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Carapito R, Konantz M, Paillard C, Miao Z, Pichot A, Leduc MS, Yang Y, Bergstrom KL, Mahoney DH, Shardy DL, Alsaleh G, Naegely L, Kolmer A, Paul N, Hanauer A, Rolli V, Müller JS, Alghisi E, Sauteur L, Macquin C, Morlon A, Sancho CS, Amati-Bonneau P, Procaccio V, Mosca-Boidron AL, Marle N, Osmani N, Lefebvre O, Goetz JG, Unal S, Akarsu NA, Radosavljevic M, Chenard MP, Rialland F, Grain A, Béné MC, Eveillard M, Vincent M, Guy J, Faivre L, Thauvin-Robinet C, Thevenon J, Myers K, Fleming MD, Shimamura A, Bottollier-Lemallaz E, Westhof E, Lengerke C, Isidor B, Bahram S. Mutations in signal recognition particle SRP54 cause syndromic neutropenia with Shwachman-Diamond-like features. J Clin Invest 2017; 127:4090-4103. [PMID: 28972538 DOI: 10.1172/jci92876] [Citation(s) in RCA: 107] [Impact Index Per Article: 15.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/23/2017] [Accepted: 08/10/2017] [Indexed: 12/12/2022] Open
Abstract
Shwachman-Diamond syndrome (SDS) (OMIM #260400) is a rare inherited bone marrow failure syndrome (IBMFS) that is primarily characterized by neutropenia and exocrine pancreatic insufficiency. Seventy-five to ninety percent of patients have compound heterozygous loss-of-function mutations in the Shwachman-Bodian-Diamond syndrome (sbds) gene. Using trio whole-exome sequencing (WES) in an sbds-negative SDS family and candidate gene sequencing in additional SBDS-negative SDS cases or molecularly undiagnosed IBMFS cases, we identified 3 independent patients, each of whom carried a de novo missense variant in srp54 (encoding signal recognition particle 54 kDa). These 3 patients shared congenital neutropenia linked with various other SDS phenotypes. 3D protein modeling revealed that the 3 variants affect highly conserved amino acids within the GTPase domain of the protein that are critical for GTP and receptor binding. Indeed, we observed that the GTPase activity of the mutated proteins was impaired. The level of SRP54 mRNA in the bone marrow was 3.6-fold lower in patients with SRP54-mutations than in healthy controls. Profound reductions in neutrophil counts and chemotaxis as well as a diminished exocrine pancreas size in a SRP54-knockdown zebrafish model faithfully recapitulated the human phenotype. In conclusion, autosomal dominant mutations in SRP54, a key member of the cotranslation protein-targeting pathway, lead to syndromic neutropenia with a Shwachman-Diamond-like phenotype.
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Affiliation(s)
- Raphael Carapito
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Martina Konantz
- Department of Biomedicine, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - Catherine Paillard
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,Service d'Onco-hématologie Pédiatrique, Hôpital de Hautepierre, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Zhichao Miao
- Architecture et Réactivité de l'ARN, CNRS UPR 9002, LabEx NetRNA, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Angélique Pichot
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Magalie S Leduc
- Department of Molecular and Human Genetics, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA.,Baylor Genetics, Holcombe, Houston, Texas, USA
| | - Yaping Yang
- Department of Molecular and Human Genetics, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA
| | - Katie L Bergstrom
- Department of Pediatrics, Hematology-Oncology Section, Texas Children's Hematology and Cancer Centers, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA
| | - Donald H Mahoney
- Department of Pediatrics, Hematology-Oncology Section, Texas Children's Hematology and Cancer Centers, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA
| | - Deborah L Shardy
- Department of Pediatrics, Hematology-Oncology Section, Texas Children's Hematology and Cancer Centers, Baylor College of Medicine, Houston, Texas, USA
| | - Ghada Alsaleh
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Lydie Naegely
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Aline Kolmer
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Nicodème Paul
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Antoine Hanauer
