Thèse : Médecine : Paris : 1862. / N° d'ordre : 32.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 2 sept. 2008). Bibliogr.

Un échantillon de 64 patients répertoriés au sein de 30 familles d’origine Canadienne-Française montrant des caractéristiques cliniques très semblables et provenant de la même région du Québec a été évalué de façon détaillée. Une histoire clinique standardisée, un examen neurologique ciblé, une imagerie cérébrale, des conductions nerveuses périphériques, et une analyse du gène SYNE1 ont été réalisés sur tous les patients disponibles. En se basant sur l’échantillon répertorié, l’Ataxie Récessive de la Beauce est un syndrome cérébelleux dégénératif caractérisé par un âge de début dans la trentaine, une évolution lente, un degré de handicap modéré, une dysarthrie significative, de légers signes oculomoteurs, parfois des réflexes vifs aux membres inférieurs, des conductions nerveuses périphériques normales et une atrophie cérébelleuse diffuse à l’imagerie. Dans notre échantillon, nous avons identifié 7 mutations, démontrant ainsi l’hétérogénéité génétique. Les patients présentant des mutations différentes ne présentaient pas d’atteintes cliniques permettent de les différencier. Il est probable que cette nouvelle maladie devienne une cause fréquente, à travers le monde, d’ataxie héréditaire débutant à un âge moyen. / We ascertained 64 probands and affected members of 30 French-Canadian families all showing similar clinical features and originating from the same region of Quebec. After informed consent, we performed detailed clinical history, neurological examination, brain imaging, nerve conduction studies, and SYNE1 mutation detection of all available subjects. Based on the cases examined, Autosomal Recessive Cerebellar Ataxia Type 1 is a cerebellar syndrome characterized by: recessive transmission; middle-age onset (mean 31.60 years, range 17-46); slow progression and moderate disability; significant dysarthria; mild oculomotor abnormalities; occasional brisk reflexes in the lower extremities; normal nerve conduction studies and diffuse cerebellar atrophy on imaging. We identified a total of 7 mutations in our population, thereby providing evidence of genotypic heterogeneity. Patients with different mutations did not show significant phenotypic heterogeneity. We expect that this disease will be a common cause of middle-age onset recessive ataxia worldwide.

Les ataxies cérébelleuses héréditaires causent une atteinte progressive de l’équilibre et de la marche. Malgré l’amélioration de la performance et de l’accessibilité des tests génétiques, environ la moitié des patients demeurent sans diagnostic précis, ce qui a un impact sur la prise en charge. Dans ce mémoire de maîtrise, nous abordons l’enjeu du sous-diagnostic chez les patients atteints d’ataxie cérébelleuse via l’élaboration d’une nouvelle classification pour les ataxies récessives et la caractérisation détaillée de l’ataxie spinocérébelleuse 34. Le premier chapitre est une revue systématique de la littérature concernant les ataxies récessives. Au total, 2354 références et 130 articles complets ont été révisés afin d’identifier un groupe de 45 pathologies récessives où l’atteinte cérébelleuse est au coeur du phénotype et 29 pathologies multisystémiques additionnelles où l’ataxie est un élément secondaire, mais qui devraient être incluses dans le diagnostic différentiel du patient ataxique. Le deuxième chapitre présente les résultats d’un groupe de travail dédié à la classification des ataxies récessives. En se basant sur les résultats de la revue systématique, 12 experts internationaux se sont entendus sur des critères d’inclusion ainsi que sur deux classifications basées sur la symptomatologie clinique et les mécanismes cellulaires impliqués. Une approche clinique au patient ataxique est proposée. Le troisième chapitre présente une caractérisation en profondeur de l’ataxie spinocérébelleuse 34, causée par des mutations du gène ELOVL4. Nous avons étudié une famille multi-générationnelle présentant un syndrome