un effort particulier est mené dans cette étude et il y est dressé comment les conditions de culture de myoblastes FSHD peuvent ou non permettre une expression de DUX4.

Cette large investigation pose les premiers jalons pour envisager une thérapie de la pathologie FSHD. En effet il est démontré dans cette approche qu’une augmentation de la présence d’oligonucléotides sous forme de  siARN exogènes permet une mise sous silence de l’entité DUX4. Le travail en référence donne de larges détails sur la stratégie a employer.

Une stratégie originale consistant à construire un mini gène, couplé à un oligonucléotide antisens (AON) permet de montrer expérimentalement chez la souris qu’une  altération partielle ou complète par épissage pouvait conduire à des variantes dans l’expression de la protéine FAT1. Ainsi suite au corrélation déjà obtenue sur cette protéine et la pathologie FSHD, les effets décrits dans cette étude
suggèrent qu’une protéine défectueuse FAT1 peut être associée à un phénotype analogue à celui observé chez le patient FSHD.

Une analyse comparative pour mieux identifier une éventuelle différence entre un profil FSHD1 et FSHD2 a été engagée dans ce travail en utilisant  12 paramètres différents pour estimer l’état de sections musculaires provenant de biopsies obtenues chez de  tels patients. Aucune différence ne fut évidente quant à la fréquence d’inflammation  musculaire  analysée. Le nombre trouvé au locus 4q35 de répétitions D4Z4 est particulièrement important et la pathologie FSHD est en générale confirmée si le nombre est compris entre 1 et 11, tandis qu’au-delà de 11 le statut est relativement normal. Cependant une modulation semble à faire en regard de ce présent rapport qui indique que pour les patients n’ayant que 7 à 10 séquences répétitives D4Z4 la pathologie serait relativement sans conséquences sérieuses

En adéquation avec des observations antérieures sur le rôle de  SMCHD1 comme modulateur de la sévérité de la maladie dans FSHD1, l’étude présentée ici analyse en détail  la dé-répression des répétitions  D4Z4 en relation avec les profils  FSHD1 et FSHD2. En particulier ce travail souligne le rôle crucial de SMCHD1 dans la méthylation d’un sous-ensemble d’îlots CpG ce qui provoque  la suppression de l’activité de DUX4 dans les cellules somatiques. Mais ici il est observé que le déclin de l’activité de SMCHD1  au cours de la différenciation des cellules musculaires fournit  aussi une nouvelle explication plausible pour l’expression accrue de DUX4 dans les cellules de muscles squelettiques. (plus de détails dans l’article original).

Ainsi dès le début de l’année 2016 une attention particulière a été portée sur l’entité SMCHD1. En particulier le cas de variantes doubles de SMCHD1 dans le type de pathologie FSHD2. Il est alors observé un effet synergique des deux variantes de SMCHD1  sur l’ hypométhylation des zones répétitives D4Z4  et le taux de  pénétrance de la maladie dans cette forme FSHD2. Divers dosages sériques effectués comparativement chez des DMD, BMD et FSHD entre autres permettent suite à des études plus anciennes de fournir plus de détails quant à l’état métabolique des patients atteints de dystrophie musculaire en phase précoce et de la maladie: In vitro, avec une  spectroscopie RMN haute résolution métabolomique basée sur une  analyse minutieuse  du sérum.

Différenciation entre un patient de type FSHD1 versus FSHD2En 2016, il est maintenant établit que c’est en fait une hypométhylation spécifique de l’ADN qui va caractériser les formes pathologiques dites FSHD1 et/ou  FSHD2. En présence d’un signal de polyadénylation polymorphique  (en anglais, « Polymorphic  Polyadenylation Signal »  = PAS), une hypométhylation de l’ADN conduit à une expression inapproprié du facteur de transcription DUX4 contenu au sein d’une répétition D4Z4 au sein du muscle squelettique. Ainsi il apparut évident qu’une analyse du taux de méthylation des régions appropriées contenant des motifs «  CpG » étaient des cibles à bien analyser pour devenir des outils de diagnostic sensible aidant à mieux identifier le type de FSHD dont chaque patient était atteint. Dans ce travail une marche à suivre est proposée dans un tableau récapitulatif et cette mise à jour d’un protocole type est indiquée ci-contre selon les informations contenue dans le travail en référence.

