The RAS-MAPK syndromes are a group of clinically and genetically related disorders, characterized by cardiac defects, facial dysmorphism, cutaneous abnormalities and neurocognitive impairment. The pathogenesis is dysregulation of the RAS-MAPK pathway, and several genes within the pathway are involved. The present thesis aimed at identifying genetic causes in three of the RAS-MAPK syndromes - Noonan syndrome (NS), cardio-facio-cutaneous syndrome (CFC) and Neurofibromatosis-Noonan syndrome (NFNS) - and at correlating genotype with phenotype. A mutation analysis of six genes associated with the RAS-MAPK syndromes in NS and CFC patients revealed mutations in 10/31 patients. The results suggested more complex genetic overlap and genetic heterogeneity among these syndromes than previously believed. Subsequently, gene dosage imbalances of seven RAS-MAPK-syndrome-related genes were investigated in mutation-negative patients. A multiplex ligation-dependent probe amplification strategy was developed that excluded copy number changes of these genes as a common mechanism in NS. Genetic causes of clinical variability in NS were investigated where an atypical and severe NS patient was described. In addition, multiple café-au-lait (CAL) spots affected the patient and four otherwise healthy family members. Molecular analysis of four candidate genes revealed a previously described de novo PTPN11 mutation and an inherited NF1 variant in the patient. Neither of them explained the CAL spots trait, which consequently represented a distinct entity. The results suggested that the atypical and severe phenotype in the patient could be a consequence of an additive effect. Finally, a family displaying NFNS was investigated clinically and molecularly revealing a novel mutation in the GAP-domain of NF1. Furthermore, the results suggested that other RAS-MAPK-syndrome-related genes are not involved in NFNS. A proposal of prioritizing the GAP-domain of NF1 in NFNS was presented. Conclusively, these studies contribute to further understanding of the RAS-MAPK syndromes and facilitate the diagnostic process and future prognosis prediction.

The aim of the thesis was to evaluate facial dysmorphism in Williams (WBS), Noonan (NS) and DiGeorge syndrome (DGS) patients and also to evaluate changes in the morphology of the face during growth. In total 57 3D facial scans of patients of all ages were analysed, including 12 WBS, 20 NS, 25 DGS and 31 scans of control subjects. The evaluation has been carried out using methods of geometric morphometry, namely by coherent point drift - dense correspondence analysis, superprojection of mean faces, per vertex t-test and principal component analysis. Statistically significant differences in the facial morphology were shown for all the syndromes vs. control. Observed dysmorphies in WBS (narrow forehead, bitemporal narrowing, periorbital fullness, bulbous and anteverted nasal tip, malar flattening, protrusion of both lips, pointed chin) mostly confirmed existing knowledge of the typical phenotype. The morphology in WBS is thus strongly specific and manifested in most of the patients. During ontogeny, the dysmorphic features associated with increased facial convexity become pronounced, while the other typical features remain relatively stable. In contrast to the control, the retrusion of the chin occurs during the development. Observed dysmorphic traits in NS (less prominent supraorbital ridges,...