cérébelleux tardif associé à des déficits exécutifs et une possible atteinte visuospatiale, attentionnelle et psychiatrique. L’analyse immunohistochimique de fibroblastes dermiques a démontré la délocalisation et l’agrégation de la protéine. Un système de classification basé sur des descriptions phénotypiques étoffées est essentiel pour les cliniciens et les chercheurs afin d’organiser adéquatement les groupes de maladies complexes. Le travail présenté constitue une avancée concrète pour améliorer l’approche diagnostique aux patients avec ataxie héréditaire / Hereditary cerebellar ataxias are neurodegenerative disorders associated with progressive motor incoordination and gait imbalance. Despite significant progress in the availability and performance of genetic tests, around half of patients remain without a molecular diagnosis, which has major counselling and management consequences. In this master thesis, we address the issue of underdiagnosis in patients with hereditary ataxias through the development of a novel classification system for recessive cerebellar ataxias and the in-depth characterization Spinocerebellar ataxia 34. The first chapter is a systematic review of the literature regarding recessive cerebellar ataxias. We revised 2354 references and 130 full-text articles to identify a group of 45 recessive disorders in which cerebellar ataxia is at the core of the clinical phenotype and 29 additional complex or multisystem disorders where ataxia is a secondary feature and which should be included in the differential diagnosis of ataxia. The second chapter presents the work of a dedicated task force on the classification of recessive cerebellar ataxias. Based on the results of the systematic review, 12 international ataxia experts agreed on revised inclusion criteria and on classifications based on clinical symptoms and pathogenic cellular mechanisms. We also propose a general clinical approach to the ataxic patient. The third chapter shows the clinical and biochemical characterization of a rare dominant ataxia, Spinocerebellar ataxia 34 caused by ELOVL4 mutations. We studied a multi-generational family with a late-onset cerebellar syndrome associated with executive deficits, and apparent visuospatial, attention, and psychiatric dysfunction. Immunohistochemistry of dermal fibroblasts showed the first evidence of ELOVL4 protein pathology in this disorder with mislocalization and aggregation of the protein. Classification systems based on detailed phenotypic descriptions are essential for both clinicians and researchers to understand complex groups of disorders. The work presented here advances our understanding of hereditary ataxias and constitutes a pragmatic diagnostic tool for clinicians.

Die Friedreich-Ataxie ist eine autosomal-rezessiv vererbte neurodegenerative Erkrankung, die sich meistens vor dem 20. Lebensjahr manifestiert. Der Erkrankung liegt eine GAA-Trinukleotid-Expansion im FXN-Gen (Chromosom 9q13) zu Grunde. Diese Mutation führt zu einer verminderten Bildung von Frataxin, wodurch es zur Eisenanreicherung in den Mitochondrien kommt. Diese Eisenakkumulation führt zu oxidativem Stress und mitochondrialer Dysfunktion, die sich vor allem in Gewebe mit einem hohen Anteil an Mitochondrien, wie z.B. Nerven- und Herzgewebe, findet. Die neurologischen Symptome (Ataxie, Dysarthrie, Areflexie und Sensibilitätsstörungen) manifestieren sich meist während der Pubertät und verschlechtern sich im Verlauf, sodass die meisten Patienten bereits vor Erreichen des 30. Lebensjahres an den Rollstuhl gebunden sind. Die neurologische Beteiligung ist bereits gut beschrieben und wird am besten durch den ICARS Score dargestellt. Neben der neurologischen Beteiligung leiden die Patienten an einer hypertrophen Kardiomyopathie und Diabetes mellitus. Die hypertrophe Kardiomyopathie verläuft, wie auch die neurologische Beteiligung, progredient und ist die häufigste Todesursache bei Patienten mit Friedreich-Ataxie. Die kardiale Beteiligung, deren Ausprägung sehr variabel ist, wurde bisher noch nicht gut erforscht. 