Efficacité du séquençage de l’exome et du génome pour la détection des syndromes non diagnostiqués

Récemment, la technologie de séquençage de nouvelle génération (NGS) a été utilisée efficacement pour la gestion des maladies et la formulation de nouvelles thérapies. Les méthodes de séquençage du génome (GS) et de séquençage de l’exome (ES), toutes deux basées sur le NGS, ont fondamentalement changé le diagnostic des maladies mendéliennes rares.

Malgré le développement de ces technologies innovantes, de nombreuses maladies rares restent non diagnostiquées. Récemment les Revue annuelle de médecine étudierLes scientifiques examinent la littérature existante pour évaluer les développements des techniques GS et ES pour une détection précise des syndromes non diagnostiqués.

Stady : Séquençage de l’exome/génome dans les syndromes non diagnostiqués. Crédit image : FOTOGRIN / Shutterstock

Dépistage des syndromes non diagnostiqués

Les syndromes ou les maladies non diagnostiqués ne peuvent pas être détectés à l’aide de techniques cliniques et de laboratoire standard. De nos jours, il existe une variété de maladies rares/ultra-rares, dont la plupart sont héréditaires en étiologie.

On estime que les maladies rares affectent 1 personne sur 2 000 aux États-Unis. Cependant, environ 7% de la population américaine souffre de maladies rares. Combinées, ces maladies affectent le système de santé général et la société, en plus d’avoir un impact psychologique et social sur les patients.

Les progrès récents des technologies de séquençage génomique ont permis de diagnostiquer environ 50 % des maladies rares. Cette réalisation s’appuie fortement sur les méthodes ES et GS, qui ont changé le scénario de diagnostic de ces maladies rares.

La méthode ES est impliquée dans le séquençage simultané de millions de courts fragments de la région codante, tandis que la méthode GS est impliquée dans le séquençage des régions codantes et non codantes. Sur la base des informations génétiques obtenues grâce à l’approche NGS, les cliniciens peuvent désormais proposer une médecine de précision aux personnes atteintes de maladies rares/rares.

Bien que l’ES soit plus couramment appliquée dans les pratiques médicales en raison de sa capacité à identifier les variantes non codantes et son coût d’application plus faible, la GS a des rendements diagnostiques plus élevés. Un rendement diagnostique plus élevé est obtenu lors de l’application des méthodes ES/GS pour identifier les troubles génétiques associés au système musculo-squelettique, à la vision, à l’ouïe, au système nerveux central, au système cardiovasculaire, à la peau, au système squelettique et à de multiples anomalies congénitales.

Efficacité de l’approche ES/GS pour les syndromes non diagnostiqués

L’application des approches ES et GS a considérablement augmenté la découverte de nouveaux gènes liés à la maladie. Au cours des dernières années, plus de 250 nouveaux gènes liés à des maladies ont été découverts par rapport à l’époque où ces technologies n’existaient pas.

À l’heure actuelle, plus de 4 600 gènes associés aux troubles mendéliens ont été découverts. De plus, il a été prédit que l’ES/GS pourrait détecter environ 10 000 gènes supplémentaires associés aux affections mendéliennes. Notamment, les découvertes actuelles de nouveaux gènes par ES/GS sont de plus en plus associées à des super-troubles.

Les bases de données publiques sans cesse croissantes liées à la technologie NGS ont considérablement amélioré la connectivité internationale. Cette approche est avantageuse car elle a permis l’exploration des phénotypes chevauchants et distincts présents chez les patients VUS. L’application de l’approche ES/GS permet de mieux comprendre la pathogenèse des gènes.

Entre 25 et 30 % des patients diagnostiqués avec ES/GS ont vu un changement dans leur prise en charge médicale. Ces changements sont associés à des traitements spécifiques, à l’éligibilité aux essais cliniques, à une évaluation minutieuse du risque reproductif et à la surveillance de manifestations supplémentaires. Dans certains cas rares, l’analyse ES/GS peut accélérer la formulation d’interventions pronostiques pour les patients atteints de maladies rares.

Défis associés à ES/GS

Malgré les nombreux progrès des technologies ES/GS, une grande partie des personnes atteintes de maladies non diagnostiquées ne reçoivent pas un diagnostic approprié. Cette variance dépend du type de séquençage utilisé et des approches analytiques différentielles entre laboratoires. Par exemple, les laboratoires rejettent souvent les variantes qui ne correspondent pas au phénotype.

Certaines des raisons attribuées à l’incapacité des méthodes ES/GS à diagnostiquer plus de 50 % des maladies rares incluent la prévalence de variantes de signification incertaine (VUS), les limites de la technologie, les interprétations contradictoires et la présence de manifestations de troubles.

VUS est couramment rapporté avec NGS ; Cependant, les preuves de son potentiel pathogène ou bénin font encore défaut. La plupart des VUS codent des variantes d’erreur, ce qui rend plus difficile la prédiction de leurs effets.

Il est également difficile de comprendre l’impact des variantes non codantes et des variantes synonymes. La prévalence de ces variantes présente des défis majeurs dans le diagnostic précis et l’établissement de nouvelles associations de maladies génétiques.

En règle générale, l’appariement des cas, la modélisation animale des variants/gènes et les tests fonctionnels tels que l’ARN-Seq sont utilisés pour l’analyse VUS. Cependant, ces techniques nécessitent des ressources importantes, sont rares en milieu clinique et prennent du temps. Les scientifiques ont également déclaré que les versions phénotypiques des troubles mendéliens sont un autre contributeur aux défis diagnostiques.

Le NGS a également été associé à des limitations techniques concernant la détection de variants spécifiques. Par exemple, l’amplification par PCR fait que les régions riches en GC de l’exome ne sont pas suffisamment amplifiées dans l’ES. Cette limitation peut être surmontée en effectuant une GS sans PCR. Étant donné que le NGS ne peut pas détecter les anomalies épigénétiques, il est possible que des troubles apparemment mendéliens soient passés inaperçus.