Si le dépistage de cette pathologie FSHD s’affine, de larges recherches sont également effectuées sur le rôle exact du facteur DUX4.  C’est ainsi comme le présenté le travail en référence, il était important de mieux analyser la structure de cette séquence DUX. Pour une telle étude permettant de mieux comprendre la fonction des protéines DUX, l’identification de leurs potentiels partenaires protéiques a été recherchée dans une banque d’ADNc de muscle squelettique humain en utilisant la méthode double hybrides. On avait  déjà identifié au sein de la séquence des protéines DUX la présence de 2 zones identifiée comme des structures dites « Homéodomaines ». (En effet certaines zones de l’ADN renferment  des séquences d’environ 180 paires de bases que l’on trouve au niveau de gènes régulateurs du développement qui constituent des « boites » dites Homeobox. Les protéines issues de ces Homéodomaines sont des produits qui se caractérisent par un agencement particulier de la séquence protéique qui lui permet une association avec l’ADN). L’analyse plus précise et comparative de la séquence des protéines DUX montre diverses zones pour de potentielles interactions. Les expériences présentées mettent en jeu quelques partenaires bien identifiables et ouvre la possibilité pour quelques autres partenaires possible par analogie. Ainsi un schéma récapitulatif permet de regrouper toutes les informations sur les différentes zones  qui forment une cible d’interaction potentielle (et/ou putative , notée par  Possibles partenaires de DUX4un ?) au sein des protéines DUX   On va ainsi identifier ces nombreux partenaires :   aussi bien la Desmine , tout comme potentiellement la protéine Alpha-Actinine,  que la protéine IPO13 et/ou des protéines liant l’ARN,  le facteur C1QBP, mais aussi des entités dont le sigle respectif est LMCD1, SRSF9, RBM3, FUS / TLS et SFPQ, Par ailleurs une portion de la protéine DUX possède une zone particulière –PxLxP-et un domaine riche en Proline qui pourraient interagir avec un sous-ensemble de protéines de type MYND (par exemple, SMYD1). La région C-terminale du facteur DUX4 notée (term)  pourrait lui interagir avec la Myosine et/ou des  protéines comme  la Calmoduline. De plus les 32 derniers résidus de DUX4c et les résidus homologues  au sein de la version DUX4 pourraient aussi  interagir avec la Peroxyrédoxine. Les interactions potentilles avec des protéines de la famille LIM, ou des protéines associées à l’Actine et/ou la Tubuline  sont également indiquées. Le schéma récapitulatif issu directement de l’article en référence est présenté ci-contre, pour tous les potentiels partenaires de DUX.

Dans le cadre des approches thérapeutiques impliquant une greffe de muscle sain un nouveau travail est présenté. En effet ces analyses présentées chez la souris démontrent que les effets comparatifs d’ une greffe avec des  myofibres humains contrôles  et/ou de patients FSHD seront meilleurs si le développement ultérieur du muscle  mature est accompagné  d’ une stimulation électrique intermittente  (intermittent NeuroMuscular Electrical Stimulation = iNMES) via par exemple le nerf sciatique  (Nerf fibulaire commun = nerf Périnéale).

Cibles de DUX4 avec cas FRG1Par ailleurs des recherches fondamentales sont toujours engagées et concerne ici un travail chez un animal modèle transgénique la Drosophile chez qui l’expression de deux gènes (DUX4 et FRG1), qui sont  associés à la dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale (FSHD) va être analysée. Pour mieux appréhender le rôle potentiel de DUX4 sur le gène FRG1 un schéma récapitulatif dresse l’ensemble des hypothèses sur ses cibles potentielles dans le cadre de la pathologie FSHD. Un tel schéma figure ci-contre et ce travail ne propose cependant qu’un nouveau modèle pour étudier la pathologie FSHD.