2012 wurde in einer Studie ein Algorithmus vorgeschlagen, um die Kardiomyopathie in der Friedreich-Ataxie zu beurteilen. Diese Studie, deren Einteilung vor allem auf der echokardiographischen Morphologie und der globalen linksventrikulären Funktion basiert, ist eine Querschnittsstudie und daher nicht geeignet, um den Verlauf der Erkrankung zu beschreiben. Von anderen hypertrophen Kardiomyopathien weiß man, dass Auffälligkeiten im EKG, Myokardfibrose (dargestellt durch kardiales MRT mit LE-Darstellung) und kardiale Biomarker entscheidend sind, um das Stadium der Herzbeteiligung zu beschreiben. Es wurden 32 Patienten (Alter 33 ± 13) mit molekulargenetisch bestätigter Friedreich-Ataxie untersucht. Alle Patienten erhielten ein Ruhe-EKG, ein Langzeit-EKG, ein Belastungs-EKG, eine Langzeitblutdruckmessung, eine Echokardiographie mit Speckle Tracking, eine kardiale MRT mit LE als Marker für myokardiale Fibrose und eine Messung von hsTNT. Zusätzlich wurden die morphologischen Parameter der Echokardiographie retrospektiv mit vor fünf Jahren erhobenen Befunden verglichen. Basierend auf Kriterien, die die EF (< 55 %), die linksventrikuläre enddiastolische Dicke der Hinterwand (LVPWD ≥ 11 mm), myokardiale Fibrose im kardialen MRT, hsTNT ≥ 14 ng/ml und/oder negative T-Wellen beinhalten, konnte bei nahezu allen (bis auf zwei Patienten) eine Kardiomyopathie nachgewiesen werden (94 %). Diesen Kriterien zu Grunde liegend schlagen wir die folgende Einteilung vor: a) early Cardiomyopathy (n=5, 16 %; nur negative T-Wellen) b) intermediate Cardiomyopathy (n=4, 12 %; negative T-Welle mit linksventrikulärer Hypertrophie aber ohne myokardiale Fibrose) c) severe Cardiomyopathy (n=13, 41 %; myokardiale Fibrose mit erhöhtem hsTNT) d) end-stage Cardiomyopathy (n=8, 25 %; EF < 55 %). Alle Patienten mit end-stage Cardiomyopathy weisen Fibrose im kardialen MRT, negative T-Wellen im EKG, deutlich erhöhte hsTNT-Werte und eine Abnahme der linksventrikulären Wanddicke in den letzten fünf Jahren auf (von 10,7 ± 1,2 mm auf 9,5 ± 1,3 mm, p = 0,025). Zusätzlich hatten 38 % (n=3) dieser Patienten supraventrikuläre Tachykardien im Langzeit-EKG. Eine umfassende kardiale Untersuchung wird bei fast allen Friedreich-Ataxie-Patienten eine Kardiomyopathie zeigen, mit Auffälligkeiten im Ruhe-EKG als frühestes Zeichen. Fortgeschrittene Stadien sind durch erhöhtes hsTNT und myokardiale Fibrose charakterisiert. Die myokardiale Fibrose führt zum Rückgang der linksventrikulären Hypertrophie, zur Reduzierung der globalen myokardialen Funktion und zu elektrischer Instabilität. Unter Berücksichtigung aller genannten Ergebnisse empfiehlt diese Studie bei Patienten mit Friedreich-Ataxie mindestens einmal eine Untersuchung mit hochentwickelter Bildgebung, Elektrokardiographie und Biomarkern im Blut durchzuführen. / Background Patients with the autosomal recessive inherited Friedreich’s ataxia can develop a hypertrophic cardiomyopathy (CM) which can progress towards life limiting cardiac disease. The typical feature of the CM and the sequence of progression are widely unknown. Methods: 32 consecutive patients with a genetically confirmed Friedreich’s ataxia were included in this study. All patients received a complete cardiological check-up, which included a resting electrocardiogram (ECG), a 24-hour Holter ECG, a standard echocardiography (for morphology), speckle tracking, a cardiac magnet resonance tomography with late enhancement imaging (for fibrosis), a 24-hour blood pressure measurement, a blood test for high sensitive troponin-T (TNT), and a neurological examination where the International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) was evaluated. In addition, morphological echocardiographic parameters were compared to 3 retrospective echocardiographic evaluations during the last 5 years. Results By combining electrical information (=T-wave negativations), morphological- (=end-diastolic wall thickness of the posterior wall) and functional parameters (=global ejection fraction (EF)), the presence of fibrosis (=late enhancement (LE) imaging positive segments) and biomarkers for cardiac damage (=TNT) in almost all patients a CM could be detected (n=30, 94%) and a staging in early, intermediate, severe and end-stage CM was suggested. The early CM (n=5, 13%) is characterized by only T negativations. Patients in the intermediate CM (n=4, 12%) have all T negativations and in addition left ventricular hypertrophy (≥10mm) but no LE positive myocardium. In contrast, the severe CM (n=13, 41%) is characterized by a patchy LE distribution in the left ventricle and an increased TNT in all patients. Only patients with an end-stage CM (n=8, 25%) have a reduced EF. These endstage patients had all LE positive myocardium, all elevated TNT and all T negativations and interestingly showed already a decrease in wall thickness which could be documented by the comparison to the retrospective data. Typical Holter-ECG findings in advanced stage CM were supraventricular arrhythmias. Conclusion By a comprehensive cardiac assessment in almost all patients with Friedreich ataxia a cardiomyopathy can be documented with electrocardiographic abnormalities as the earliest signs. In advanced stages myocardial damage documented by elevated TNT and replacement fibrosis leads to decrease of hypertrophy and reduction of global myocardial function.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

In der vorliegenden prospektiven experimentellen Studie wurden jeweils 18 Probanden sowie Patienten, die unter einer genetisch gesicherten Friedrich-­Ataxie leiden, mit der Tissue-­Phase‐Mapping (TPM) Sequenz im MRT untersucht. Mit der erwähnten Sequenz ist es möglich, die Geschwindigkeit der Herzwandbewegung über einen Herzzyklus zeitlich hoch aufgelöst (13,8 ms) darzustellen. Es wurde in der Vergangenheit gezeigt, dass die Daten der TPM‐Messung reproduzierbar sowie mit denen aus einer Ultraschalluntersuchung gewonnenen Daten vergleichbar sind. Die Aufnahme erfolgt unter freier Atmung in Navigatortechnik. Dadurch ist diese Untersuchung auch bei Patienten möglich, die aufgrund Ihrer Erkrankung sonst nicht ausreichend lange die Luft anhalten könnten. Die Friedreich‐Ataxie ist die häufigste aller Ataxien in der Adoleszenzphase und wird autosomal-­rezessiv vererbt. Neben neurologischen Ausfällen kann es auch zu einer kardialen Beteiligung kommen. Dabei zeigt sich bei einem großen Teil der Patienten eine Kardiomyopathie mit asymmetrischer septaler Hypertrophie sowie einer dynamischen linksventrikulären Ausflussobstruktion. Die American Heart Association klassifiziert dieses Krankeitsbild als sekundäre Kardiomyopathie neuromuskulären Ursprungs. Es wurde in der Vergangenheit bereits gezeigt, dass es unter einer Therapie mit dem Medikament Idebenone zu einer Verbesserung der kardialen Funktion kommen kann. Im Zusammenhang mit einer groß angelegten, multizentrischen Phase III Studie (MICONOS-­Studie) kamen diese Patienten nach Würzburg für eine MRT-­Untersuchung. Im Rahmen dessen erfolgte dann auf freiwilliger Basis eine Untersuchung mit der TPM-­Sequenz. Diese Substudie wurde von der lokalen Ethikkommission genehmigt und die Patienten wie auch Probanden haben selbst oder durch Erziehungsberechtigte der Untersuchung zugestimmt. Es konnte durch diese Arbeit gezeigt werden, dass zum einen die Methode des Tissue-­Phase‐Mappings erfolgreich am Institut für Röntgendiagnostik des Universitätsklinikums Würzburg eingeführt werden konnte. Zum anderen, dass die Ergebnisse der herzgesunden Probanden mit anderen, in der Vergangenheit durchgeführten Studien, ähnlich und vergleichbar sind. Zudem konnten teilweise signifikante Unterschiede der systolischen wie auch der diastolischen Geschwindigkeiten zwischen Probanden und Patienten der MICONOS Studie in einigen ROIs bzw. global nachgewiesen werden. Dies bedeutet, dass das hier vorgestellte Verfahren in der Lage ist, Unterschiede in den Geschwindigkeiten der regionalen wie auch globalen Herzwandbewegung in allen drei Bewegungsachsen zwischen verschiedenen Kollektiven zu detektieren. Diese Differenzen können ein Frühzeichen für eine pathologische Herzmuskelerkrankung sein und somit helfen, dass frühzeitig eine entsprechende Therapie begonnen wird. Aufgrund der Ergebnisse dieser Dissertation werden weitere Studien folgen, die helfen werden, dass das Tissue-­Phase‐Mapping Verfahren Einzug in die klinische Routine erhalten wird. / In this study, we investigated 18 healthy volunteers as well as 18 patients suffering from Friedreich's Ataxia. The diagnosis of the disease was genetically confirmed. All subjects were examined using the Tissue-Phase-Mapping (TPM) sequence on MRI. This sequence delivers high spatial as well as high temporal (13,8 ms) resolution of local heart wall movements using navigator gated image acquisition in free-breathing. Firstly, we could show that this method could be successfully established at the "Institut für Röntgendiagnostik" of Würzburg for the first time with comparable results as in previous studies. Secondly, we found partly significant differences in local systolic and diastolic heart wall movements between volunteers and Friedreich's Ataxia patients. And lastly, we investigated, if there was a change in local heart wall velocities in Friedreich's patients in the course of time (7 month).

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2008

Dans de nombreuses maladies héréditaires monogéniques, les bases moléculaires du mode de transmission (dominant vs récessif) et l'origine de nombreux phénotypes associés restent obscurs. C'est le cas pour les ataxies épisodiques (EA) et progressives liées au canal calcique Cav2.1. La plupart des mutations présentes dans ces ataxies génèrent une protéine mal repliée retenue et dégradée dans le réticulum endoplasmique. J'ai exploré plusieurs approches afin d'associer les phénotypes dues à la présence des mutants et ceux dues à une « pure » perte de fonction. A l'aide de vecteurs viraux codants pour des ARNs interférents de Cav2.1, j'ai montré que la réduction chez la souris adulte du canal récapitulait de nombreux symptômes de l'EA2.J'étudie également un nouveau modèle murin knock-In pour l'EA2 produisant une forme tronquée mal repliée. L'étude de ces modèles permettra une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques et l'exploration de nouvelles voies thérapeutiques. / Voltage-gated calcium channels (VGCC) regulate an array of physiological process. The P/Q-type VGCC is principally expressed in the cerebellum and at the neuromuscular junction, where it plays an essential role at the presynaptic neuronal nerve. Interestingly, mutations in a1 subunit (Cav2.1) of P/Q-type VGCC gene have been found to be linked for three autosomal dominant human disorders, familial hemiplegic migraine type 1 (FHM1), spinocerebellar ataxia 6 (SCA6) and episodic ataxia type 2 (EA2). Mutations causing EA2 lead to loss-of-function of Cav2.1 channels and are principally non-sense. The origin of dominant transmission and the heterogeneity of the symptoms are not known. Recent data from different groups have shown a dominant-negative effect of Cav2.1 mutants in cultured cell lines. Indeed, the molecular mechanism of this dominant-negative effect appears to be due to the interference of EA2 mutants with the folding of the wildtype subunit, thereby abolishing channel activity. This destructive interaction mechanism promoted by the EA2 mutants is likely to occur in the disease.The first part of my thesis was to monitor the effect of a “pure” silincing of P/Q-type channel in adult mice. Suppression of Cav2.1 channel by RNAi lentiviral based-vector approaches has produced episodic as well as permanent ataxia without signs of progressive ataxia. As a direct approach to understanding the physiologicalcontributions of misfolded truncated mutants in EA2 phenotypes, a Cav2.1 knock-inmutant, CACNA1AR1479x has been generated. This is a fundamental issue to understand the pathogenic mechanisms of EA2 and more generally to the other neuronal and neuromuscular diseases.

Thèse de doctorat : Sciences du vivant : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 227-261.