II. PARCOURS GENETIQUE

II. PARCOURS GENETIQUE A L’ORIGINE DE L’ALBINISME

A) MUTATIONS ENTRAINANT DES MODIFICATIONS DURANT LA SYNTHESE DE LA MELANINE

La mélanine est un pigment brun, insoluble, qui permet la coloration de la peau ou qui permet le bronzage résultant à l’exposition des rayons solaires. Cette molécule appelée mélanine protège la peau des radiations ultraviolettes et en cas de déficience de ce pigment il peut avoir des conséquences telles que le cancer de la peau et causer encore d’autres anomalies en rapport avec l’absence de ce pigment. Ainsi l’albinisme caractérisé par le défaut de production de ce pigment est dû à la mutation de gène au cours de la synthèse de la mélanine. Cette mutation génique pourrait avoir des effets au niveau de l’albinisme oculo-cutanée mais aussi au niveau de l’albinisme oculaire que nous verrons prochainement.

Comment est entraîné l’absence de la mélanine cutanée?

Tout d’abord, nous allons commencer par expliquer comment la mélanine est fabriquée. Ce pigment est fabriqué par des mélanocytes. Les mélanocytes sont des cellules se situant dans le bas-fond de l'épiderme, qui s’allongent et remontent entre les autres cellules de l'épiderme. Les mélanocytes vont transmettre aux kératinocytes de la mélanine par l'intermédiaire de ces prolongements qu’on appelle dendrites des mélanocytes et les protéger ainsi des radiations ultraviolettes du Soleil.

Maintenant nous allons nous intéresser au fonctionnement de la synthèse de la mélanine. La biosynthèse de la mélanine a de différentes étapes. La mélanine provenant d’un acide aminé qui s’appelle la tyrosine qui va se transformer en dopamine ensuite en dopaquinone grâce à une enzyme catalyseur qui s’appelle la tyrosinase.

Schéma de la synthèse de la mélanine

L'eumélanine et la phéomélanine sont deux types de mélanine qui sont synthétisées respectivement dans les mélanosomes et dans les phéno mélanosomes, qui sont des organites intracellulaires. Dans le cas de la phéomélanine l’ajout de cystéine, un acide aminé qui joue un rôle dans la formation des protéines, permet la formation de celle-ci alors que l’absence de cystéine conduit à la formation de l'eumélanine.

Schéma de la synthèse de mélanine qui montre aussi le cas chez un albinos

Donc ainsi comme on peut le remarquer sur le schéma, l’absence de l’enzyme de tyrosinase mène à l’absence de la mélanine ce qui conduit également au dysfonctionnement de cette synthèse de mélanine. Ce défaut de production de mélanine est lié à la mutation génétique aboutit par le caractère qu’on appelle albinisme. Une mutation génétique entraîne la modification de l’ADN d’une cellule. Ces mutations affectant la séquence nucléotidique du gène correspondant, représentent les maladies héréditaires; l’apparition du gène albinos est donc justifiée. Dans certains cas même s’il n’y a pas l’absence totale de mélanine il y a surement une diminution de la synthèse de la mélanine qui mène donc à la dépigmentation de la peau.

Tableau de la séquence nucléotidique d’ADN d’un individu normal et d’un individu atteint d’albinisme

Sur ce tableau ci-dessus nous pouvons voir deux séquences nucléotidiques, celui d’un individu normal et celui d’un albinos, et en comparant ces deux séquences nous pouvons remarquer une différence entre celles-ci.

Chez l’individu normal nous voyons le triplet de nucléotides, c’est-à-dire le codon, dans le 177ème rang qui est l'Adénine, Cytosine puis de nouveau Cytosine, qui code pour l’acide aminé s'appelant tryptophane.

Nous remarquons que dans le cas d’une personne albinos le codon précédent, ne code pas pour un acide aminé parce-que nous pouvons remarquer que la séquence nucléotidique prend sa fin au 177ème rang ce qui veut dire ce codon est utilisé chez l’albinos comme un codon stop qui marque la fin de la séquence.