Les patients décrits initialement par J. Noonan se ressemblent et ont une cardiopathie congénitale :soit une sténose valvulaire pulmonaire (SVP), soit une persistance du canal artériel. Avant la découverte du premier gène responsable de ce qui est devenu le syndrome de Noonan, cinq études de cohortes décrivant ces patients ont répertorié la prévalence de SVP mais le spectre des cardiopathies semble large, n’a pas été décrit de manière exhautive et aucune hypothèse n’est émise ou ne fait de lien entre ces différentes manifestations cardiaques et une compréhension intégrée du développement embryonnaire. Le gène PTPN11 est le premier gène identifié chez 40% de ces patients. Une corrélation existe entre la présence d’une mutation et la survenue de SVP de même qu’entre l’absence de mutation et la présence d’une cardiomyopathie hypertrophique. Six études de cohortes ont repris la description des mutations identifiées au sein du gène PTPN11 et les phénotypes associés, mais les cardiopathies n’ont pas été systématiquement ou spécifiquement analysées (tant au sein des groupes de patients porteurs de mutation que de ceux sans mutation). Le syndrome LEOPARD est allélique du syndrome de Noonan depuis que des mutations spécifiques au sein des exons 7,12 et 13 du gène PTPN11 ont été identifiées chez 95% des patients. <p><p>Afin d’appréhender les implications possibles du gène PTPN11 dans la survenue des cardiopathies chez les patients porteurs de ces deux syndromes, nous avons conduit une étude chez 272 patients au syndrome de Noonan et une étude chez 19 patients porteurs du syndrome LEOPARD. Parmi la cohorte de patients atteints du syndrome de Noonan, 104 ont été diagnostiqués porteurs d’une mutation du gène (38%). Une prévalence de survenue de cardiopathies affectant les structures droites du cœur se dégage chez les patients identifiés porteurs d’une mutation avec une différence significative pour la SVP, une tendance est relevée pour le canal atrio-ventriculaire et la communication inter-auriculaire de type Ostium Secundum. L’absence de mutation est corrélée avec la survenue de cardiomyopathie hypertrophique et de cardiopathies du cœur gauche. Parmi les patients atteints du syndrome LEOPARD, il n’existe pas de différence statistiquement significative pour les patients porteurs d’une mutation ou non et/ou pour une cardiopathie particulière. <p><p>Toutes les mutations identifiées du gène PTPN11 sont des mutations ‘faux-sens’. Ce gène appartient à la famille des gènes codant pour une protéine tyrosyl phosphatase, SHP-2, ne possédant pas de récepteur trans-membranaire. Cette phosphatase est impliquée dans la voie de signalisation cellulaire des MAP (‘Mitogen-activated protein’) kinases dont l’expression est ubiquitaire et inclut le coeur. Depuis nos travaux, le concept de syndrome « neuro-cardio-facio-cutané » est établi puisque, à ce jour, 9 gènes (SOS1, RAF1, BRAF, KRAS, NRAS, HRAS, NF1, SPRED1 et SHOC2), tous impliqués dans la voie de signalisation RAS (voie des MAP kinases) sont identifiés. Un spectre phénotypique existe avec des signes communs mais aussi distinctifs chez les patients présentant le syndrome de Noonan, le syndrome LEOPARD, le syndrome de Costello, le syndrome Cardio-Facio-Cutané (CFC), le syndrome « Noonan-NF1 », le syndrome de Legius et le syndrome « Noonan/Multiple Giant Cell Lesion ». Nous rapportons enfin l’observation d’une patiente atteinte du syndrome CFC et porteuse d’une mutation (p.R257Q) au sein du gène BRAF ayant développé une cardiomyopathie hypertrophique. <p><p>Ces travaux de cohortes de patients au phénotype du syndrome de Noonan, du syndrome LEOPARD et cette dernière description d’une patiente au syndrome CFC ont permis de participer à la découverte de l’implication d’une voie de signalisation cellulaire dont l’origine génétique est maintenant démontrée. Les résultats de nos travaux réalisés depuis 2002 auront permis, avec les équipes travaillant sur le même sujet, d’orienter les investigations et les nouveaux projets de recherche qui étudient spécifiquement le rôle du gène PTPN11 dans l’embryologie du cœur. Les études des orthologues (zebrafish, murin et Drosophila) porteurs à l’état hétérozygote d’une mutation du gène PTPN11 permettent d’intégrer les anomalies phénotypiques et cardiaques observées. Ces études permettent de postuler les effets cellulaires produits par les mutations chez les patients atteints du syndrome de Noonan et chez les patients atteints du syndrome LEOPARD engendrant in vitro une activation de la phosphatase (effet « gain de fonction ») pour les premiers ou une réduction de l’activité phosphatase (« dominant négatif ») mais engendrant un effet gain de fonction in vivo. Nous discutons les connaissances acquises, les compréhensions obtenues et intégrées et traçons enfin les perspectives offertes par ces travaux.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished