La maladie de la Sharka est due à un virus de quarantaine, le Plum Pox Virus (PPV), infectant les arbres fruitiers du genre Prunus. Il est nécessaire de trouver des moyens de lutte, telle que la sélection de plantes résistantes. Or chez ces espèces, les sources de résistance sont à l’heure actuelle en nombre limité, voire inexistantes. Il a été montré, au laboratoire, que ce virus est capable d’infecter Arabidopsis thaliana et qu’il existe chez cette espèce une grande diversité de réponse à l’infection. En effet nous avons pu observer que les accessions St-0 et JEA avais un comportement résistant, alors que l'accession Cvi-1 été partiellement résistante. Deux méthodes d’inoculation ont été comparées: une inoculation mécanique à partir de feuilles de Nicotiana benthamiana inoculées avec pICPPVnkGFP et une inoculation par agro-infection à partir d’une souche Agrobacterium tumesfasciens contenant l’isolat viral pBINPPVnkGFP. L'emploi de ces deux méthodes d'inoculation nous a permis de mettre en évidence une variabilité de la réponse au PPV en fonction de la méthode utilisée. En conséquence, cette étude visait donc à identifier le ou les facteur(s) de la plante hôte impliqué(s) dans l'infection virale. L'agro-infection de populations recombinantes (F2 et RIL), de lignées multi-parentales ainsi que l'emploi de la génétique d'association a mis en évidence chez St-0 ainsi que dans plusieurs accession distinct (sept) un locus majeur sur le groupe de liaison 3, appelé sha3. Il apparait indispensable dans le mouvement longue distance du PPV. De plus l'utilisation de la génétique d'association a permis d'initier la cartographie fine de sha3 et de réduire considérablement le nombre de gènes candidats. Un criblage de mutants a été initié afin de déterminer le ou les gènes candidats contrôlant le phénotype Sha3. Après inoculation mécanique, l’analyse d'une population recombinante a mis en évidence la présence d’un locus majeur, distinct de sha3 et positionné au milieu du bras long du groupe de liaison 1. Ce locus co-localise avec rpv1, locus identifié précédemment dans la descendance Cvi x Ler (Sicard, Loudet et al. 2008). Ce même locus a été également confirmé à la fois dans une population multi-parentale et par une approche de génétique d'association. Un gène candidat est actuellement en cours de validation au laboratoire. Une étude visant à décomposer le mécanisme de résistance porté par l’accession JEA a été mise en place. Dans ce cas, il apparait que la propagation du virus est inhibée dans les feuilles de la rosette mais pas dans les tissus floraux. Ainsi, la résistance/sensibilité au PPV chez JEA est fortement conditionnée par les stades physiologiques de la plante hôte. Des travaux complémentaires seront indispensables afin de décrire plus finement ce mécanisme de résistance très particulier. Au terme de cette thèse, nous nous attendons à ce que l’identification de ces nouveaux gènes de résistance chez Arabidopsis permette, après transfert, d’accroître la diversité des sources de résistance à la Sharka chez les arbres fruitiers. / The Plum Pox Virus (PPV) infects Prunus species (stone fruit) and is the causal agent of the Sharka disease. This disease is vastly devastating for fruit and plant productivity and quality. Its cost reaches 10 billions of euros over the last 30 years. Breeding programs have been carried out with the aim to implement resistant cultivars but the number of sources of resistance in Prunus species is rather limited. It has been shown in the laboratory that this virus is able to infect Arabidopsis thaliana with a wide range of response to infection. Indeed, we observed that accessions St-0 and JEA had a resistant behavior, while accession Cvi-1 was partially resistant. Two inoculation methods were compared: mechanical inoculation from Nicotiana benthamiana leaves inoculated with pICPPVnkGFP and agro-inoculation infection from an Agrobacterium strain containing the viral isolate tumesfasciens pBINPPVnkGFP. The use of these two methods of inoculation allows us to highlight variability in the response to PPV depending on the method used. This study aims to identify the factor (s) of the host (s) involved in viral infection. Agro-infection of recombinant populations (F2 and RIL), multi-parental lines and the use of genetic association demonstrate in St-0 and several distinct accessions (seven) a major locus on linkage group 3, called sha3. It appears essential in the long-distance movement of PPV. Use of association genetics helped initiate the fine mapping of sha3 and significantly reduce the number of candidate genes. Screening of mutants was initiated to determine the gene controlling the phenotype Sha3. After mechanical inoculation, the analysis of a recombinant population revealed the presence of a major locus positioned in the middle of the long arm of linkage group 1. This locus co-localizes with rpv1, previously identified in Cvi x Ler offspring (Sicard, Loudet et al. 2008). The same locus was also confirmed with a multi-parental population and by a genetic association approach. A candidate gene is currently being validated in the laboratory. The study of the resistance mechanism carried by the accession JEA was initiated. In this case, it appears that the spread of the virus is inhibited in basal leaves but not in floral stem. The resistance / susceptibility to PPV in JEA appear to be strongly influenced by the physiological stages of the host plant. Further work will be necessary to describe more precisely this resistance mechanism very special. At the end of this thesis, we expect that the identification of these new resistance genes in Arabidopsis allows, after transfer, to increase the diversity of sources of resistance to plum pox virus in fruit trees.

Les facteurs d’initiation de la traduction sont des protéines de plante cruciales pour l’établissement du cycle viral des Potyvirus. Des mutations dans ces facteurs sont la source de résistances récessives chez de nombreuses plantes d’intérêt agronomique. Ces résistances peuvent être déjouées par les Potyvirus, principalement par l’acquisition de mutations dans la VPg (Viral Protein Genome-linked) permettant de rétablir une interaction compatible avec les formes mutées des facteurs eIF4E. Ce modèle simple de co-évolution n’est pas applicable au pathosystème Laitue/LMV (Lettuce mosaic virus). En effet, chez la laitue, deux allèles mo11 et mo1² du gène mo1 codant pour eIF4E confèrent la résistance au LMV. Dans ce pathosystème, la VPg n’a été associée qu’au contournement de l’allèle de résistance mo11. Un deuxième facteur de virulence entre en jeu : la protéine CI (Cylindrical Inclusion, helicase caractéristique des potyvirus), responsable du contournement des résistances mo11 et mo1². L’étude approfondie de la diversité naturelle du LMV a permis d’identifier 4 positions en acides aminés dans la CI, potentiellement impliquées dans le mécanisme de contournement. Celles-ci ont été étudiées par une approche de génétique inverse. Les résultats mettent pour la première fois en évidence l’existence d’un contournement de résistance partiel (toutes les plantes ne sont pas infectées) et graduel (la proportion de plantes infectées augmente avec le nombre de mutations). Par ailleurs, ce contournement est associé au rétablissement du mouvement en systémie du virus en contexte de résistance et est dépendant du fond génétique du virus. / Eukaryotic translation initiation factors are essential host factors required for Potyvirus infection and represent a major component of recessive resistance against potyviruses in several crops. Potyvirus adaptation to eIF4E-mediated resistance usually occurs through mutations in the VPg (Viral Protein Genome-linked), restorating its interaction with the mutated eIF4E factor. Such co-evolution model doesn’t match the Lettuce/LMV (Lettuce mosaic virus) pathosystem. Indeed, two resistance alleles mo11 and mo1² of the mo1 gene encoding eIF4E, confer resistance against LMV in lettuce. The VPg triggers virulence only towards the mo11 allele. Another virulence determinant was identified: the CI (Cylindrical inclusion, potyviral helicase), which was associated with both mo11 and mo1² overcoming. By investigating the LMV natural diversity, we identified 4 amino acid positions in the CI-Cterminus potentially involved in mo1 overcoming. Reverse genetics experiments were carried out, demonstrating that mutations at these positions are associated with a partial (not all the plants are infected) and gradual (increase with the accumulation of mutations) resistance breaking mechanism. Resistance-breaking mutations were shown to restore the systemic movement of the virus and to be influenced by the viral genetic background.

Student Number : 9807768F - MSc (Med) research report - Faculty of Health Sciences / Fanconi anaemia (FA) is an autosomal recessive disorder characterised by aplastic anaemia (AA) and a high risk of developing acute myeloid leukaemia (AML). It is unknown whether heterozygote carriers are also predisposed to developing these disorders. The black South African population group is ideal for FA mutation screening because the presence of a founder mutation, FANCG 637-643, makes screening relatively straight forward. Three individuals with AML (115 screened) and one with AA (78 screened) were found to be heterozygous for the black South African founder mutation. From our data it seems unlikely that this mutation places heterozygous carriers of the mutation at high risk of developing AML or AA. Three children with AA out of 26 screened, were homozygous for the mutation. This finding reiterates the importance of screening all children with AA for FA. The frequency of certain congenital abnormalities in black South African FA patients was compared to patients described by other research groups. The frequencies of the abnormalities were similar to other FANCG cohorts described but significant differences to a group of FA patients from unspecified complementation groups were found. This difference could be because different complementation groups are associated more or less strongly with specific abnormalities. It was found previously that particular congenital abnormalities in FA patients are associated with a poor haematological outcome. We concluded that black South African FANCG patients have a high risk of early development of AA even though they do not have a high frequency of congenital abnormalities.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:49:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Geise de Aguiar Quirino.pdf: 839323 bytes, checksum: 5ff1a2735aa2271c126e6d624a6760bd (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / Osteogenesis Imperfecta (OI) is a genetic desease characterized by patient s bone fragility and deformity, in which severity ranges from a barely detectable connective tissue disorder to lethality in the perinatal period. The diversity of clinical variability in patients is caused by the different location or type of mutations in one of the ten genes related with the disease. This wide clinical variability difficults the perfect clinical diagnoses, due to that the use of molecular biology techniques becomes necessary to obtain a correct diagnoses and for genotype: phenotype correlation. One of the relevant genes associated with recessive forms of OI is the LEPRE-1 gene, responsible for encoding the prolyl 3 hidroxylase 1 protein. This protein and two others are components of the complex responsible for pro-collagen alfa 1 chains 3 prolyl hydroxylation. The target of this research was to analyze the LEPRE-1 gene in eight non consanguineous patients clinically diagnosed as severe Osteogenesis Imperfecta suggestive of autossomic recessive heritage by DNA sequencing of exons 1, 