Nous pouvons en déduire que la mutation génétique au niveau des nucléotides qui a raccourci la séquence nucléotidique justifie bien le non-activité de l’enzyme tyrosinase et donc l’absence de la mélanine à l’origine de l’albinisme.

2. Pourquoi et comment l’absence de la mélanine affecte la pigmentation au niveau oculaire?

Le dysfonctionnement de la synthèse de la mélanine affecte non seulement la pigmentation dans la peau; il cause également l’absence de pigment au niveau de l’œil, l’iris étant translucide et la rétine étant déficiente de pigment, la personne atteinte est malvoyant.

La mauvaise vision n’est pas seulement due au dysfonctionnement de la synthèse mais aussi à la malformation de la fovéa se trouvant sur la rétine. On appelle cette anomalie une hypoplasie fovéale qui apparaît dès la période fœtale avec le mal développement du système nerveux visuel.

Nous allons tout d’abord expliquer la vue d’une personne normale puis la comparer à celle d’une personne atteinte.

Dans un cas normal, les images se forment sur la rétine qui est un tissu neuronal, une membrane fine et transparente qui se trouve au fond de l’œil et c’est la rétine qui reçoit les informations lumineuses qui rend la vision possible. Les rayons lumineux sont transmis par le trou du centre de l’iris qui est la pupille qui varie en fonction de la lumière et l’iris contrôle la quantité de lumière qui est transmise dans l’œil. Le nerf optique est rattaché à la rétine et transmet les informations visuelles au cerveau. Sur la rétine se trouve la macula, et à quelques millimètres de profondeur de la macula se situe la fovéa qui permet la précision de vision parce-que c’est où il se trouve le plus de cellules réceptrices de la lumière. La couche de la choroïde qui est très vascularisée encercle la rétine et la protège.

La rétine est composée de différents types de couches cellulaires. Les rayons lumineux traversent d’abord deux couches transparentes qui sont les couches de cellules ganglionnaires où se trouvent les fibres optiques puis les couches de cellules bipolaires comme on peut le voir sur le schéma ci-dessous.

Schéma montrant les différentes couches de la rétine

Après avoir traversé ces deux couches, les rayons lumineux atteints la couche la plus proche de la choroïde qui est une couche formée de cellules particulières: la couche des photorécepteurs. Les photorécepteurs sont constitués de cellules visuelles en bâtonnets ou en cônes se situant sur la fovéa qui servent à transmettre le message nerveux visuel au cerveau. Le message nerveux se forme au niveau des cellules ganglionnaires et ses prolongements constituent des centaines de fibres optiques du nerf optique. Tel qu’on peut le voir sur le schéma de la structure de la rétine montrant les trajets des rayons lumineux, celles-ci viennent enfin sur la couche de l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) où l’on trouve de la mélanine. La conversion de l'énergie lumineuse se fait par des cellules photoréceptrices sensibles à la lumière qui sont les neurones appelés des cônes et des bâtonnets. Le champ visuel dépend des longueurs d’ondes reçues, parce-que les différents types de cônes ne se trouvent dans le même endroit sur la rétine comme on peut le remarquer sur le schéma ci-dessous.

Le chiasma optique se situe à l’endroit où se croisent les nerfs de l’œil droit et les nerfs de l’œil gauche. Dans ce lieu précis, il y a la moitié des fibres optiques qui s’entrecroisent et passent dans l'hémisphère opposé. Alors chaque hémisphère reçoit des informations visuelles provenant des deux yeux.

Dans le cas d’un individu albinos, la malvoyance est due à la fovéa très pauvre en cônes parce-que l’absence de pigment affecte le développement des cônes et donc cela cause une baisse de l'acuité visuelle. Il y a croisement des axones au niveau du chiasma optique ce qui mène à une projection anormale des deux hémirétines (moitié de la rétine par rapport à l’axe verticale) des deux yeux ce qui entraîne cette fois-ci un autre trouble oculaire qui est le strabisme lié à une mauvaise vision binoculaire. Les anomalies présentes entre l’œil et le nerf optique sont responsables du nystagmus congénital qui se manifeste dès la naissance. La perception des couleurs est habituellement normale mais l'acuité visuelle touchée peut être très grave.

