L’amyotrophie spinale proximale (SMA, MIM #253300), maladie autosomique récessive, est une maladie neuromusculaire grave caractérisée par une dégénérescence des motoneurones alpha dans la moelle épinière, qui entraîne une faiblesse musculaire proximale progressive et une paralysie. La SMA est la deuxième maladie autosomique récessive fatale la plus fréquente après la mucoviscidose, avec une prévalence estimée à 1 sur 10 000 naissances vivantes et une fréquence de portage de 1/40Ð1/60. La SMA infantile est subdivisée en trois groupes cliniques en fonction de l’âge d’apparition et de l’évolution clinique : la SMA de type I (Werdnig-Hoffmann) se caractérise par une faiblesse musculaire et une hypotonie sévères et généralisées à la naissance ou dans les trois premiers mois. La mort par insuffisance respiratoire survient généralement dans les deux premières années. Les enfants atteints de la SMA de type II sont capables de s’asseoir, mais ils ne peuvent pas se tenir debout ou marcher sans aide et survivent au-delà de 4 ans. La SMA de type III (Kugelberg-Welander) est une forme plus légère, avec un début pendant l’enfance ou l’adolescence : les patients apprennent à marcher sans aide.
Le gène du motoneurone de survie (SMN) comprend neuf exons et il a été démontré qu’il était le principal gène déterminant de la SMA. Deux gènes SMN presque identiques sont présents sur 5q13 : le gène télomérique ou SMN1, qui est le gène déterminant de la SMA, et le gène centromérique ou SMN2. L’exon 7 du gène SMN1 est absent de façon homozygote chez environ 95 % des patients atteints, à quelques exceptions près, les autres sont hétérozygotes pour la délétion de l’exon 7 et une petite mutation plus subtile dans l’autre allèle (hétérozygotes composés). Bien que des anomalies du gène SMN1 soient observées chez la majorité des patients, aucune corrélation phénotypeÐgénotype n’a été observée car l’exon 7 du SMN1 est absent chez la majorité des patients indépendamment du type de SMA. Ceci est dû au fait que les méthodes de diagnostic de routine ne font pas la distinction entre une délétion de SMN1 et un événement de conversion par lequel SMN1 est remplacé par une copie de SMN2. Plusieurs études ont montré que le nombre de copies de SMN2 influence la gravité de la maladie. Le nombre de copies varie de zéro à trois dans la population normale, et environ 15 % des individus normaux ne possèdent pas de SMN2. Cependant, il a été démontré que les patients de type II ou III, plus légers, ont plus de copies de SMN2 que les patients de type I. Il a été proposé que le SMN2 supplémentaire soit un facteur de risque de la maladie. Il a été proposé que le SMN2 supplémentaire chez les patients les plus légèrement atteints provient de conversions génétiques, par lesquelles le gène SMN2 est copié partiellement ou totalement dans le locus télomérique.
Cinq changements de paires de bases existent entre les transcrits SMN1 et SMN2, et aucune de ces différences ne change les acides aminés. Étant donné que pratiquement tous les individus atteints de SMA possèdent au moins une copie du gène SMN2, on n’a pas compris au départ pourquoi les individus présentant des mutations SMN1 ont un phénotype SMA. Il a maintenant été démontré que le gène SMN1 produit principalement une transcription complète, alors que la copie SMN2 produit principalement un produit alternativement transcrit (exon 7 supprimé). L’inclusion de l’exon 7 dans les transcrits SMN1 et l’exclusion de cet exon dans les transcrits SMN2 est causée par une seule différence nucléotidique à +6 dans l’exon 7 du SMN. Bien que le changement de C en T dans l’exon 7 du SMN2 ne modifie pas un acide aminé, il perturbe un promoteur d’épissage exonique qui fait que la majorité des transcrits SMN2 sont dépourvus de l’exon 7. Par conséquent, la SMA apparaît parce que le gène SMN2 ne peut pas compenser entièrement le manque d’expression du SMN1 lorsque ce dernier est muté. Cependant, la petite quantité de transcrits de pleine longueur générés par SMN2 est capable de produire un phénotype de type II ou III plus léger lorsque le nombre de copies de SMN2 est augmenté.
Le diagnostic moléculaire de la SMA consiste à détecter l’absence de l’exon 7 du gène SMN1. L’absence homozygote de SMN1 détectable chez les patients atteints de SMA est utilisée comme un test diagnostique puissant pour la SMA. Bien que l’analyse ciblée des mutations ait une excellente sensibilité d’environ 95 % pour l’identification des homozygotes affectés, elle ne peut pas détecter les porteurs de SMA qui présentent des délétions hétérozygotes du gène SMN1. L’analyse du dosage du gène SMN1 est plutôt nécessaire pour détecter les porteurs et est très précise lorsqu’elle est réalisée dans un laboratoire expérimenté. La SMA étant l’une des maladies génétiques létales les plus courantes, avec une fréquence de portage de 1/40Ð1/60, l’analyse directe du dosage du gène SMN1 a été bénéfique pour de nombreuses familles ayant des enfants atteints. Un certain nombre de tests quantitatifs de réaction en chaîne par polymérase ont été utilisés pour l’identification des porteurs de la SMA.
