Signification clinique des variants synonymes dans les troubles neurodéveloppementaux – SynoVar

La prévalence des troubles du neurodéveloppement (TND) est estimée à 1 à 2 % de la population mondiale. Les TND ont une contribution génétique très hétérogène, avec plus d'un millier de gènes identifiés jusqu'à présent dans les formes monogéniques. Malgré l'utilisation répandue du séquençage de l'exome chez les patients, le diagnostic moléculaire fait toujours défaut pour la moitié des cas, du fait notamment de certains variants probablement mal interprétés.
Le projet SynoVar propose de réexaminer la pathogénicité des variants synonymes rares (sSNVs) qui ont été considérés à tort comme silencieux au cours des dernières décennies. Étant donné que chaque codon n'est pas traduit à la même vitesse par le ribosome et que la modification de la vitesse de traduction locale est délétère pour la fonction et la stabilité des protéines, les sSNV pourraient être plus délétères qu'on ne le pensait. Le fait que de nombreux gènes associés aux TND soient sensibles au dosage, les sSNV dans ces gènes pourraient avoir une réelle importance clinique en affectant la quantité de protéines produites. Avec SynoVar, nous soulignons (1) que l'interprétation clinique de tels variants reste extrêmement difficile, en particulier pour ceux qui affectent l'expression des protéines sans altérer les transcrits, et (2) qu’établir un cadre analytique pour identifier les sSNV afin de résoudre un certain nombre d'impasses diagnostiques est nécessaire.
L'objectif de SynoVar est de caractériser la pathogénicité des sSNV dans les TND (1) en évaluant l'impact des sSNV sur la traduction et (2) en ajustant les méthodes informatiques avec des mesures expérimentales de l'abondance de l'ARNt et de l'efficacité de la traduction, afin de prédire les sSNV ayant des effets pathogènes sur la traduction dans les TND. Cette approche sera unique car elle intégrera la quantification de l'abondance des ARNt (tRNA-seq) et de l'efficacité traductionnelle (Ribo-seq) dans trois populations cellulaires distinctes (cellules neuroectodermiques, progéniteurs neuraux et neurones) reflétant les étapes du développement cérébral qui sont affectées dans les TND, et dans diverses lignées cellulaires humaines régulièrement utilisées afin de fournir des recommandations pour les tests fonctionnels de routine.
Le projet SynoVar sera développé selon quatre axes (WP). Le WP1 définira une liste de sSNVs identifiés chez les individus atteints de TND et sélectionnera parmi eux les meilleurs candidats qui seront examinés pour leurs impacts potentiels sur la traduction. En générant des données expérimentales à partir de cellules neuronales dérivées d’iPSC, le WP2 fournira un répertoire sans précédent de l’efficacité de traduction pendant la corticogenèse humaine. Le WP3 fournira une validation fonctionnelle de l'impact sur la traduction des sSNVs dans des modèles cellulaires appropriés et s'assurera qu'ils n'ont pas d'impact sur l'épissage des ARNm. Le WP4 intégrera différentes méthodes de calcul pour prédire pour chaque gène l'impact des sSNVs sur l'optimalité des codons en utilisant une approche multi-niveaux et des données expérimentales spécifiques au cortex produites dans le WP2. Il permettra d'établir un score de pathogénicité pour les sSNVs candidats identifiés chez les patients TND non diagnostiqués (WP1) et d'identifier les modèles cellulaires les plus appropriés pour valider l'impact des sSNVs in vitro.
Dans l'ensemble, SynoVar fournira une preuve de principe qu’un outil de diagnostic innovant permettant d'estimer l'impact cellulaire des sSNV sur la traduction est pertinent pour améliorer le diagnostic des maladies génétiques rares. L'objectif ultime est d'améliorer l'interprétation clinique des sSNV au-delà des défauts d'épissage classiquement étudiés, offrant ainsi de nouvelles perspectives de diagnostic. À long terme, ces travaux contribueront à réduire les erreurs de diagnostic et à améliorer la prise en charge des patients souffrant de maladies génétiques rares.