Tel qu’on peut le voir sur le schéma, les fibres optiques s’entrecroisent anormalement allant de façon hasardé dans les hémisphères des yeux.

B) TRANSMISSION DU GENE ALBINOS

Sachant que le gène “albinos” à l’origine de l’albinisme est due au fait que le gène hérité a subi des mutations qui sont liés à des erreurs de réplication d’ADN. Et dans le cas de l’albinisme, qui est ainsi provoqué, d’une mutation génétique affecte la séquence nucléotidique d’ADN ce qui fait de cette mutation une maladie héréditaire sur le mode récessif. On parle également de maladie autosomique. Ce gène muté se transmet par une transmission autosomique récessive dans le cas de l’albinisme oculocu-tané et par une transmission récessive liée au sexe dan le cas de l’albinisme oculaire.

Transmission autosomique récessive:

Transmission récessive liée au sexe:

Dans l’albinisme oculo-cutanée

Nous allons d’abord expliquer en plus détaillé la notion de “récessivité”. L’enzyme de tyrosinase est codée par un gène qu’on note A. Si l’allèle récessif est anormal, qu’on note a, il code une enzyme qui ne sera pas fonctionnelle. On prend l'exemple du couple d’allèles A-a qui fabriquera de la mélanine et serait responsable de la pigmentation. Alors que les homozygotes A-A sont colorés les homozygotes a-a qui sont des allèles anormales sont albinos. Les hétérozygotes A-a sont également colorés comme les homozygotes A-A, du fait que l’allèle a ne s’exprime pas mais A s’exprime, on dit que le gène A est dominant sur son allèle a, qui est aussi dit récessif.

Donc si un individu est hétérozygote tel qu’on l’a précisé précédemment, la personne aura un phénotype sain mais par contre un génotype malade. Pour que la personne soit atteinte d’albinisme il va alors avoir un génotype homozygote a-a. En effet c’est bien la cause de dire que l’albinisme est une anomalie récessive.

Voyons de plus près le cas d’une famille touchée par l’albinisme:

Sur l’arbre généalogique, nous remarquons que les individus touchés proviennent de la génération 2 et 3, nous pouvons ainsi dire que le gène albinos a été transmis de génération en génération, on dit que l’albinisme est une anomalie héréditaire.

En observant, nous constatons que malgré les parents sains de la génération 1, leur enfant de la prochaine génération est atteint d’albinisme. Cela est possible lorsqu’un des parents est hétérozygote, lorsqu’il porte un allèle déficient et un allèle normal. Cependant nous pouvons supposer que les parents sains qui ont un phénotype sain possèdent un allèle albinos récessif et un allèle normal dominant.

Nous avons clarifié au niveau du terme “récessivité” et maintenant nous allons voir en quoi l’albinisme est une anomalie autosomique en s’aidant de l’arbre généalogique. Si les chromosomes sexuels ne sont pas touchés et autant de femmes sont atteints d’albinisme que d’hommes alors on parle de maladie autosomique. Nous pouvons très bien dire dans le cas de l’albinisme oculo-cutanée qu’il touche autant de femmes que d’hommes et nous pouvons aussi en déduire cela d'après l’arbre généalogique où on voit que la femme est autant touchée par l’albinisme que l’homme.

