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La population québécoise (~7 millions d’habitants) est constituée d'environ six millions d'individus descendant d'un bassin génétique estimé à 8500 fondateurs. Les caractéristiques uniques de cette population facilitent beaucoup les recherches en génétique. Cette thèse de doctorat traite de la génétique moléculaire du glaucome, une maladie oculaire insidieuse qui est l'une des principales causes de cécité à travers le monde. Dans le but d'investiguer les facteurs génétiques impliqués dans cette maladie, nous avons recruté des familles ségréguant le glaucome primaire à angle ouvert (GPAO) et des individus non reliés également atteints de glaucome ou d'hyperpression intraoculaire (HTO). Des mutations du «  trabecular meshwork inducible glucocorticoid response gene  » ( TIGR), ou myociline (MYOC) , ont été recherchées parmi 18 familles, représentant 180 individus atteints, et 422 cas sporadiques. La prévalence de mutation de ce gène a été établie à 22,2 et 3,8%, respectivement chez les familles et patients non reliés. Des corrélations génotype/phénotype des mutations identifiées ont été établies. Grâce à la détermination de signatures alléliques entourant le gène TIGR/MYOC , il a été possible d'estimer le nombre de fondateurs ayant contribué à la présence des mutations disséminées dans l'échantillon de la population québécoise testée. Huit familles comportant un nombre suffisant d'individus pour la réalisation d'une étude préliminaire de liaison ( linkage ) ont été génotypées sur six régions de susceptibilité au glaucome déjà rapportées. Le génotypage de ces familles visait la réduction d’intervalles génétiques associés au glaucome dans le but de découvrir d’autres gène responsables de la maladie. Une famille, représentant un potentiel de liaison intéressant au locus GLC1B , a été élargie dans le but d'augmenter le nombre d'individus atteints possédant un haplotype lié à cette région située sur le chromosome 2cen-q13. Malgré l'identification de gènes candidats intéressants dans ce locus, la saturation de la région chromosomique en marqueurs génotypés chez cette famille a révélé l'absence d'un haplotype commun parmi tous les individus affectés. Le recrutement additionnel de larges familles ségréguant le GPAO et l'élargissement de certains pedigrees déjà prélevés seront nécessaires à l'identification de nouveaux facteurs génétiques jouant un rôle important dans cette pathologie oculaire commune.

The Québec population (~7 million residents) is constituted of approximately six million individuals that descended from an estimated genetic pool of 8500 founders. Utilizing the unique features of this population, this thesis is about the molecular genetics glaucoma, an insidious ocular disease that is a worldwide leading cause of blindness. To study the genetic factors involved in this disorder, we recruited families segregating primary open-angle glaucoma (POAG), and unrelated individuals also affected by glaucoma or ocular hypertension (OHT). Mutations of the TIGR/myocilin (MYOC) gene, until recently the only known genetic cause for juvenile and adult-onset POAG, have been screened in 18 families, representing 180 affected individuals, and 422 sporadic cases. Mutational analysis of this gene showed mutation prevalences of 22,2 and 3,8%, respectively, in families and unrelated patients. Genotype/phenotype correlations of some of the mutations found were established, revealing that the Gly367Arg and Lys423Glu mutations were the most severe. Characterization of allelic signatures surrounding the TIGR/MYOC gene allowed an estimation of the number of founders that may have disseminated the mutations found in the Québec population sample and an evaluation of the possible application of this technique to similar disorders. Eight families with enough individuals to undertake a preliminary linkage study were genotyped on six known glaucoma susceptibility regions. The genotyping of these families aimed the reduction of the genetic intervals of one or more of these known regions to eventually find a new glaucoma-causing gene. One family, representing a strong linkage potential to the GLC1B locus, was extended to have a higher number of affected individuals harboring the candidate disease haplotype linked to this region positioned at chromosome 2cen-q13. Although some interesting candidate genes were identified in this locus, the saturation of the chromosomal region with polymorphic markers revealed the absence of a common haplotype between all the affected individuals of this family. Additional recruiting of large families segregating POAG and the extension of some pedigrees already investigated will be necessary to the identification of new genetic factors closely involved in this common ocular pathology.

