Universit Mohammed Premier Facult des Sciences Oujda Master

Université Mohammed Premier Faculté des Sciences Oujda Master physiologie et santé Exome sequencing, puces à l’échelle de génome ( Exemple d’application cancérologie…). Présenté par: Daoudi Nour Elhouda Essalmi Ikram Fardi aziz Pr: N. BOUKHATEM Année universitaire: 2016/2017

Plan: Historique. Généralité. Etapes de séquençage d’exome. Exemples d’applications clinique. Conclusion. 2

Historique 3

Généralité L'exome : • C’est la partie du génome, constituée par les exons. • C'est la partie du génome la plus directement liée au phénotype de l'organisme. • L'exome d'un être humain estimé à 1, 5 % de son génome. • Divers programmes de recherche visent à analyser l'exome d'ensembles d'individus pour recher les variations qui seraient à l'origine de maladies. 4

Généralité L’intérêt de séquençage • Le test clinique de séquençage d’exome est utilisé pour d’exome identifier la cause génétique d'une maladie ou l'invalidité chez un individu. • Ce test analyse les exons d'environ 93‐ 97% de tous les gènes médicalement pertinents dans le même temps et le compare à ceux des personnes en bonne santé pour identifier les modifications de l'ADN qui sont liées à l'état de santé de l'individu. 5

Etapes de séquençage d’exome • Première étape : L’obtention de la liste des variantes identifiées. 1. Le séquençage ne couvre pas tous les exons, et pas avec la même qualité. 2. Les séquences obtenus chez un individu avec celles de référence ne sont pas parfaits. • Deuxième étape : trouver la mutation. 1. La nécessité d’un complexe de filtrage qui joue un rôle dans l’élèmination de certaines variantes. • Troisième étape : bioinformatique-clinique. 6

Etapes de séquençage d’exome 7

Exemples d’applications clinique. Cancer de sein • 5% des cancers du sein sont directement liés à l’héritage de mutations, présentes dans les gènes BRCA 1 ou BRCA 2. • Il s’agit d’un gène codant pour une protéine dont le rôle est d’assurer l’intégrité du génome en réparant l’ADN endommagé. 8

Exemples d’applications clinique. ü Les méthodes classiques présentent des difficultés de la réalisation d’étude familiales et l’identification des nouveaux gènes de prédisposition au cancer du sein. ü Les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) à l’échelle de l’exome ou du génome entier, autorisent l’étude de familles individuelles à la recherche de mutations constitutionnelles privées mais le nombre considérable de variants génétiques identifiés impose leur tri sur des critères de pathogénicité ou de récurrence. üLe génotypage tumoral par puces SNP permet en effet la détection d’haplotype conservés dans des régions récurrentes de LOH communes à plusieurs tumeurs familiales. 9

Etude : La combinaison entre le génotypage tumoral et NGS, a été appliquée à une série de 17 familles avec agrégation de cancers du sein pour lesquelles au moins deux échantillons tumoraux étaient disponibles. Résultats: • Aucun nouveau gène de prédisposition au cancer du sein n’a été identifié mais une mutation délétère constitutionnelle du gène ATM a ainsi été retrouvée, associée à une perte de l’allèle sauvage dans les 2 tumeurs d’une famille BRCAx. • L’analyse de 17 tumeurs du sein supplémentaires provenant de 10 familles avec agrégation de cancers du sein et mutation constitutionnelle du gène ATM, a révélé que l’allèle sauvage d’ATM était fréquemment perdu dans ces tumeurs. 10

les mutations constitutionnelles d’ATM sont impliquées dans des formes familiales de cancer du sein. 11

Exemples d’applications clinique. Obésité syndromique ØLes obésités syndromiques sont des modèles d’obésité sévère à début précoce, associée à une atteinte multi viscérale (retard mental, dysmorphie, atteintes neurosensorielles et/ou endocriniennes).

But de l’étude: Ø Identifier de nouveaux gènes responsables de formes extrêmes d’obésité associées à une déficience intellectuelle, à l’aide de la technique de séquençage d’exome

Comment ? ØLe séquençage d’exome chez huit trios comprenant huit sujets avec obésité sévère à début précoce et retard mental, et leurs deux parents sains. Øle génotypage d’un variant sélectionné chez: ü 43 autres sujets atteints d’obésité syndromique. ü 178 enfants ayant une obésité commune ü 195 sujets témoins non obèses. ØLa réalisation d’étude d’association entre le variant et les phénotypes biocliniques reliés à l’obésité.

Résultats: ü L’identification de onze variant de novo, chez les huit patients atteints d’obésité syndromique, dans des gènes impliqués dans quatre voies physiopathologiques importantes : la neurogénèse, l’excitabilité neuronale/neurotransmission, le remodelage de la chromatine, la fonction ciliaire. üLa sélection d’un variant localisé dans le gène MYT 1 L (myelin transcription factor‐ 1 like), c. C 1054 T, et les porteurs hétérozygote de ce variant, sont atteints d’une obésité sévère associée à une impulsivité alimentaire et des troubles du comportement (agitation et agressivité).

üCe même variant a été détecté à l’état hétérozygote chez six patients sur 43 ayant une obésité syndromique (11, 76 %), 35 enfants sur 178 ayant une obésité commune (19, 66 %) et chez 13 témoins sur 195 (6, 67 %). üLes sujets non porteurs de ce variant avaient plus de probabilité d’avoir un indice de masse corporelle normal.

Exemples d’applications clinique. Syndrome DOOR ØLe syndrome de DOOR est une maladie génétique très rare qui peut être reconnu peu de temps après la naissance. ØDOOR est un acronyme au syndrome, signifie ‘D’ surdité ; ‘O’ onichodystrophie; ‘O’ ostéodystrophie et ‘R’ retardation mentale profonde qui sont les caractéristiques de ce syndrome. Physical features of participants with TBC 1 D 24 mutations

But de l’étude : ØIdentification de la base génétique par le séquençage du plus grand nombre d’exons codant chez des sujets qui sont atteints de syndromes de DOORs

Comment ? Ø 26 familles ont été incluses dans cette étude, à condition qu’elles comprennent au moins un sujet porteur d’au moins trois des cinq principales caractéristiques du syndrome DOOR. Øun séquençage d’exome dans les 17 première familles recrutées ; et une recherche de TBC 1 D 24 par séquençage par technique de Sanger dans les familles suivantes

Résultats: ü identification des mutations du gène TBC 1 D 24 chez 11 sujets provenant de neuf familles • par séquençage d’exome dans sept familles • par séquençage Sanger dans deux familles üIdentification des mutations TBC 1 D 24 chez la moitié de 18 familles comprenant des sujets porteurs des cinq caractéristiques principales du syndrome DOOR. ü 18 individus atteints du syndrome DOOR, issus de 17 familles sans mutations TBC 1 D 24.

les mutations chez TBC 1 D 24 semblent représenter une cause importante du syndrome DOOR, et peuvent être à l’origine de différents phénotypes.

Conclusion Le diagnostic génétique prend de plus en plus d'importance clinique, et le séquençage de l'exome est une technique prometteuse qui sera l'un des premiers tests envisagés pour les maladies d'origine génétique. 22

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