Amélioration du diagnostic des maladies neurogénétiques par séquençage haut-débit de longs fragments – NRGEN-NGS3

Les maladies neurologiques héréditaires présentent des défis cliniques majeurs de par leur chevauchement clinique et leur grande diversité génétique, conduisant à des parcours diagnostiques complexes. Un mécanisme mutationnel fréquent est la présence d'expansions de répétitions nucléotidiques. Leur prévalence a augmenté et leur recherche doit s’envisager devant plusieurs portes d’entrée clinique dominées par les troubles cognitifs progressifs et les mouvements anormaux. Les approches diagnostiques actuelles reposent sur des analyses génétiques séquentielles suite à de multiples consultations et envois d'échantillons à divers laboratoires locaux ou internationaux. Les progrès récents de la technologie de séquençage de longues lectures d’Oxford Nanopore offrent une voie prometteuse pour l'étude de ces mutations. Notre projet à 2 buts majeurs à la fois pour améliorer le diagnostic mais également identifier de nouveaux gènes ou répétitions nucléotidiques en cause. Notre premier objectif est d'exploiter cette innovation à des fins de diagnostic pour tous les loci connus hébergeant des répétitions de nucléotides impliquées en génétique humaine en une seule expérience, en utilisant un enrichissement via CRISPR-CAS9 qui sera comparé à d’autres stratégies novatrices sur 120 porteurs d'expansions répétées connues, notamment la cartographie optique du génome (Bionano) et la sélection bio-informatique en cours de séquençage (sélection adaptative des lectures). Cet aspect du projet s'appuie sur des résultats préliminaires solides démontrant la faisabilité de notre proposition, et permettra de mieux préciser les compositions de ces répétitions anormales, ce qui est l'apport majeur de cette technologie de dernière génération de séquençage, et donc de mieux définir les seuils et mécanismes pathologiques. Notre second objectif repose sur le fait qu'une grande partie des patients n'a toujours pas de diagnostic moléculaire en neurogénétique. Nous voulons donc découvrir de nouvelles expansions répétitives anormales en utilisant cette technologie sur une seconde cohorte de patients affectés par des maladies neurologiques candidates pour ces répétitions, et pour lesquels les données génomiques n'ont pas révélé de mutations ou d'expansions dans les gènes connus. Nous combinerons une approche de séquençage de longues lectures avec l’analyse en direct de la méthylation, et une approche transcriptomique afin de maximiser les chances d’identifier de nouveaux gènes/répétitions. Leur implication sera validée par des approches génétiques (cohorte de réplication, étude de ségrégation) et des approches de biologie cellulaire in vitro (surexpression, invalidation de gènes) afin d'identifier les mécanismes à l'origine du phénotype clinique. Le consortium s’appuie sur une sélection de 38 familles candidates dont les prélèvements sont déjà acquis.
Ce projet répond à des besoins essentiels en pratique clinique (amélioration du diagnostic et découverte de nouveaux gènes associés aux répétitions nucléotidiques), ouvrant sur une meilleure compréhension des mécanismes du dysfonctionnement du système nerveux. Enfin, il promet de faire progresser notre compréhension des expansions génomiques répétées et d’offrir des perspectives nouvelles sur ces affections neurologiques complexes. Le consortium (3 équipes) qui s’engage dans ce projet a déjà identifié 25 nouveaux gènes en neurogénétique par le passé et dispose de l’expertise nécessaire sur tous les aspects proposés (séquençage de longues séquences et analyse du méthylome, cartographie optique du génome, transcriptomique, bioinformatique, biologie cellulaire). Les trois équipes sont également fortement impliquées dans la diffusion des résultats scientifiques auprès des patients et des organisations non professionnelles.