Newswise — By working with individuals suffering from a severe disorder that causes sensory neurons to degenerate, researchers at the University of Montreal Hospital and CHU Sainte-Justine Hospital have discovered how a specific genetic mutation causes their patients’ condition, which in turn has revealed more information about the mechanisms in our bodies which enable us to sense pain. Genetic mutations are mistakes in our genetic code that can either be passed from parents to their children or created when DNA is replicated. Lead author Dr. Jean-Baptiste Rivière published the team’s results in the American Journal of Human Genetics today.
The currently untreatable disorder is called “hereditary sensory and autonomic neuropathy type II.” It starts during early childhood and is characterized by a loss of perception of pain, touch and heat. Because affected individuals are unable to react to pain and protect themselves, they often develop ulcers that can become infected, leading to amputation of the affected body part. By working with their international colleagues under the direction of the University of Montreal’s Dr. Guy Rouleau, the research team was able to pinpoint how the disorder is related to the patients’ genetic code.
“After showing that the WNK1/HSN2 protein interacts with the KIF1A gene, we were able to go back to the cohort of patients and identify mutations of the KIF1A gene,” Rivière said. “The study results will be of immediate benefit to HSAN2 patients, as the identification of this new gene has made it possible to provide valuable genetic testing to assess the risk or the cause of the disease in individuals at risk or presenting the disease.” While the genetic mutation affects very few people, the knowledge that the researchers have gained is applicable to everyone. Scientists know the different parts of our genetic code, but they don’t know how every single specific gene contributes to the functioning of our bodies. When a gene does not function properly due to a mutation, the resulting disorder can provide insight into its normal role. These findings provide clues about the components underlying the transmission of pain signal from sites of injury to the central nervous system.
Researchers may be able to use their new knowledge about the KIF1A gene to develop new pain relief drugs. “Our results not only open the door to a better understanding of this disorder,” Rouleau explained, “they also give us valuable information about the molecular mechanisms involved in pain perception, which is important for the development of new anti-pain drugs.” A future drug might work by modulating interactions between different proteins associated with pain and KIF1A. “Further research could help us to identify other proteins that are transported by KIF1A or that interact with it, and that will help to better refine our understanding of pain mechanisms,” noted Dr. Patrick Dion, who also contributed to the research.
The identification of KIF1A was performed in Rouleau’s laboratory in collaboration with investigators from Australia, Belgium, United Kingdom, and Iran. This work was funded by the Canadian Institutes of Health Research.
About the study: “The axonal transporter of synaptic vesicles KIF1A is mutated in hereditary sensory and autonomic neuropathy type 2.” Authors: Jean-Baptiste Rivière, Siriram Ramalingam, Valérie Lavastre, Masoud Shekarabi, Sébastien Holbert, Julie Lafontaine, Myriam Srour, Nancy Merner, Daniel Rochefort, Pascale Hince, Rébecca Gaudet, Anne-Marie Mes-Masson, Jonathan Baets, Henry Houlden, Bernard Brais, Garth A. Nicholson, Hilde Van Esch, Shahriar Nafissi, Peter De Jonghe, Mary M. Reilly, Vincent Timmerman, Patrick A. Dion, Guy A. Rouleau.