L’albinisme oculo-cutané est la forme totale de l’albinisme qui touche presque le corps entier avec une absence de pigments au niveau des cheveux, de la peau, des yeux qui est provoqué par une mutation du chromosome 11. Il ya quatre types d’albinisme oculo-cutanés existant qui sont dues à des mutations génétiques récessives. L’albinisme oculo-cutané de type 1 et de forme tyrosinase négative, c’est-à-dire l’enzyme ne produit pas de tyrosine pendant la synthèse de mélanine et ce type d’albinisme se caractérise par une hypopigmentation générale définitive qui ne changera pas tout au long de leur vie où le trajet du nerf optique est anormal et s’accompagne de strabisme, qui est un trouble oculaire et qu’on verra dans la suite en plus détaillé, et d’une diminution de la vision. Les mélanocytes sont dépourvus de mélanine et les allèles du gène ne sont pas codés pour la tyrosinase. Puis il existe un deuxième type d’albinisme qu’on appelle albinisme oculo-cutanée de type 2 et celui-ci de forme tyrosine positive parce-que la tyrosine est bien produite dans la synthèse de mélanine et qui entraîne une légère pigmentation au niveau des cheveux qui changent de blanc à blanc doré qui pourrait devenir foncé avec l'âge et les yeux de couleur bleus ou marron clair où l'acuité visuelle a une tendance à s'améliorer avec l'âge également. L’albinisme oculo-cutané de type 3 est également de forme tyrosine positive où la tyrosine est présente dans la synthèse. Et enfin un albinisme de type 4 peut aller d’une hypopigmentation importante sans amélioration voire même à l'âge adulte à une repigmentation possible au fil du temps.

2.Dans l’albinisme oculaire

L’albinisme oculaire est une forme partielle de l’albinisme provoqué par une mutation au niveau du chromosome 15 qui est une maladie congénitale, c’est-à-dire le phénotype albinos est perceptible dès la naissance de l’individu atteint, de transmission sur le mode récessif. L’albinisme oculaire est une condition génétique récessive liée à l’X, essentiellement transmise par les femmes, la cause étant le gène anormal qui est sur le chromosome X. La femme qui a deux chromosomes X ne peut pas transmettre à la descendance même dans le cas où l’un de ces deux chromosomes soient “inactives” parce-que quand l’un des chromosomes X de la femme est désactivé les gènes sur ce chromosomes sont ainsi inactivés. Or les femmes sont porteurs de ce gène muté situe sur l’un des chromosomes X mais ne présentent pas généralement les symptômes de cette anomalie étant donné que la désactivation du chromosome X est improbable et la plupart du temps la moitié des cellules de l’œil ont l’autre chromosome X active ce qui est issu d’une vision normale.

Dans le cas d’un homme qui a un chromosome X et un chromosome Y vu qu’il ne possède qu’un seul X l’anomalie se manifeste à condition qu’il soit hérité d’un chromosome X contenant un gène muté. Un homme ne peut pas passer un des gènes lié à l’X parce qu’à la descendance mâle l’homme passe seulement le chromosome Y. Pourtant, les hommes qui sont touchés par les troubles oculaires qui sont liés à l’X causés par ce type d’albinisme transmettent ce gène de l’anomalie à leurs filles.

Tableau montrant la transmission du gène dans le cas d’albinisme oculaire

Pour résumer tout cela en s’aidant du tableau ci-dessus et d'après nos recherches, nous pouvons dire que si la mère est porteuse de ce gène muté mais pas atteinte et le père possédant le gène déficient sera atteint alors la moitié portera le gène albinos en étant atteinte et l’autre moitié sera seulement porteuse de ce gène en restant saine. Dans le cas des garçons issus de ces parents, la moitié sera saine et l’autre moitié atteinte. Mais si le père est sain alors et la mère porteuse du gène alors la moitié des filles nées seront porteuses du gène et l’autre moitié sera saine. La moitié des garçons nés sera sain et l’autre moitié atteinte ce qui est l’un des cas les plus fréquents.

Si les deux parents sont touchés alors l’enfant sera forcément atteint par l’albinisme. Mais si la mère est atteinte mais pas le père, tous les garçons seront atteints parce qu’à la descendance les garçons sont hérités le gène déficient de la mère. Cependant, les filles sont porteuses de ce gène et il y aura toujours un risque de le transmettre à la descendance.

Lorsque la mère est saine et le père est touché par l’albinisme alors les filles seront porteuses du gène mais saines et les garçons seront sains parce qu’à la descendance mâle les garçons héritent le chromosome Y de leur père et dans ce cas le père étant sain le garçon sera aussi sain.