Dès la petite enfance et généralement toute la vie, certaines familles souffrent de cheveux cassants en raison d'une forme congénitale de perte de cheveux appelée monilethrix. Des chercheurs de l'hôpital universitaire de Bonn et de l'université de Bonn ont maintenant identifié des mutations causales dans un autre gène de la kératine, KRT31Ils espèrent que cela permettra d'améliorer le diagnostic de cette maladie rare. Leurs résultats viennent d'être publiés dans la célèbre revue « British Journal of Dermatology ».
Le monilethrix est une forme congénitale rare de calvitie, également appelée alopécie, qui débute généralement au cours des premiers mois de la vie. Elle touche principalement la région située à l'arrière de la tête. Ce qui est frappant, c'est l'extrême variabilité du degré de perte de cheveux, allant d'une perte minime à une calvitie complète au sein d'une même famille. Des nœuds récurrents d'épaisseur normale donnent aux « cheveux en fuseau » affectés l'apparence d'une gerbe de perles. Les constrictions entre les deux se cassent très facilement. Dans le cas du monilethrix à transmission dominante, des mutations dans les trois gènes de la kératine KRT81, KRT83 et KRT86 sont connu pour être responsable de la perturbation du réseau de kératine, qui joue un rôle important dans la construction de la structure du cheveu.
Mutation absurde (stop) pour « cheveux en fuseau »
L'équipe de recherche dirigée par le professeur Regina Betz de l'Institut de génétique humaine de l'UKB, qui est membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) « Vie et santé » et du pôle d'excellence ImmunoSensation2 L'équipe de l'Université de Bonn a étudié quatre familles suspectées d'être atteintes de monilethrix, dans lesquelles aucune mutation n'a été trouvée dans les trois gènes connus. L'équipe a donc procédé au séquençage de l'exome de six membres de la famille concernés, c'est-à-dire que toutes les régions codantes pour les protéines ont été examinées dans leur matériel génétique.
Les chercheurs de Bonn ont découvert une mutation dite non-sens (stop) dans le Gène KRT31 chez les six individus concernés, ce qui conduit à un arrêt prématuré de la synthèse de la protéine. Grâce à un séquençage supplémentaire, ils ont également pu trouver cette mutation chez les autres membres de la famille concernés. L'équipe du professeur Betz a ainsi pu identifier un nouveau gène pour le monilethrix avec KRT31. « Même si les familles concernées en Allemagne ne se connaissent pas et viennent de régions différentes, nous avons pu montrer que cette mutation provenait très probablement d'un ancêtre commun et s'est ensuite transmise sur plusieurs générations. Il reste à voir si cette mutation peut également être trouvée dans toute l'Europe ou même dans le monde entier, mais c'est probable », déclare le premier auteur Xing Xiong, doctorant à l'Institut de génétique humaine de l'Université de Bonn à l'UKB.
La localisation des gènes dans la cellule détermine la fonction
Les chercheurs de Bonn ont étudié de plus près la fonction de KRT31. La protéine codée par KRT31, comme de nombreuses autres kératines, participe à la formation des cellules de la peau. Ces protéines s'assemblent en protéines fibreuses polymères et forment ainsi la structure de soutien de la cellule. Si ces protéines présentent des défauts, des maladies de la peau et des cheveux se développent. Des analyses au microscope par immunofluorescence ont montré que la KRT31 « normale » se situe dans le cytoplasme, tandis que la KRT31 mutée se trouve principalement autour de la membrane cellulaire. « La localisation de la protéine dans la cellule change donc avec la mutation. Cela signifie que sa fonction est également altérée », explique le professeur Betz.
En collaboration avec l'équipe du pôle d'excellence ImmunoSenstation de l'université de Bonn dirigée par le professeur Matthias Geyer, directeur de l'Institut de biologie structurale de l'UKB, l'équipe du professeur Betz a également analysé la structure de la protéine et les effets possibles de la mutation stop. En règle générale, deux molécules de kératine sous forme d'hétérodimère dans un double pack alignent toujours leurs extrémités avec les extrémités d'autres hétérodimères, et ce en formant ce que l'on appelle des liaisons disulfures. « Nous partons du principe que cette liaison disulfure ne peut plus se former en raison de la mutation stop et que la fonction de la protéine est donc altérée », explique le professeur Betz. Elle est convaincue que l'inclusion de KRT31 Les panels de gènes diagnostiques pour les maladies des cheveux, de la peau et des ongles amélioreront le diagnostic des personnes touchées par la perte de cheveux.