The University of Montreal and the University of Montreal Hospital are known officially as Université de Montréal and Centre hospitalier de l’Université de Montréal, respectively.About the researchers:• Dr. Guy Rouleau, M.D., PhD, Professor, Faculty of Medicine, Université de Montréal, Director of the CHU Ste-Justine Research Centre, Investigator at the Research Centre of the Centre hospitalier de l’Université de Montréal.• Dr. Jean-Baptiste Rivière, Ph.D., Faculty of Medicine, Université de Montréal• Dr. Patrick Dion, Ph.D., Research associate, Faculty of Medicine, Université de Montréal
SOUS EMBARGO JUSQU'À MIDI, HEURE DE L'EST, LE 4 AOÛT 2011 MONTRÉAL, le 11 août 2011 – En travaillant avec des personnes souffrant d'un trouble grave qui entraîne la dégénérescence des neurones sensoriels, des chercheurs du Centre hospitalier de l'Université de Montréal et du CHU Sainte-Justine ont découvert comment la mutation d'un gène spécifique cause la condition de leurs patients, ce qui a dévoilé certains mécanismes qui nous permettent de ressentir la douleur. Les mutations génétiques sont des erreurs de notre code génétique qui peuvent être soit transmises des parents à leurs enfants, soit créées lorsque l'ADN se reproduit. Jean-Baptiste Rivière, auteur principal, publie aujourd'hui les résultats obtenus par l'équipe dans American Journal of Human Genetics.Présentement incurable, ce désordre s'appelle neuropathie sensitive et autonomique de type 2. Il se manifeste chez le jeune enfant et est caractérisé par une perte de la perception de la douleur, du toucher et de la chaleur. Parce que les personnes atteintes sont incapables de réagir à la douleur et de se protéger, elles développent souvent des ulcères qui peuvent s'infecter, ce qui mène à l'amputation de la partie du corps touchée. En travaillant avec des collègues internationaux sous la direction du docteur Guy Rouleau de l'Université de Montréal, l'équipe de recherche a pu déterminer comment le trouble est relié au code génétique des patients.« Après avoir démontré que la protéine WNK1/HSN2 interagit avec le gène K1F1A, nous avons pu retourner examiner la cohorte de patients et identifier des mutations du gène K1F1A », a déclaré monsieur Rivière. « Les résultats de l'étude profiteront immédiatement aux patients atteints de neuropathie de type 2, puisque l'identification de ce nouveau gène fait qu'il est maintenant possible d'effectuer un test génétique valable permettant d'évaluer le risque ou la cause de la maladie chez les personnes à risque ou atteintes. » Bien que la mutation génétique touche très peu de personnes, les connaissances que les chercheurs ont acquises s'appliquent à tous. Les scientifiques connaissent les différentes parties de notre code génétique, mais ils ne savent pas comment chaque gène spécifique contribue au fonctionnement de notre corps. Quand un gène ne fonctionne pas correctement en raison d'une mutation, le désordre qui en résulte peut fournir un indice sur son rôle normal. Ces découvertes fournissent des indices sur les composantes responsables de la transmission du signal de douleur à partir de la blessure jusqu'au système nerveux central. Les chercheurs pourraient utiliser leurs nouvelles connaissances sur le gène K1F1A pour mettre au point de nouveaux médicaments de soulagement de la douleur. « Nos résultats ouvrent non seulement la porte à une meilleure compréhension de ce désordre », a expliqué le docteur Rouleau, « mais ils nous donnent des renseignements précieux sur les mécanismes moléculaires jouant un rôle dans la perception de la douleur, ce qui est important pour la mise au point de nouveaux médicaments contre la douleur. » Un futur médicament pourrait fonctionner en modulant les interactions entre différentes protéines associées à la douleur et au gène K1F1A. « Des recherches plus approfondies pourraient nous aider à identifier d'autres protéines transportées par le K1F1A ou qui interagissent avec lui, et cela aidera à mieux raffiner notre compréhension des mécanismes de la douleur », d'ajouter le chercheur Patrick Dion, qui a lui aussi contribué aux travaux.L'identification du K1F1A a été réalisée dans le laboratoire du docteur Rouleau en collaboration avec des chercheurs d'Australie, de Belgique, du Royaume-Uni et de l'Iran. Ces travaux étaient financés par les Instituts de recherche en santé du Canada. À propos de l'étude : « Le transporteur axonal des vésicules synaptiques K1F1A mute en neuropathie sensitive et autonomique héréditaire de type 2. » Auteurs : Jean-Baptiste Rivière, Siriram Ramalingam, Valérie Lavastre, Masoud Shekarabi, Sébastien Holbert, Julie Lafontaine, Myriam Srour, Nancy Merner, Daniel Rochefort, Pascale Hince, Rébecca Gaudet, Anne-Marie Mes-Masson, Jonathan Baets, Henry Houlden, Bernard Brais, Garth A. Nicholson, Hilde Van Esch, Shahriar Nafissi, Peter De Jonghe, Mary M. Reilly, Vincent Timmerman, Patrick A. Dion, Guy A. Rouleau.À propos des chercheurs :• Guy Rouleau, M. D., Ph. D., professeur, Faculté de médecine, Université de Montréal, directeur du Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, chercheur au Centre de recherche du Centre hospitalier de l’Université de Montréal;• Jean-Baptiste Rivière, Ph. D., Faculté de médecine, Université de Montréal;• Patrick Dion, Ph. D., associé de recherche, Faculté de médecine, Université de Montréal.
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