En 2016, le fait est établit selon lequel  l’expression stable et aberrante de l’ARNm de l’isoforme DUX 4-FL existe dans les cellules somatiques adultes. Cette expression de DUX4-FL dans les cellules somatiques va être capable d’initier divers types d’événements en aval,  potentiellement indésirables, y compris des changements dans l’expression de certains s gènes, la perturbation de l’ARN et le métabolisme des protéines, allant jusqu’à  l’induction de l’apoptose. Cependant, peu est encore connu et certifié sur les voies précises touchées par l’expression DUX4-FL et on ne sait pas encore ce qui change dans la pathologie FSHD à ce sujet. Une lignée transgénique de Drosophile exprimant DUX4-FL et FRG1  permet d’observer que l’induction de la protéine DUX4-FL est létale si elle est initiée précocement au cours du développement tandis que l’induction de la protéine FRG1 va perturber l’organisation du muscle thoracique chez la Drosophile.

Une approche originale plus proche de l’homme est réalisée dans ce travail en démontrant qu’il est possible d’obtenir une correction de la différenciation d’un  myoblaste de type FSHD en réalisant une simple fusion avec un myoblaste sain. Les myotubes obtenu sont tous normaux mais pour cela il faut disposer d’autant de myoblastes pathologiques que de myoblastes sains avec cependant de bons résultats jusqu’à une proportion de 50% de myoblastes sains. Aussi un tel résultat obtenu in vitro sera-t-il aussi efficient in vivo reste la question, car il est difficile de d’évaluer et de disposer d’au moins 50% de myoblastes sains par rapport à la quantité de  myoblastes pathologiques présents chez le patient à traiter.  

Ainsi cette revue permet de disposer d’une nouvelle mise à jour clinique pour mieux définir ce que l’on estime en 2016 correspondre à un patient atteint de pathologie FSHD. Cette pathologie musculaire concerne principalement une faiblesse des muscles du visage, des épaules, de ceux du bras, mais aussi ceux du tronc et des jambes. La sévérité progressive de la maladie varie beaucoup d’un sujet à l’autre allant de légère et/ ou précoce et peut être difficile à reconnaître. La connaissance de ses signes subtils et des symptômes peuvent conduire directement et rapidement  à un bon diagnostic Une vue d’ensemble des signes et des symptômes de la pathologie FSH figure dans cette revue en alternant des cas  graves comme des cas bénins, pour faciliter une reconnaissance correcte et instantanée de ce trouble musculaire relativement commun.

Une autre approche originale sur des cultures de cellules musculaires  issues de patient FSHD avec comme contrôle des cellules musculaires provenant de sujet sains permet de mieux évaluer la capacité de ces cellules pathologique à résister à un stress conduisant à une dégradation et une non réparation de leur ADN. Pour cela l’étude consiste à lisser se développer de telles cellules musculaires en présence de dose variables de H2O2. Si dans des conditions de stress oxydatif élevé (durant 15 minutes avec H2O2 concentration =500 μM) les cellules sont incapables de réparer les dommages induits par les ROS sur leur ADN, dans des conditions plus douces (durant 15 minutes avec H2O2 concentrations = 50 à100 μM) l’activité de réparation de l’ADN cellulaire dans les myoblastes FSHD  n’était pas différent  de celui observe pour des myoblaste de sujet sain

La Myographie par impédance électrique (=Electrical Impedance Myography ; EIM) est une technique qui va permettre de bien évaluer la capacité musculaire réelle des patient atteints de dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale. Ceci est rapporté dans le travail indiqué avec une relativement bonne corrélation pour ce qui concerne plus particulièrement les muscles des bras, des jambes et du tronc. Cette méthode non invasive consiste en un simple ordinateur portable relié à un capteur portable à la main que l’on applique sur le muscle à analyser ce  qui va permettre des enregistrements du  rapport entre le taux de contraction  du muscle et  la plage de fréquence d’excitation utilisée.