Lors de mes études doctorales au sein du laboratoire du Dr. Raymond, j'ai eu la chance de travailler à toutes les étapes du projet de génétique moléculaire du glaucome qui m'avait été offert. Du recrutement d'individus ou de familles pour l'étude, passant par les cliniques de prélèvement à l'extraction d'ADN, au génotypage de marqueurs polymorphiques, au séquençage de gènes d'intérêt, à l'élaboration d'une carte physique, à l'utilisation des ressources bio-informatiques de l'Internet pour enfin revenir à l'élaboration de corrélations génotype/phénotype chez les patients, je fus impliqué de près dans tous les aspects du projet. Je dois remercier mon directeur de recherche, le Dr. Vincent Raymond ainsi que Jean Morissette de m'avoir donné autant de liberté et de latitude dans ce projet tout en me guidant adéquatement dans la progression de celui-ci. C'est avec l'aide et le précieux travail des professionnels de recherche Stéphane Dubois, Annie Duchesne et Marc-André Rodrigue que plusieurs des résultats présentés dans cette thèse ont été obtenus.

Le glaucome étant une maladie qu'on pourrait qualifier de complexe et, assurément, de multigénique, il ne fut pas une mince tâche, tout au long de la progression du projet, de lier les familles atteintes recrutées par l'étude aux différentes régions de susceptibilité déjà connues. Le chapitre 4 de cette thèse atteste d'ailleurs où en est la progression des travaux concernant ceci à partir des plus récents diagnostics compilés et le chapitre 5 démontre bien la démarche qui était poursuivie lorsqu'une famille présentait un intéressant potentiel à la découverte d'un nouveau gène responsable du glaucome. Même si les résultats présentés dans ces chapitres n'ont pas encore donné lieu à des publications, les bases fondées par ceux-ci permettront assurément la mise en place de nouveaux projets qui pourront éventuellement être publiés. L'arrivée de séquenceurs automatisés à large débit pendant mon séjour au laboratoire a permis, en parallèle aux études de liaison, la réalisation d'un projet impensable il y a de cela quelques années seulement: séquencer près de 600 personnes sur un gène responsable d'une maladie et en évaluer la prévalence et l'impact au sein de notre population. C'est avec la collaboration de nombreux ophtalmologistes nous référant des patients, les professionnels de recherche déjà mentionnés, les infirmières de recherche Josée Bergeron et Rose Arseneault et l'expertise en bio-informatique de Jean Morissette que j'ai dirigé l'évolution de ce projet et sa publication. L'idée d'étendre la portée de l'étude en abordant l'aspect fondateur de la population québécoise m'a été suggérée par le Dr. Raymond, ce qui a permis à l'étude d'être publiée dans une revue à facteur d'impact considérable: «Founder TIGR/myocilin mutations for glaucoma in the Québec population » dans Human Molecular Genetics , 11, 2077-2090.

L'application de ces mêmes procédures cliniques et fondamentales a pu être transposée chez une autre maladie oculaire commune, la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA). Grâce à l'excellent travail de collaborateurs à l'Université de l’Alberta, le Dr. Mike Walter et son étudiant gradué, James Friedman, j'ai pu diriger le tapissage de la séquence d'un gène d'intérêt chez des individus atteints de cette maladie et des gens diagnostiqués de glaucome prélevés dans notre laboratoire. Cette étude, suggérant que le gène séquencé aurait possiblement un lien avec la DMLA, a également été récemment publiée dans le même périodique d'impact: « Protein localization in the human eye and genetic screen of opticin » dans Human Molecular Genetics , 11, 1333-1342.

J'aimerais également remercier mes collègues étudiants au doctorat Nancy Laurin et Stéphane Gobeil pour leurs précieux conseils et support moral. Je tiens à faire part de ma reconnaissance aux ophtalmologistes ayant collaboré à nos études, plus particulièrement les Drs. Jean-Louis Anctil et Mario Malenfant. Merci à mes proches, mes amis et ma famille pour leur soutien tout au long de mes études, à ma dulcinée, Maude, pour sa présence et son réconfort tant apprécié (sans mentionner son expertise d'infographiste sans laquelle ce document serait bien trop lourd...).

Ma plus grande reconnaissance au Dr. Vincent Raymond, pour m'avoir accueilli dans son laboratoire.

Mon plus grand respect aux personnes et familles ayant accepté de participer à nos projets de recherche. Sans eux, rien de ceci n'aurait été possible.