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Véronique Rolli
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Joëlle S Müller
- Department of Biomedicine, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - Elisa Alghisi
- Department of Biomedicine, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - Loïc Sauteur
- Department of Biomedicine, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - Cécile Macquin
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | | | - Consuelo Sebastia Sancho
- Service de Radiologie Pédiatrique, Hôpital de Hautepierre, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Patrizia Amati-Bonneau
- CNRS UMR 6015, INSERM UMR - S1083, MitoVasc Institute, Angers University, Angers, France.,Department of Biochemistry and Genetics, Angers Hospital, Angers, France
| | - Vincent Procaccio
- CNRS UMR 6015, INSERM UMR - S1083, MitoVasc Institute, Angers University, Angers, France.,Department of Biochemistry and Genetics, Angers Hospital, Angers, France
| | - Anne-Laure Mosca-Boidron
- Laboratoire de Cytogénétique, Pôle de Biologie, Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Dijon, Dijon, France
| | - Nathalie Marle
- Laboratoire de Cytogénétique, Pôle de Biologie, Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Dijon, Dijon, France
| | - Naël Osmani
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Olivier Lefebvre
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Jacky G Goetz
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Sule Unal
- Division of Pediatric Hematology, Hacettepe University Medical Faculty, Sihhiye, Ankara, Turkey
| | - Nurten A Akarsu
- Gene Mapping Laboratory, Department of Medical Genetics, Hacettepe University Medical Faculty, Sihhiye, Ankara, Turkey
| | - Mirjana Radosavljevic
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
| | - Marie-Pierre Chenard
- Département de Pathologie, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Fanny Rialland
- Service d'Oncologie et Hématologie Pédiatrique, Hôpital Femmes-enfants-adolescents, CHU de Nantes, Nantes, France
| | - Audrey Grain
- Service d'Oncologie et Hématologie Pédiatrique, Hôpital Femmes-enfants-adolescents, CHU de Nantes, Nantes, France
| | | | | | - Marie Vincent
- Service de Génétique Médicale, Hôpital Femmes-enfants-adolescents, CHU de Nantes, Nantes, France
| | - Julien Guy
- Service d'Hématologie Biologique, Pôle Biologie, CHU de Dijon, Dijon, France
| | - Laurence Faivre
- Service de Génétique, Hôpital d'enfants, CHU de Dijon, Dijon, France
| | | | - Julien Thevenon
- Service de Génétique, Hôpital d'enfants, CHU de Dijon, Dijon, France
| | - Kasiani Myers
- Division of Blood and Marrow Transplantation and Immune Deficiency, The Cancer and Blood Diseases Institute, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Cincinnati, Ohio, USA
| | - Mark D Fleming
- Department of Pathology, Boston Children's Hospital, and
| | - Akiko Shimamura
- Dana-Farber/Boston Children's Cancer and Blood Disorders Center, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, USA
| | | | - Eric Westhof
- Architecture et Réactivité de l'ARN, CNRS UPR 9002, LabEx NetRNA, Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Université de Strasbourg, Strasbourg, France
| | - Claudia Lengerke
- Department of Biomedicine, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland.,Division of Hematology, University Hospital Basel, University of Basel, Basel, Switzerland
| | - Bertrand Isidor
- Service de Génétique Médicale, Hôpital Femmes-enfants-adolescents, CHU de Nantes, Nantes, France.,Laboratoire de Physiopathologie de la Résorption Osseuse et Thérapie des Tumeurs Osseuses Primitives, INSERM UMR - S957, Faculté de Médecine, Nantes, France
| | - Seiamak Bahram
- Laboratoire d'ImmunoRhumatologie Moléculaire, Plateforme GENOMAX, INSERM UMR - S1109, Faculté de Médecine, Fédération Hospitalo-Universitaire OMICARE, Fédération de Médecine Translationnelle de Strasbourg (FMTS), Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,LabEx TRANSPLANTEX, Faculté de Médecine, Université de Strasbourg, Strasbourg, France.,Service d'Immunologie Biologique, Plateau Technique de Biologie, Pôle de Biologie, Nouvel Hôpital Civil, Strasbourg, France
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