La recherche pour découvrir la meilleure séquence de l’ADN susceptible de se révéler la séquence spécifique pour DUX4 est abordée dans ce travail relativement bien mené. .La meilleure liaison et la plus grande activation de la transcription sont observés lorsque les deux motifs TAAT sont séparés par un résidu C. Le deuxième motif de TAAT dans la séquence consensus est en fait (T / C) AAT. Dans le cas où le nucléotide  T est préféré alors DUX4 n’a pas d’activité transcriptionnelle sur les «demi-sites», à savoir ceux portant un seul motif de TAAT. Cependant il se trouve que  DUX4 ne se lie pas au motif TAAT dans le cas du  promoteur PITX1, ce qui selon ce travail remet en question PITX1 comme gène cible pour  DUX4. Ce travail indique en fait la nécessité d’au moins deux motifs TAAT qui sont nécessaires pour détecter une réponse transcriptionnelle. Ainsi Cette étude démontre que la séquence d’ADN optimales qui est la préféré pour DUX4 est la séquence dite 11 mer suivante TAATCTAATCA (c.à.d., le motif dit : CT).

Structure de l'ARN messager codnt pour DUX4Mieux gérer l’action du facteur DUX4 est une stratégie qui peut faire appel à des oligonucléotides antisens ciblant l’extrémité 3’  impliqués dans la maturation de l’ARNm de DUX4.  Une telle stratégie est proposée comme approche thérapeutique efficace dans le cadre de la dystrophie Facio-Scapulo-Humérale. Cette nouvelle technique pour la neutralisation d’un gène est rapportée en détail dans l’article en référence et cela est illustré par l’organisation prédictive de la structure secondaire de l’ ARN messager avec la position des divers PMOs utilisés (PMO = Phosphorodiamidate Morpholino Oligomers)  et leur indication en tant qu’efficacité pour induire une régulation de l’expression de DUX4. Un tel schéma figure ci-contre avec la référence de l’article original.

L’évaluation de l’oxygénation des muscles par spectroscopie dite proche  de l’infrarouge (Near-InfraRed Spectroscopy  = NIRS) chez les patients atteints de dystrophie musculaire facio-scapulo est analysée en détail dans l’article en référence. Les .résultats montrent que les niveaux d’oxygène dans  les muscles étaient plus faibles chez le patient  FSHD que chez les sujets témoins. Cette étude suggère que les patients atteints de la pathologie FSHD sont déficients dans  leur capacité à fournir ou d’utiliser l’oxygène au niveau des muscles durant un effort et cela  aussi, au moins en partie, pourrait participer à l’évolution de cette pathologie. Des  exercices en  aérobie et des programmes de d’entraînement pour un  renforcement musculaire devraient permette d’améliorer la capacité du muscle squelettique à mieux recevoir  et/ou utiliser oxygène.

Selon  les connaissances acquises en ce début  2016, ce rapport sur les réponses d’une enquête/consultation menée  sur le WEB  est la première étude complète pour explorer la douleur, la raideur, et les limitations d’activités de base du membre supérieur  (=Upper Extremity ; UE) chez les personnes atteintes de dystrophie musculaire facio-scapulo-Humérale (FSHD). Le résultat le plus important est la fréquence de la douleur et la raideur dans les épaules et les bras, qui ont été associées à ce type de mouvement.  Les trois principales activités qui ont été le plus souvent signalées comme étant limitées ont été :   a) une utilisation du clavier d’un ordinateur, b) une utilisation du couteau et de la fourchette, et c) une utilisation de la fermeture éclair  de la veste.