3, 5, 6 and 14 of the gene. In addition, the data obtained was used to analyze the efficiency of the SSCP technique by comparing the results between screening for mutations methodologies and gene sequencing methodologies. On exon 6, for instance, a mutation in one patient was found: a heterozygose base change (c.1087A>G / p.Lys363Glu), consequently, lysine was produced instead of glutamic acid. On the other exons, there was no mutation found on the patients chosen. All the results obtained in this research were compatible with datas generated by SSCP and suggest high efficient of SSCP technique for LEPRE-1 gene to recessive cases of Osteogenesis Imperfecta / A Osteogênese Imperfeita é uma doença genética caracterizada por fragilidade e deformidade esquelética, onde o quadro clínico pode variar desde simples deformidades ósseas à forma letal perinatal. A alta variabilidade clínica apresentada pelos indivíduos afetados ocorre devido ao tipo e à localização da mutação em um dos dez genes relacionados a doença. A grande heterogeneidade genética existente exige a utilização de técnicas da biologia molecular para o diagnóstico e compreensão das correlações genótipo: fenótipo da doença. Um dos genes relevantes associados com as formas recessivas da Osteogênese Imperfeita é o gene LEPRE-1 codificador da proteína prolil 3 hidroxilase 1. Esta é uma das três proteínas componentes do complexo responsável pela prolil 3 - hidroxilação das cadeias de pró-colágeno alfa 1 formadoras da molécula do colágeno tipo I, expresso, predominantemente em ossos, tendões e pele. Este projeto de pesquisa teve como objetivo analizar o gene LEPRE-1 em oito pacientes não consanguineos com Osteogênese Imperfeita tipo grave sugestivos de herança autossômica recessiva por meio do sequenciamento direto dos exons 1, 3, 5, 6 e 14 do gene. Além disso, o resultado gerado foi utilizado para avaliar a eficiência da técnica de triagem de mutações por Polimorfismo Conformacional de Fita Simples (SSCP) por meio da comparação de resultados entre as metodologias de triagem de mutações e sequenciamento direto do gene. Foi identificada, no exon 6, uma mutação de troca de nucleotídeos em heterozigose, c.1087A>G / p.Lys363Glu, levando a produção do aminoácido ácido glutâmico ao invés da lisina em um dos pacientes avaliados. Não foram encontradas mutações em nenhum dos pacientes para os demais exons analisados. Estes resultados corroboram dados gerados por meio de SSCP, e sugerem grande eficiência da técnica de triagem para o gene LEPRE-1 para formas recessivas de Osteogênese Imperfeita

Le virus Y de la pomme de terre (PVY) est l’un des virus les plus dommageables sur tabac. Pour contrôler les épidémies de PVY, différents allèles du gène de résistance récessive va ont été introgressés dans des variétés de tabac. Ce gène récemment cloné code pour une copie du facteur d’initiation de la traduction (eIF4E-1). Toutefois, l’émergence de variants de PVY contournant va, dont des isolats nécrotiques particulièrement sévères, montre que cette résistance n’est pas toujours durable. L’objectif du travail de thèse était i) de comprendre les mécanismes génétiques modulant la durabilité de la résistance va ii) d’identifier des facteurs génétiques différents de va, contrôlant une tolérance aux symptômes de nécrose nervaire induits par certains isolats de PVY. Le phénotypage, le génotypage et l’analyse du transcriptome de 13 variétés résistantes portant va montrent que le type de mutation affectant le locus eIF4E-1 ainsi que la fonctionnalité et le niveau d’expression d’autres copies d’eIF4E impactent la durabilité de va. Nos données permettent de proposer un modèle de leurre où la surexpression de la copie eIF4E-2, sous l’effet de la délétion complète du gène eIF4E-1 et partielle du gène eIF4E-3, limiterait l’apparition de variants contournants, augmentant ainsi la durabilité de la résistance contrôlée par va. En parallèle, un gène R de type NB-LRR nommé NtTPN1 (pour Nicotiana tabacum Tolerance to PVY-induced Necrosis1) a été identifié comme étant directement impliqué dans l’absence de développement de la nécrose nervaire induite par les isolats nécrotiques de PVY. Le phénotype de tolérance au PVY conféré par NtTPN1 ouvre de nouvelles perspectives de contrôle du PVY et en particulier des isolats nécrotiques capables de contourner la résistance liée à va. / Potato virus Y (PVY) is one of the most damaging viruses on tobacco crops. To control PVY, allelic forms of the recessive resistance gene va were introgressed into many tobacco cultivars. This gene was recently identified and encodes a copy of eukaryotic initiation translation factor (eIF4E-1). However, the va-mediated resistance is sometimes overcome by resistance-breaking variants including particularly severe necrotic isolates. The present PhD project had two objectives i) to further our understanding of the mechanism(s) modulating va-mediated resistance durability ii) to identify new, vaindependent genetic factors confering tolerance to veinal necrosis symptoms induced by necrotic PVY isolates. Phenotypic, genetic and transcriptomic analyses of 13 resistant tobacco accessions showed that the type of mutation at the locus eIF4E-1, together with the functionality and expression levels of other eIF4E copies, impact va-mediated resistance durability. The results obtained support a decoy model where the overexpression of the eIF4E-2 gene, as a consequence of the complete deletion of eIF4E-1 and of the partial deletion of eIF4E-3, would limit the ability of PVY to evolve towards resistancebreaking, increasing va-mediated resistance durability. In parallel, a NB-LRR R gene, called NtTPN1 (for Nicotiana tabacum Tolerance to PVY-induced Necrosis1) directly involved in the tolerance to PVY-induced systemic veinal necrosis symptoms in tobacco was identified. The phenotype of tolerance to PVY conferred by NtTPN1 opens novel breeding options to minimize the impact of the emerging and so far uncontrolled va-mediated resistance breaking necrotic PVY isolates.

