Late-onset expression of an autoinflammatory disease: Identification and functional characterization of a mosaic variant in NLRC4

Expression tardive d’une maladie autoinflammatoire : identification et caractérisation fonctionnelle d’une variation de NLRC4 en mosaïque

Farah Diab (1) , Camille Louvrier (1, 2) , Marc Fabre (3) , Mira Rabbaa (1) , Aphrodite Daskalopoulou (1) , Eman Assrawi (1) , Rahma Mani (1) , Quentin Brandao (1) , Romain Levergeois (1) , Angela Arenas (1) , Florence Dastot Le Moal (2) , William Piterboth (2) , Frédéric Lézot (1) , Sonia A Karabina (1) , Serge Amselem (1, 2) , Irina Giurgea (1, 2)

1 U933 - Maladies génétiques d'expression pédiatrique
2 CHU Trousseau [APHP]
3 Groupe hospitalier nord [Bourgoin-Jallieu]

Increased plasma levels of the pro-inflammatory cytokines IL1β, TNFα, IL6 and IL18 during flares, with sustained elevated levels of IL18 during patient's remission The p.Thr133Ile NLRC4 variation induced increased inflammasome activation The p.Thr133Ile NLRC4 variant activated the NFκB pathway Clinical Features The patient is a 28-year-old man with a chronic psychosis since the age of 18 who has been experiencing: Conclusion In this study, we identified a novel mosaic variation of NLRC4 in an adult patient with an autoinflammatory disease. Functional studies demonstrated the gain-of-function pathogenic effect of the identified variation on inflammation. NLRC4 acts as an adaptor protein that is recruited by NAIP to initiate the formation of the NLRC4-NAIP inflammasome upon recognition of bacterial elements. The NLRC4-NAIP inflammasome requires the adaptor protein ASC (apoptotic speck protein containing a CARD) to recruit the caspase-1 protease, which cleaves the pro-interleukins (pro-IL1b and pro-IL18), resulting in the production of their active forms (IL1b and IL18) and triggering the inflammatory response.

Introduction. Les maladies autoinflammatoires (MAI) débutent en règle dans l'enfance par des crises fébriles spontanément résolutives, accompagnées d'une inflammation de la peau, des séreuses et des synoviales. Les mécanismes physiopathologiques touchent les facteurs de l'immunité innée, tels que les inflammasomes qui sont des complexes multiprotéiques impliqués dans l'activation des voies de l’inflammation. NLRC4, qui code pour un composant essentiel de l’inflammasome NLRC4, a été impliqué dans des formes très rares et sévères de MAI survenant majoritairement chez l’enfant et caractérisées le plus souvent par une entérocolite et pouvant se compliquer d’un syndrome d’activation macrophagique (SAM). Seules 2 variations en mosaïque ont été rapportées chez des patients adultes. L’objectif de cette étude était d’identifier les bases moléculaires d’une MAI ayant débuté à l’âge adulte par des crises inflammatoires sévères associant une fièvre élevée et des douleurs articulaires et abdominales sans syndrome d’activation macrophagique. Méthodes. L’ADN génomique leucocytaire du patient a été analysé par le séquençage (NGS) profond (1100 X) d’un panel de gènes de MAI. L’évaluation fonctionnelle de la variation identifiée dans NLRC4 a été réalisée après expression de la protéine recombinante correspondante dans une lignée HEK293T exprimant différent partenaires protéiques (ASC et Caspase1) permettant la détection d’agrégats (« specks ») témoins de l’activation de l’inflammasome NLRC4, et transfectée par un gène rapporteur de la voie NF-kB. Les taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires ont été déterminés par ELISA. Résultats. Le patient, un jeune homme de 23 ans, présentait une psychose non étiquetée depuis l’âge de 19 ans. Depuis ses 21 ans, des crises inflammatoires sévères sont rapportées sans qu’un lien direct entre la maladie psychiatrique et les crises inflammatoires n’ait pu être établi. L’étude NGS par séquençage profond a montré l’existence d’une variation en mosaïque de NLRC4, c.398C>T p.(Thr133Ile), l’allèle muté étant représenté à 5% au sein de l’ADN leucocytaire. L’étude de l’impact de la variation p.(Thr133Ile) sur la voie NF-kB a révélé une augmentation significative de l'activité NF-kB dans les cellules exprimant la forme mutée de la protéine par rapport à celles exprimant la forme sauvage. Comparée à l’impact de la version normale de NLRC4 sur la formation de specks, la variation p.(Thre133Ile) induit une augmentation du nombre de specks. Par ailleurs, la quantification des cytokines pro-inflammatoires a montré des taux plasmatiques élevés de IL18 compatibles avec une activation de l’inflammasome NLRC4. Conclusion. Cette étude a permis d’identifier une nouvelle variation de NLRC4 en mosaïque s’exprimant à l’âge adulte, sans syndrome d’activation macrophagique, et dont l’effet pathogène gain de fonction a été démontré par des études fonctionnelles sur deux voies de l’inflammation.

Mots clés: Maladie autoinflammatoire; immunité; mosaïcisme; inflammation; NLRC4

Domaines: Génétique humaine; Immunologie

Farah Diab, Camille Louvrier, Marc Fabre, Mira Rabbaa, Aphrodite Daskalopoulou, et al.. Expression tardive d’une maladie autoinflammatoire : identification et caractérisation fonctionnelle d’une variation de NLRC4 en mosaïque. Assises de Génétique Humaine et Médicale, Jan 2024, Paris, France. ⟨inserm-04405530⟩