L’analyse suivante se concentre sur des cas particuliers de pathologie FSHD au sein de la population italienne. Cela ne concerne que des patients pour lesquels il existe un début infantile et la présence de caractéristiques extra-musculaires supplémentaires, qui sont associés avec seulement de 1 à 3 répétitions D4Z4 (1-3 DRA). Les résultats indiquent : a) Aucun patient ne présente une apparition périnatale de cette pathologie, b) La grande majorité des patients atteints par une apparition précoce de  la maladie (26 sur 36, 72,2%) étaient de novo; tandis que la majorité des patients avec apparition de la maladie après 10 ans  avaient un environnement familial (16, 53,3%). Cependant les parents porteurs d’un profil (1 à 3 DRA) présentaient  une grande variabilité clinique allant du sujet en bonne santé, à un état de patient atteint d’une déficience motrice grave. La conclusion de cette étude indique que la taille de la zone répétitive D4Z4 n’est pas toujours  prédictive des résultats cliniques sévères. Le degré élevé de la variabilité clinique suggère que des facteurs supplémentaires contribuent donc à la complexité du phénotype.

Cet autre rapport du début 2016 fait une sorte de bilan sur les avancées dans la compréhension et le traitement de la pathologie FSHD. Le premier constat est que  le facteur DUX4 est capable d’induire l’expression de gènes dans le muscle squelettique qui  se présentent donc comme biomarqueurs potentiels de la FSHD.  Il existe cependant une grande variabilité de l’expression de ces biomarqueurs au sein des muscles malades. Le rapport recommande d’examiner comment ces biomarqueurs sont en corrélation avec les changements observés durant cette pathologie par IRM, et la force musculaire développée.  La recherche de nouveaux biomarqueurs est recommandée. De plus une biopsie musculaire du même muscle prélevé deux fois sur une période de 12 mois permettra de suivre des changements histo-immuno-morphologiques. En conclusion il est souhaité la mise en place de collaborations plus nombreuses entre les groupes de recherches afin d’évaluer une ou plusieurs catégories de mesures sur des cohortes de patients plus larges pour en valider définitivement les résultats.

Stratégie thérapeutique ayant pour cible la pathologie FSHDCependant même si la recherche n’a pas encore révélée les voies de signalisations altérées responsables de cette pathologie il semble qu’un espoir sérieux de thérapie de la FSHD est particulièrement mis en avant de nos jours avec la nouvelle stratégie qui consiste à modifier la transcription d’un gène à l’aide d’un nouveau protocole impliquant l’utilisation d’un nouvel outil dit «CRISPR/ Cas9 »  appliqué sur des myocytes de type FSHD. Le bût étant de cibler la Cas9 sur DUX4 de manière à faire décroître la quantité d’ARNm codant pour le facteur Ainsi comme indiqué dans l’illustration issue de l’article en référence il est proposé de traiter les myocytes du patient FSHD avec la forme  dCas9-KRAB pour réprimer la synthèse de l’ARN messager codant pour le facteur DUX4-FL. Le schéma ci-contre résume la stratégie appliquée.

Cette autre approche utilise des diverses constructions de protéines recombinantes de  DUX4 , en y intégrant un marqueur fluorescent de manière à bien les identifier, et à les exprimer dans des lignées immortalisée de myoblastes. Diverses analyses sont alors engagées et permettent par immuno-précipitation de  DUX4  avec des extraits nucléaires puis une analyse par spectrométrie de masse de mettre en évidence principalement une interaction du facteur  DUX4 avec l’ acétyl histone-transférases p300  (EP300), et la protéine CPB. Une telle association apparait comme nécessaire pour réguler à la hausse des gènes comme celui de  la protéine ZSCAN4. De plus la zone C-terminale,  constituée par les 82 derniers résidus de DUX4,  semble requise pour cette association avec la protéine EP300. Dans ce travail il est donc démontré que la protéine DUX4 est bien capable de réguler un gène cible.

Au cours des dernières années, les domaines de la bio-informatique et de la biomédecine permettent de mener une recherche à l’aide d’une grande variété d’algorithmes pour analyser les profils d’expression de l’ensemble des protéines que l’on peut détecter dans un muscle de sujet sain. Une telle technique dite Machine d’Apprentissage (= Machine Learning; ML) si on l’utilise pour comparer un muscle de sujet sain avec un même muscle de patient atteint de la pathologie FSHD permet d’obtenir des résultats originaux et significatifs supportés par des preuves biologiques pour illustrer le potentiel des résultats trouvés.