Les ataxies héréditaires représentent un groupe hétérogène de maladies neurodégénératives caractérisées par des anomalies de la coordination des mouvements associées à des troubles de l’équilibre et de la marche. L’immense diversité fonctionnelle des protéines touchées dans les ataxies autosomiques récessives (AR) souligne que celles-ci ne peuvent pas être classées selon les voies physiopathologiques en cause. De ce constat résulte une classification émergente des AR en fonction de la raison expliquant la nature « modérée » de l’atteinte neurologique, à savoir : (i) les mutations avec perte de fonction partielle, (ii) la présence redondante de protéines de la même famille fonctionnelle, (iii) la présence redondante d’autres voies détoxifiantes. L’objectif de ce travail était d’identifier de nouveaux gènes responsables d’AR syndromiques grâce à une stratégie couplant la cartographie par homozygotie et l’analyse d’exomes de larges familles consanguines. L’analyse par génotypage de l’une de ces familles nous a permis d’identifier 2 régions homozygotes partagées par les 3 enfants atteints par le syndrome de Lichtenstein-Knorr (ataxie-surdité). Parmi les variants présents dans ces régions, j’ai identifié une mutation faux-sens dans le gène SLC9A1 codant pour l'échangeur Na+/H+1, NHE1. Cette mutation transforme la Glycine 305, un petit acide aminé très conservé et localisé dans le 8ème domaine transmembranaire, en Arginine, acide aminé chargé positivement. Bien que NHE1 soit une protéine exprimée de façon ubiquitaire, 2 modèles souris « knock-out » de ce gène ont montré sa fonction essentielle au niveau des noyaux profonds cérébelleux, vestibulaires et cochléaires où a été observé une dégénérescence spécifique suite à l’inactivation du gène Slc9a1. Nous avons ensuite apporté la preuve de l’effet délétère de la mutation p.Gly305Arg en montrant une réduction importante mais pas totale de l’activité de l’échangeur muté ainsi qu’une abolition de son expression à la surface cellulaire, démontrant ainsi que SLC9A1 est le gène impliqué dans le syndrome de Lichtenstein-Knorr (Guissart et al. Hum Mol Genet 2015). L’analyse de l’exome d’une famille consanguine multi-générationnelle présentant une ataxie spino-cérébelleuse, une cécité et une surdité et dont le locus avait été identifié par notre équipe en 2000 sur le chromosome 6p23-p21 (SCAR3 ; MIM #271250) m’a permis d’identifier la mutation faux-sens homozygote p.Gly306Arg dans le gène SLC52A2, pourtant située sur le chromosome 8qter et déjà décrite chez des patients atteints du syndrome de Brown-Vialetto-Van Laere type 2, indiquant que la liaison génétique initialement publiée pour cette famille était due au hazard. Le séquençage d’exome d'une autre famille avec 2 enfants atteints d’une AR progressive et d’une rétinite pigmentaire et présentant une région homozygote partagée en 6p23-p21 m’a permis d’identifier la mutation faux-sens p.Ala912Val dans le gène PEX6. L'analyse rétrospective des marqueurs du peroxysome a montré un taux d’acide phytanique sérique très modérément augmenté, alors que les fibroblastes m’ont permis de confirmer le caractère pathogène de la mutation p.Ala912Val par l'absence de marquage à la catalase, la présence de structures peroxysomales anormales et une nette augmentation des AGTLC, indiquant une perte de fonction partielle de la protéine PEX6. Par conséquent, en dépit d’une liaison génétique initiale erronée, l’entité SCAR3 est confirmée et est causée par certaines mutations du gène PEX6 (Guissart et al. Eur J Hum Genet 2016). En conclusion, la présence des mutations faux-sens hypomorphes dans ces familles et les données de la littérature démontrent le concept selon lequel de nombreuses AR sont causées par des mutations de type « perte de fonction partielle » touchant une grande variété de voies physiopathologiques, ceci en raison de l’extrême sensibilité des neurones cérébelleux, spino-cérébelleux et sensitifs profonds, à des désordres métaboliques même légers. / Inherited ataxias are a heterogeneous group of neurodegerative diseases that are characterized by incoordination of movement and unsteadiness. The huge functional diversity of affected proteins in autosomal recessive ataxia highlights that these disorders cannot be classified according to relevant physiopathological pathways. Rather, current knowledge shows that no specific physiopathological pathway explains directly the appearance of the symptoms. This gives rise to an emerging recessive ataxia classification based on the reason explaining the “moderate” nature of neurological involvement, namely: (i) partial loss of function mutation, (ii) the presence of redundant functional family member proteins, (iii) the presence of redundant detoxifying pathways. The purpose of this work was to identify new causative genes for syndromic recessive ataxia using a strategy combining homozygosity mapping and exome analysis in large consanguineous families. Genotyping analysis of one of those families has enabled us to identify 2 significant regions of homozygosity shared by the 3 siblings affected by Lichtenstein-Knorr syndrome (ataxia-deafness): one of 23.6 Mb on chromosome 1 and the other of 5.5 Mb on chromosome 7. Among the variants located in the shared homozygous regions, I rapidly identified a missense mutation located in the SLC9A1 gene encoding for NHE1, the Na+/H+ exchanger family member 1. This mutation replaces Glycine 305, a small neutral highly conserved amino-acid, located in the 8th transmembrane segment and conserved in all investigated metazoans by Arginine, a positively charged amino acid. Despite NHE1 is ubiquitously expressed, extensive analysis of 2 Slc9a1 knock-out mice models revealed its crucial role in 3 regions of the central nervous system: vestibular nuclei, cochlear nuclei, and most prominently deep cerebellar nuclei. We then demonstrated the deleterious effect of the p.Gly305Arg mutation showing a significant but not complete reduction of the proton pump activity of NHE1 as well as absence of expression at the cell surface, thus demonstrating that SLC9A1 is the causative gene in Lichtenstein-Knorr syndrome (Guissart et al. Hum Mol Genet 2015). Exome analysis of a multigenerational consanguineous family with spinocerebellar ataxia, blindness and deafness for which we identified linkage to chromosome 6p23-p21 in 2000 (SCAR3; MIM #271250) allowed me to identify in all patients the homozygous p.Gly306Arg missense mutation in SLC52A2, yet located on chromosome 8qter and previously found mutated in patients with Brown-Vialetto-Van Laere type 2, indicating that the genetic linkage published for the SCAR3 family was a false positive result. High recombination rate in the telomeric region and use of widely spaced microsatellite markers explain why correct linkage was initially missed. Exome sequencing of another family with 2 children affected with progressive ataxia and retinitis pigmentosa and with linkage to 6p23-p21 revealed the p.Ala912Val mutation in PEX6. Retrospective analysis of peroxisomal markers showed very moderate increase of serum phytanic acid levels, but fibroblasts allowed me to confirm the pathogenicity of the p.Ala912Val mutation by absent peroxisomal catalase immunostaining, presence of peroxisomal ghosts with abnormal structure and markedly increased very long-chain fatty acids, indicating a partial loss of function of the PEX6 protein. Therefore, despite initial false genetic linkage, the SCAR3 locus is confirmed and is caused by some PEX6 mutation (Guissart et al. Eur J Hum Genet 2016). In conclusion, the identification of these hypomorphic missense mutations in ataxia families as well as literature data lend credence to the concept that numerous recessive ataxias are caused by partial loss of function mutations in a large variety of pathophysiological pathways, as a consequence of an exquisite sensitivity of cerebellar, spinocerebellar and deep sensory neurons to even mild metabolic insults.

Prostate cancer is the most common cancer among men. The purpose of this quantitative, meta-analysis study was to examine one-carbon metabolism gene polymorphisms in a group of genes to determine their association with prostate cancer risk. The genetic epidemiology theory provided the framework for the study. The data collected were from published articles. From over 2,800 individual studies, 20 articles were retained for results and data abstraction, following the title, abstract screen, and full text screening in the second phase. The data were analyzed by a meta-analysis statistical method, combining the results from selected studies to estimate the overall association. According to study results by the adjusted p-values of fixed model, there was a significant association between decreased risk of prostate cancer and the variant of Allele T, Genotype TT, and the recessive model of C667T polymorphism. In the random model, the adjusted p-values show a significant association between decreased risk of prostate cancer, the variant of Genotype TT, and recessive model. There was an increased risk of prostate cancer in A1298C polymorphism by adjusted p-value on the variant of Genotype AC, in the fixed model. This study leads to positive social change by providing information on an optimization surveillance strategy to ensure valid screening test for prostate disease reporting. Future studies with a greater number of samples are needed, including gene-gene and gene-environment interaction to verify study results.

Résumé : Introduction : L’ataxie récessive spastique de Charlevoix-Saguenay (ARSCS) est une maladie héréditaire dégénérative présentant un taux élevé de porteurs (1/22) au Saguenay-Lac-Saint-Jean, mais aussi retrouvée à l’échelle mondiale. Les personnes atteintes présentent des atteintes cérébelleuses (ataxie), neuropathiques (amyotrophie) et pyramidales (spasticité). L’ARSCS présente un portrait différent des autres types d’ataxies et il n’existe pas d’échelle de gravité spécifique pour évaluer la progression de la maladie ou évaluer l’efficacité d’un traitement. Méthodologie : Les objectifs de ce projet sont de développer et documenter les qualités métrologiques des items de la section pyramidale de l’échelle de gravité de l’ARSCS (Disease Severity Index for Autosomal Recessive Spastic Ataxia of Charlevoix-Saguenay, DSI-ARSACS). La section pyramidale a été élaborée à l’aide du modèle de développement de Streiner et Norman (2008). La planification et la construction ont été réalisées à l’aide d’une recension systématique des écrits et d’une consultation Delphi. La validité de construit (convergente et discriminatoire) et la fidélité (intraévaluateur et interévaluateurs [n=2]) ont été documentées. Vingt-huit (28) participants âgés de 18 à 59 ans ont été recrutés, selon un échantillonnage stratifié pour l’âge et le sexe. Le diagnostic devait être confirmé génétiquement. La validité convergente a été documentée avec des outils évaluant le contrôle moteur aux membres inférieurs (LEMOCOT), la gravité de la spasticité (SPRS), la mobilité (6MWT, 10mWT, échelle de Berg), le fonctionnement dans les activités quotidiennes (Index de Barthel), la participation sociale (MHAVIE) et la qualité de vie (SF-12v2). La validité discriminatoire a été documentée selon le sexe, le groupe d’âge et le stade de la maladie. La section pyramidale a été administrée à trois reprises par deux physiothérapeutes, à deux semaines d’intervalle, pour évaluer la fidélité intra/interévaluateurs. Résultats : La validité de contenu a été jugée adéquate par les experts du domaine. La validité de construit convergente est soutenue par des corrélations élevées avec les outils mesurant des concepts apparentés (r > 0,7, p = 0,00), à l’exception du SF-12v2 (r = 0,09-0,33). La validité de construit discriminatoire est appuyée par la capacité de distinguer les personnes atteintes en fonction des groupes d’âge et des stades de la maladie. La fidélité intra/interévaluateurs est excellente pour les items individuels (κ[indice inférieur w] = 0,68-0,96/0,60-0,95 sauf pour deux items κ[indice inférieur w] = 0,12 et 0,47) et pour le sous-total pyramidal (CCI = 0,94/0,88, p = 0,000). La cohérence interne (α = 0,85) témoigne de l’homogénéité des items pyramidaux. Conclusion : Le sous-total pyramidal du DSI-ARSACS a démontré une excellente validité de construit convergente et discriminatoire et une bonne fidélité. L’échelle de gravité permettra de mieux documenter l’évolution naturelle de la maladie. / Abstract : Introduction: Autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS) is a hereditary and degenerative illness that has a high carrier rate (1/22) in Saguenay-Lac-St-Jean (Quebec, Canada) but that is also found elsewhere around the world. Individuals with ARSACS have cerebellar impairments (ataxia), neuropathic impairments (amyotrophy) and pyramidal impairments (spasticity). ARSACS does not have the same characteristics as other forms of ataxia and there is currently no specific disease severity index (DSI) for it. Method: This project aimed to develop the items of the pyramidal section of the DSI-ARSACS and document their metrological properties. A literature review was conducted to identify ARSACS’ related impairments and existing scales measuring pyramidal impairments. Both items from known scales and new items were used to build a new scale that would assess the pyramidal impairments associated with ARSACS. The scale’s content validation was based on expert opinion. A consensus on the final scale composition was reached. Two physiotherapists administered the newly developed scale to 28 participants with a genetically confirmed ARSACS diagnosis in order to document the reliability of the pyramidal section of the DSI. Existing scales related to pyramidal impairments, mobility, social participation and quality of life were administered to assess convergent construct validity. The contrasting group method (age group, disease stage, gender) was used to assess discriminant validity. Results: Content validity was considered adequate by an expert panel that completed a Delphi process. The pyramidal section’s subscore was distributed normally and did not show a ceiling/floor effect. Convergent construct validity was supported by strong correlations with existing scales measuring related constructs (r > 0.7, p = 0.00), excluding SF-12 v2 (r = 0.09-0.33). Discriminant construct validity was supported by the scale’s ability to distinguish subjects according to age and disease stage. Intra/inter-rater reliability was excellent for individual items (κ[subscript w] = 0.68-0.96/0.60-0.95), except for two items (κ[subscript w] = 0.12 and 0.47), and also excellent for the section’s subscore (CCI = 0.94/0.88, p = 0.000). Internal consistency (α = 0.85) reflected the homogeneity of the pyramidal items. Conclusion: The pyramidal section’s subscore of DSI-ARSACS displayed excellent metrological properties (discriminative and convergent validity, reliability) during this initial validation. The index will lead to a better understanding of ARSACS’ natural history while also allowing for the categorization of subjects participating in future clinical trials.

Résumé : Introduction : L’ataxie récessive spastique de Charlevoix-Saguenay (ARSCS) est une maladie neuromusculaire héréditaire rare qui affecte notamment les voies spinocérébelleuses. Elle est caractérisée par une triple composante de signes et symptômes incluant l’ataxie et la dysarthrie (atteintes cérébelleuses), la spasticité aux membres inférieurs (atteintes pyramidales) et une faiblesse distale qui engendre des difficultés de préhension (atteintes neuropathiques). Des avancées récentes permettent de croire que des essais thérapeutiques seront bientôt possibles. Dans ce contexte, il est nécessaire de développer une échelle de gravité de la maladie pour permettre la sélection des patients et la documentation de l’histoire naturelle. But : L’objectif de ce projet était de développer les items de la section cérébelleuse du Disease Severity Index for Autosomal Recessive Spastic Ataxia of Charlevoix-Saguenay (DSI-ARSACS) et de documenter ses qualités métrologiques. Méthode : La section cérébelleuse a été élaborée à l’aide du modèle de développement de Streiner et Norman (2008) qui comprend trois grandes étapes : planification, construction et validation. La planification et la construction ont été réalisées à l’aide de consultations d’experts par la méthode Delphi et d’une recension systématique des écrits. La validité de construit (convergente et discriminatoire) et la fidélité (intra-évaluateur et inter-évaluateur) ont été documentées. Vingt-huit participants ont été recrutés selon un échantillonnage stratifié pour l’âge et le sexe. Ils devaient avoir un diagnostic confirmé génétiquement et être âgés entre 18 ans et 59 ans. La validité convergente a été documentée avec des outils évaluant les aptitudes motrices des membres supérieurs (9HPT, PPT, TDNS), la gravité de l’ataxie (SARA), la mobilité (6MWT, 10mWT, échelle de Berg), le fonctionnement dans les activités quotidiennes (Index de Barthel), la participation sociale (MHAVIE) et la qualité de vie (SF-12v2). La validité discriminante a été documentée selon le sexe, le groupe d’âge et le stade de la maladie. La section cérébelleuse a été appliquée à trois reprises par deux physiothérapeutes à deux semaines d’intervalle pour évaluer la fidélité intra et inter-évaluateurs. Résultats : La section cérébelleuse comporte 6 items d’évaluation liés aux fonctions motrices du cervelet. Le sous total de la section cérébelleuse est fortement corrélé avec la majorité des outils d’évaluation (r ≥ 0,69, p = 0,00), à l’exception du SF-12v2 (r ≤ 0,36, p ≥ 0,06). Une différence significative (p < 0,00) a été démontrée entre chaque groupe d’âge pour la majorité des items et le sous-total de la section cérébelleuse de l’échelle. Le résultat de chaque item et le sous-total de la section cérébelleuse augmentent significativement avec le stade de la maladie (p < 0,00). La fidélité intra et inter-évaluateurs correspond à un accord fort (κ ≥ 0,69) pour la majorité des items et le sous-total. Conclusion : Ce projet a permis de développer la section cérébelleuse de l’échelle de gravité DSI-ARSACS avec de bonnes qualités psychométriques (validité et fidélité). L’échelle pourra être utilisée dans le processus de catégorisation et d’évaluation des participants pour de futurs essais thérapeutiques. / Abstract : Introduction: Autosomal Recessive Spastic Ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS) is a rare hereditary neuromuscular disease that mainly affects the spinocerebellar tract. It is characterized by a triad of signs and symptoms, including ataxia and dysarthria (cerebellum impairment), spasticity in the lower limbs (pyramidal impairment) and a distal weakness leading to prehension difficulties (neuropathic impairment). Recent research advances suggest that clinical trials may soon become possible. In this context, it is necessary to develop a disease severity index in order to select patients and document natural history of disease. Objective: The project aimed to develop the items of the cerebellar section of the Disease Severity Index for Autosomal Recessive Spastic Ataxia of Charlevoix-Saguenay DSI-ARSACS and document their metrological properties. Method: The cerebellar section was developed using the Streiner and Norman (2008) model, which involves three stages: planning, construction and validation. The planning and construction stages were conducted by carrying out a literature review, obtaining expert opinions and completing a Delphi process. Construct validity (convergent and discriminant) and reliability (intra- and inter-raters) were documented. Twenty-eight participants between the ages of 18 and 59 were recruited using a stratified sampling method based on age and gender. All of them had a genetically confirmed diagnosis of ARSACS. Convergent validity was documented with measurements of upper limbs motor abilities (9HPT, PPT, TDNS), ataxia severity (SARA), mobility (6MWT, 10mWT, Berg scale), functional status in activities of daily living (Barthel index), social participation (MHAVIE) and quality of life (SF-12v2). Discriminant validity was documented according to gender, age group and disease stage. The cerebellar section was administered three times, two weeks apart, by two physiotherapists to assess intra- and inter-rater reliability. Results: The cerebellar section includes 6 assessment items linked to cerebellum motor functions. The cerebellar section subscore was strongly correlated with the majority of assessment tools (r ≥ 0.69, p = 0.00), excluding SF 12v2 (r ≤ 0,36, p ≥ 0,06). A significant difference (p < 0.00) was observed between each age group for most items and the subscore of the cerebellar section. Results on each item and the subscore significantly increase with disease stage (p < 0.00). Intra- and inter-rater reliability reflects a strong level of agreement (κ ≥ 0.69) on the majority of items and the subscore. Conclusion: The cerebellar section of the DSI-ARSACS shows good psychometric properties (validity and reliability). The index can be used to categorize and assess future participants in clinical trials.

Les ataxies héréditaires sont des désordres neuro-dégénératifs qui causent une ataxie comme symptôme primaire; soit une perte de coordination des mouvements volontaires, un sens de l’équilibre déficient et un trouble à la motricité. Elles forment un groupe cliniquement et génétiquement hétérogène. De ce fait, de nombreuses classifications existent basées sur différents critères. Cependant, le consensus actuel veut que le mode de transmission soit le critère premier de classement. On estime la prévalence mondiale des ataxies héréditaires à 6/100 000 bien que ce nombre diffère entre régions. C’est le cas du Québec où la structuration historique du bassin génétique canadien-français a menée à des effets fondateurs régionaux, ce qui a eu comme conséquence de hausser la prévalence régionale de certaines maladies. L’Acadie est également une région canadienne-française avec des effets fondateurs où le taux de prévalence de certaines ataxies héréditaires est plus élevé. Nous avons recruté huit familles canadiennes-françaises provenant de diverses régions du Québec, ayant un lien génétique plus ou moins rapproché avec l’Acadie, dans lesquelles nous avons observé dix cas d’une forme d’ataxie spastique autosomique récessive relativement légère qui a résistée à l’analyse des gènes d’ataxies connues. Nous avons émis l’hypothèse d’être en présence d’une nouvelle forme d’ataxie à effet fondateur pour la population canadienne-française. Afin d’identifier le gène muté responsable de cette ataxie, un criblage génomique des marqueurs SNP pour les individus recrutés fut effectué. Puis, par cartographie de l’homozygotie, une région de 2,5 Mb fut identifiée sur le chromosome 17p13 dans une famille. Une revue de la littérature nous a permis de constater, qu’en 2007, quatre familles nord-africaines atteintes d’une ataxie dénommée SPAX2 qui présentaient des manifestations cliniques semblables avaient déjà été liées au même locus sur le chromosome 17. Afin de supporter notre hypothèse que les malades étaient porteurs de deux copies de la même mutation fondatrice et de cartographier plus finement notre région d’intérêt, les haplotypes de tous les atteints de nos huit familles furent étudiés. Nous avons établie qu’un intervalle de 200 kb (70 SNP), soit du marqueur rs9900036 à rs7222052, était partagé par tous nos participants. Les deux gènes les plus prometteurs des 18 se trouvant dans la région furent séquencés. Aucune mutation ne fut trouvée dans les gènes SLC25A11 et KIF1C. Par la suite, une analyse de liaison génétique stricte avec calcul de LOD score nous a permis d’exclure ce locus de 200 kb comme étant celui porteur du gène muté causant l’ataxie dans la majorité de nos familles. Nous avons donc conclus que malgré qu’une famille soit homozygote pour une grande région du chromosome 17, l’absence d’Informativité des marqueurs SNP dans la région de 200 kb fut responsable de l’apparent partage d’haplotype homozygote. Le travail reste donc entier afin d’identifier les mutations géniques responsables de la présentation ataxique chez nos participants de souche acadienne. / Hereditary ataxias are neurodegenerative disorders which share ataxia as common feature is manifested by a decrease in limb coordination, imbalance and an unsteady gait. They consist in a clinically and genetically heterogeneous group. Many ataxia classifications have been proposed, however, the current consensus is to first characterize them according to their mode of transmission. Hereditary ataxias as a whole have a prevalence of 6/100 000, with variable estimation between country and region. In the Province of Quebec where the French Canadian genetic pool can be seen has a mosaic of regional gene pools there is clear differences in local variation in the prevalence of different ataxias. Acadia is also a French Canadian region with a history of many founder effects and a higher prevalence for certain hereditary ataxias. We recruit 8 French Canadian families from Quebec and with genealogical links with Acadia in which 10 cases manifest a presumably relatively mild autosomal recessive spastic ataxia of unknown etiology. The shared phenotype and Acadian background raised the possibility that they suffered from a new form of ataxia with a founder effect. To identify the mutated gene causing this ataxia, the individuals recruited were genotyped. By homozygosity mapping, a region of 2,5 Mb was identified in one family on chromosome 17p13. A literature review established that in 2007 four North Africans families segregating also a mild spastic ataxia were linked to the same locus on chromosome 17. To support our hypothesis that our patients were carrier of the same founder mutation we look closer at their haplotype in the region. We defined an interval of 200kb (70 SNP) between markers rs9900036 and rs7222052 shared by all affected cases. The two most promising gene in the interval were sequenced. No mutation was found in SLC25A11 and KIF1C. Thereafter a linkage analysis by LOD score excluded the candidate interval of 200 kb in the majority of our families. We conclude that even if in one family exists a large homozygous region on chromosome 17, the lack of informative SNP in the 200 kb region was responsible for the apparent sharing rather than they shared a common mutation. Further work will be necessary to identify the mutate gene causing the ataxia presentation in these cases of mild spastic ataxia.