Le test de dépistage des porteurs présente deux limites. Premièrement, environ 2 % des cas de SMA surviennent à la suite d’événements de mutation de novo, ce qui est élevé par rapport à la plupart des troubles autosomiques récessifs. Le taux élevé de mutations de novo dans le SMN1 peut expliquer la fréquence élevée de porteurs dans la population générale, malgré la létalité génétique de la maladie de type 1. Le grand nombre de séquences répétées autour des locus SMN1 et SMN2 prédispose probablement cette région à des croisements inégaux et à des événements de recombinaison, ce qui explique le taux élevé de mutations de novo. Il a été démontré que les mutations de novo se produisent principalement pendant la méiose paternelle. Deuxièmement, le nombre de copies de SMN1 peut varier sur un chromosome ; nous avons observé qu’environ 5 % de la population normale possède trois copies de SMN1. Il est donc possible qu’un porteur possède un chromosome avec deux copies et un second chromosome avec zéro copie. La découverte de deux gènes SMN1 sur un seul chromosome a de sérieuses implications pour le conseil génétique, car un porteur avec deux gènes SMN1 sur un chromosome et une délétion SMN1 sur l’autre chromosome aura le même résultat de dosage qu’un non porteur avec un gène SMN1 sur chaque chromosome 5. Ainsi, la découverte d’un dosage normal de deux copies du gène SMN1 réduit considérablement le risque d’être porteur ; cependant, il existe toujours un risque résiduel d’être porteur et, par la suite, un petit risque de récurrence d’une future progéniture affectée pour les personnes ayant deux copies du gène SMN1. Les calculs d’évaluation du risque à l’aide d’une analyse bayésienne sont essentiels pour un conseil génétique approprié des familles SMA.
À l’heure actuelle, seuls les individus ayant des antécédents familiaux de SMA se voient proposer systématiquement un test de porteur. Cependant, un dépistage de porteurs plus large dans la population est actuellement recommandé pour un certain nombre d’autres troubles génétiques présentant des fréquences de porteurs similaires. Le prototype du dépistage des hétérozygotes était le dépistage de la maladie de Tay-Sachs dans la population juive ashkénaze, où le dépistage des porteurs est proposé depuis 1969. Le dépistage des porteurs, suivi d’un diagnostic prénatal lorsqu’il est indiqué, a entraîné une diminution spectaculaire de l’incidence de la maladie de Tay-Sachs dans la population juive. Il est généralement admis que les critères suivants doivent être remplis pour qu’un programme de dépistage soit efficace : (1) le trouble est cliniquement grave, (2) fréquence élevée de porteurs dans la population dépistée, (3) disponibilité d’un test fiable avec une spécificité et une sensibilité élevées, (4) disponibilité d’un diagnostic prénatal, et (5) accès au conseil génétique. La SMA répond aux critères du dépistage génétique en population. Le dépistage des porteurs est recommandé dès lors qu’il existe du matériel éducatif pouvant être utilisé par les patients et les prestataires.
Le but du dépistage du portage de la SMA en population est d’identifier les couples à risque d’avoir un enfant atteint de SMA. Le dépistage des porteurs avant la conception permet aux couples porteurs d’envisager la gamme la plus complète d’options de reproduction. Le choix d’effectuer un test de dépistage du portage de la SMA doit être fait en toute connaissance de cause. Des brochures éducatives sont disponibles et fournissent des informations sur la SMA et les schémas d’hérédité. Il est important que les couples comprennent le test de dosage. La SMA étant le résultat d’une délétion unique commune dans 95 % des cas, le test de porteur est très sensible (taux de détection de 0,90 %). Cependant, le test moléculaire ne permet pas d’identifier tous les porteurs et des faux négatifs peuvent donc survenir. Environ 5 % des patients atteints sont des hétérozygotes composés, présentant une délétion et une mutation ponctuelle. Le test de dosage ne permet pas d’identifier ces porteurs de mutation ponctuelle. Il est bien connu qu’un résultat faussement négatif chez les porteurs de SMA se produit lorsque le porteur a deux gènes SMN1 en cis sur le même chromosome 5. En outre, environ 2 % des personnes atteintes présentent une mutation de novo. Par conséquent, un conseil génétique abordant spécifiquement la possibilité de résultats faussement négatifs doit être fourni aux personnes choisissant le test de porteur.