NOuvelles cibles responsable de la Dystrophie FSHCette étude est menée sur des puces Affimetrix du génome humain HG-133A et HG-U133B qui permettent de cibler 22, 283 gènes différents. En particulier cette méthode permet la découverte de 4 nouvelles potentielles cibles à considérer. Cela est illustré dans un tableau récapitulatif des données obtenues qui indique que 2 gènes CKAP4 et FEZ2 présentent un profil nettement surexprimés, tandis que 2 autres gènes LHB et HOXC10 apparaissent comme significativement sous-exprimes. De telles cibles semblent donc fortement à considérer dans le cadre de la pathologie FSHD et le tableau récapitulatif présenté ci-contre donne l’ensemble des informations de séquences sur ces 4 cibles.

Dans ce travail la souris modèle étudiée dite « i DUX4 (2.7) » contient une protéine DUX4 inductible par la doxycycline  qui se trouve  liée à son  chromosome X. Cette protéine  DUX4 présente un faible niveau d’expression de base en l’absence de doxycycline, conduisant à une létalité des animaux mâles,  généralement dans l’embryon, mais toujours avant 8 semaines de gestation. Dans cette analyse qui concerne les souris femelles porteuses de la protéine iDUX4 (2,7) sont extrêmement hyperactives, se déplaçant très souvent avec très peu  de temps de repos. Une particularité de ces souris femelles porteuses est qu’elles présentent des  facultés significativement affaiblies dans leur capacité à entendre des fréquences supérieures à 8 kHz.

Un nouveau travail de séquençage des macrosatellites et des  répétitions au niveau du locus responsable de  la dystrophie  FSH permet une vue à jour de cette zone du chromosome 4 humain. Un alignement détaillé  et comparatif des  diverses répétitions D4Z4 figure dans l’article en référence.

Une analyse selon la technique dite « MRI quantitative (=imagerie en résonnance magnétique) »  permet de révéler les variations du taux d’infiltration graisseuse dans les muscles des patients FSHD actifs (soit après un entraînement musculaire aérobique (aerobic exercise training  = AET) soit suite à un type de thérapie dit « cognitive-behavioral therapy (=CBT) ». En effet mesurer la fraction lipidique d’un muscle est un biomarqueur reproductible et sensible qui permet de  surveiller les effets de l’augmentation de l’activité physique dans les muscles individuels. Ce biomarqueur rapporte le taux de détérioration musculaire des patients FSHD comme en témoigne les paramètres enregistrés par MRI qui indiquent un renouvellement plus lent des amas graisseux dans le muscles de ces individus suite à un protocole AET et/ou CBT.  

Cet article présente un bilan chez une femme âgée de 32 ans qui souffre d’une pathologie  FSHD ayant  subi un traitement chirurgical orthodontique et orthognathique en raison de sa mâchoire déformée.  Elle a été suivie de plus de 3 ans après cette chirurgie et il est constaté une relative stabilité de sa mâchoire à long terme ce qui indique qu’il est possible d’appliquer un traitement chirurgical orthognathique aux patients atteints de FSHD.

Ce travail original concerne la protéine SMCHD1 (=.SMC flexible Hinge Domain containing 1, avec le sigle SMC signifiant  Structural Maintenance of Chromosomes), pour tenter de mieux en comprendre le mécanisme d’action sur la méthylation des ilots CpG. Une analyse détaillée de la protéine SMCHD1 permet de mettre en évidence une zone fonctionnelle de type GHKL (Gyrase, Hsp90 Histidine Kinase MutL) possédant une activité ATPase qui serait plus particulièrement touchée par diverses mutations qui vont alors conduire à la dystrophie FSH de type 2.  Même si , à part la mutation Y353C, toutes les autres mutations identifiées sur cette protéine SMCHD1 ne concernent pas directement la zone des résidus 111-365 constituant le site ATPAse dit GHKL, à savoir les mutations suivantes  G425R, G478E, C492R, T527M, W615D et P690S qui furent détectées chez des patient FSHD , ces mutations se concentrent cependant dans la zone N-terminale de la protéine SMCHD1 (111-702). Le  mécanisme d’action de la SMCHD1 reste encore à élucider mais son rôle pourrait être de permettre soit des changements conformationnels, soit une hydrolyse de  l’ ATP et/ou de réaliser une manipulation de la chromatine ce qui une fois muté altère l’un ou l’autre de ces mécanismes et conduit  à un défaut de méthylation des CpG.

