The genetics of red blood cell density, a biomarker of clinical severity in sickle cell disease
L’anémie falciforme est l’une des maladies du sang les plus répandues chez l’homme. Les complications liées à la maladie sont systémiques. Influant virtuellement tous les organes du corps, cette affection provoque des crises de douleurs imprévisibles et aigües dont les complications mènent parfois à la mort. Le processus à travers lequel un globule rouge sain prend la forme d’une faucille est bien décrit dans la littérature; sous désoxygénation, l’eau et les solutés se retirent des globules rouges, la concentration d’hémoglobine S augmente et nous donne des globules rouges denses et déshydratés qui par la suite deviennent falciformes. Les traitements d’aujourd’hui sont pour la plupart expérimentaux et coûteux. De plus, leurs efficacités à long terme varient d’un patient à l’autre. Il est donc impératif de trouver un biomarqueur qui est à la fois abordable et qui améliore la santé des malades de façon systématique. La densité des globules rouges est un biomarqueur largement ignoré par la communauté médicale dans le contexte de la drépanocytose. Aborder l’étude de la sévérité de cette maladie en se concentrant sur la densité des globules rouges nous met en position d’identifier des traitements pour réhydrater les érythrocytes et leur rendre leur forme originale de disque biconcave. Plusieurs études cliniques et physiologiques se sont penchées sur ce biomarqueur sans explorer le volet génétique. Nous avons cherché à éclaircir cet aspect en menant une étude d’association pangénomique et en examinant les séquences exomiques d’individus avec des mesures de densité extrême. Notre étude d’association pangénomique n’a pas conduit à la découverte de nouveau loci, probablement parce que la taille de notre échantillon, et donc notre puissance statistique, était limitée. En revanche, à travers notre approche de priorisation, nous avons découvert un marqueur intronique qui contrôle l’expression d’ATP2B4, la protéine principale de transport de calcium dans les hématies. Notre séquençage exomique a identifié deux mutations rares faux-sens chez un même patient; l’une dans ATP1B2, un transporteur de Na+/K+, et l’autre dans SPTB, le gène du β-spectrin. Ces mutations expliqueraient pourquoi ce patient a le pourcentage de densité le plus élevé parmi tous nos patients séquencés, et pourquoi il vit avec plusieurs complications de la maladie. Finalement, nous avons localisé une mutation faux-sens rare chez deux patients avec un indice élevé de densité de globule rouge, dans PIEZO1, le canal ionique mécano-sensitif. La mutation est prédite délétère par deux algorithmes de prédiction de fonction protéique.
Analyse pangénomique Séquençage d’exome Anémie falciforme Densité des globules rouges Hydratation des hématies EQTL