Un nouveau type de classification des Dystrophies dites « FSHD » pour aider à un diagnostic  plus précis.  Un nombre de catégories classées de A à D avec : (1) des sujets présentant une faiblesse musculaire typique ciblée faciale et au niveau de la ceinture scapulaire (catégorie A, sous-catégories A1-A3), (2) des sujets avec une faiblesse musculaire limitée à la ceinture scapulaire ou aux muscles du visage (catégorie B sous-catégories B1, B2), (3) des patients asymptomatiques  versus sujets sains (catégorie C, les sous-catégories C1,C2), (4) des sujets avec un phénotype myopathique présentant des caractéristiques cliniques non conformes aux phénotypes canoniques trouvés chez les patients FSHD (D, sous-D1, D2).

Une nouvelle analyse portant sur des mutations concernant la Protéine dite  « DNA (cytosine-5)-methyltransferase 3B » (=DMMT3B),  indique une modification de la répression épigénétique des zones répétitives D4Z4 associées avec la pénétrance de la FSHD. En effet il est actuellement évident que  tous les cas de pathologies de type FSHD2 ne peuvent pas être expliqués par des mutations concernant l’entité SMCHD1. Ainsi cette  étude systématique démontre que les patients qui présentent des mutations sur la protéine DMMT3B telles celles concernant les résidus mutés comme  Cys 527Arg et Pro 691 Leu, possèdent une robuste D4Z4  hypométhylation. (Consulter les détails dans l’article original en référence).

Ce travail présente un nouveau registre original des symptômes en relation avec le développement de la Dystrophie dite FSHD. On trouve dans ce recueil  de données que la forme FSHD1 est la forme la plus courante de la maladie avec environ 95% des patients qui entrent dans cette catégorie, ce qui est similaire à la population du registre du Royaume-Uni (91,7%). Les 5% restants sont à considérer comme des patients FSHD2, ce qui est un taux comparable aux  8,3% de la population du registre du Royaume-Uni. Il est cependant noté qu’ une éventuelle modification de ce  résultat sera à observer avec attention avec  le développement récent des tests génétiques de confirmation pour cette forme FSHD2.

Dans ce travail il s’agit d’une étude transversale sur deux cohortes indépendantes de patients qui sont atteints d’une dystrophie musculaire facio-scapulo (FSHD)avec lesquels il est possible d’identifier plusieurs biomarqueurs sériques permettant de diagnostiquer cette pathologie musculaire. Sur 2 tableaux sont rapportés  d’une part les concentrations de biomarqueurs corrélés avec la sévérité clinique de FSHD, et d’autre part  la concentration plasmatique de chaque biomarqueur ainsi que des cartes montrant les quantités relatives de l’infiltration de graisse avec  le signal lumineux STIR suite à une analyse au sein  de 50 différents muscles de ces patients. Un tel bilan devrait améliorer et/ou mieux cibler les biomarqueurs sériques pour le diagnostic de cette dystrophie FSHD.

Dans cette nouvelle revue il est proposé une recherche vers une meilleure compréhension de l’évolution de la maladie FSHD, par le recueil de connaissances approfondies  sur le contexte social individuel des personnes atteintes.  Les professionnels de la santé ont besoin de plus d’outils d’évaluation de l’impact au quotidien de cette Dystrophie particulière pour améliorer les soins et donner aux chercheurs de nouvelles orientations pour les futures études . Le bût est ici de mieux  évaluer l’amélioration de la santé dans une perspective centrée sur le bien-être du patient.

Ce travail présente l’identification de cellules souches pluripotentes humaines  pouvant servir de modèles pour des muscles squelettiques touchés  par la pathologie dite Dystrophie Facioscapulohumerale. Une revue fait le bilan sur la FSHD en y intégrant les résultats les plus récents en particulier sur l’origine multiple du type 2 de FSHD. Le schéma du locus 4q35 présenté plus haut intègre dans  sa présentation les résultats issus de cette revue.

Une attention particulière est à porter sur des cas de faux diagnostic FSHD en relation non pas avec un nouveau type de Dystrophie musculaire mais plutôt comme une Myopathie nécrosante auto-immune chronique avec des anticorps de types « anti-Signal Recognition Particle =Anti-SRP »,  (Myopathie anti-SRP).

Les résultats présentés dans ce travail original suggèrent que la protéine FRG1 est impliqué dans la morphogenèse du germe de la dent, ainsi que dans la formation des matrices de l’émail et de la dentine matrices. Il apparaît donc que la protéine FRG1 peut jouer un rôle dans l’ontogénèse chez  la souris via la voie de signalisation impliquant BMP4.

La Camptocormie, maladie du dos rond,  est une des pathologies les  plus fréquemment rencontrées conduisant à des troubles du mouvement (PD et dystonie) impliquant les muscles dans  des maladies comme  la myosite et diverse myopathie, comme  principalement la dystrophie musculaire facioscapulohumérale (FSHD). Ainsi ce travail fourni un support pour divers  concepts phdystrophie FSH de divers typesysiopathologiques à considérer et le  traitement à envisager pour améliorer la prise en charge des Camptocormies.

Une stratégie thérapeutique de la FSHD est proposée dans ce travail en utilisant des oligonucléotides antisens via l’utilisation  de morpholino nucléotides pour initier une absence de l’expression de la protéine DUX4. Le protocole détaillé dans ce travail conduit à la démonstration de son efficacité à la fois au niveau des cellules myogéniques de patients FSHD mais aussi dans une approche utilisant des xénogreffes musculaires humaines.

Cette revue permet de faire le bilan sur les connaissances actuelles concernant une intégration des observations cliniques et génétiques les plus récentes permettant de déterminer comment une altération génétique conduit à un type bien précis de  dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale et un schéma résume les conditions pour les types FSHD1, FSHD2 et FSHD1-2 et directement issu de l’article en référence se trouve présenté ci-contre.

Cette analyse apporte une preuve supplémentaire de la validité du test des Six Minute de marche pour mieux appréhender l’état des muscles chez les patients atteints de Dystrophie musculaire. Facioscapulohumerale.

Dans ce nouveau travail il est intéressant de constater que le thymus est le seul tissu mise à part des testicules  où il va être  observé des niveaux élevés d’expression de DUX4,. Cependant il est a noté que le panel de tissus testé dans ce travail n’est pas  exhaustif et donc qu’il est possible que d’autres tissus somatiques pourraient normalement exprimer des transcriptions de D4Z4 . De toute façon, ces résultats justifient une enquête plus approfondie et doivent être pris en considération lorsque des protocoles de thérapies  visant à empêcher indistinctement dans tous les tissus l’expression de D4Z4 chez les patients FSHD, car un tel  traitement systémique peut avoir un impact négatif sur la fonction normale du thymus et/ou d’autres tissus non musculaires concernés.

En Conclusion de ce travail la protéine  FGF21 sérique  qui est surexprimée peut être associée à certains types de maladies mitochondriales  (DM1) et est influencé par la résistance à l’insuline par rapport au taux de cette même protéine analysée chez des patients atteints de FSHD comme chez les sujets normaux .

Cet article contient des détails expérimentaux sur le protocole utilisé pour un essai contrôlé et  randomisé concernant des patients FSHD. IL y est abordé .la sécurité et l’efficacité d’un programme d’exercices à domicile de 6 mois chez de tels patients atteints de dystrophie musculaire dite FSHD.

 

Pour le suite consulter le chapitre : (FSHD , Avancées depuis Sept 2016)

 

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