Technologies alternatives à la recherche de l’haplotype

Télécharger le fichier original (Mémoire de fin d’études)

Discussion et perspectives

L’arrivée des méthodes de quantification du nombre de copies du gène SMN1 comme la QMPSF, a permis de révéler l’existence dans la population générale de sujets porteurs de trois copies du gène, c’est-à-dire ayant un chromosome 5 avec une duplication en cis de ce gène (Chen et al., 1999; McAndrew et al., 1997; Ogino et al., 2001; Rochette et al., 1997; Scheffer et al., 2001; Wirth et al., 1999). Cette considération implique que, dans les familles SMA où une délétion du gène SMN1 est transmise aux apparentés, des sujets ayant 2 copies du gène SMN1 peuvent être porteurs d’un génotype 2+0, non distinguable du génotype 1+1. L’existence de duplications en cis du gène SMN1 dans la population constitue donc un piège majeur pour le conseil génétique de la SMA (Ogino et al., 2002).
Notre étude fait suite aux travaux précédemment réalisés dans les populations juive ashkénaze et espagnole, qui ont révélé une association entre deux variants et des allèles ayant 2 copies du gène SMN1 (Luo et al., 2014; Alías et al., 2018). Il s’agit d’une étude de réplication qui cherche à déterminer si ces résultats peuvent être extrapolés dans la population explorée dans les laboratoires de génétique moléculaire des CHU français : nous montrons que les deux variants y sont également associés à des duplications en cis du gène SMN1 avec une spécificité élevée (Sp = 100 %). De ce fait, c’est un haplotype dont la mise en évidence augmente le taux de détection des hétérozygotes pour la délétion du gène SMN1.
De manière à ne pas biaiser la spécificité du test, nous nous sommes assurés qu’aucun sujet assigné au groupe 1+1 n’ait en réalité un génotype 2+0. Une telle erreur d’assignation aurait en effet pu conduire à détecter les variants 1 et 2 chez des individus considérés à tort comme 1+1, ce qui aurait entrainé un effondrement de la spécificité du test, alors rendu inutilisable pour le conseil génétique. Ainsi, nous n’avons pas inclus au groupe 1+1 les apparentés à un cas-index. En effet, un apparenté à un cas-index atteint de SMA ayant 2 copies du gène SMN1 , parce qu’il a un risque d’avoir hérité la délétion du gène SMN1 familiale a un risque plus élevé d’avoir ses deux copies en cis que des sujets issus de la population générale. Nous avons donc minimisé ce risque en ne sélectionnant que des conjoints d’apparentés, analysés dans le cadre d’un dépistage de couple.
Nous avons limité notre étude aux sujets explorés au CHU de Rouen, mais comme nous l’avons souligné précédemment, la fréquence des allèles porteurs de duplications en cis du gène SMN1 varie de 4 à 8 % en fonction de la population étudiée. Ces allèles sont notamment plus fréquents dans la population africaine (Sugarman et al., 2012), (Luo et al., 2014). L’origine ethnique du patient a donc une incidence sur le taux de détection des sujets 2+0 et est donc à prendre en considération. Nous n’avons pas eu accès à l’origine ethnique des familles étudiées au titre du conseil génétique, ce qui constitue une limite de notre étude. Il serait utile dans des études rassemblant un nombre de sujets suffisamment grand, de stratifier les résultats en fonction de l’origine ethnique des sujets.
Nous avons donc montré que deux variants étaient associés dans la population française à des allèles ayant une duplication en cis du gène SMN1 avec une sensibilité de 17 % et une spécificité de 100 %, que c’est sur ce gène que se situaient ces variants et qu’il n’existe aucune association avec les duplications en cis du gène SMN2. Ces résultats suggèrent l’existence d’un évènement fondateur dans la population africaine ayant conduit à une duplication en cis du gène SMN1 (fréquence allélique 27 % en population africaine (Hendrickson et al., 2009; Sugarman et al., 2012)) sur un allèle porteur par ailleurs des 2 variants que nous avons explorés, NM_000344.3(SMN1):c.*3+80T>G et NM_000344.3(SMN1):c.*211_*212del (fréquences alléliques 27% et 29% respectivement dans la population africaine (https://gnomad.broadinstitute.org/)), constituant un haplotype. La duplication en cis du gène SMN1 serait donc survenue après les variations 1 et 2. Plusieurs évènements à l’origine de duplications en cis du gène SMN1, certains associés aux variants 1 et 2 et d’autres non associés à ces variants, seraient survenus dans la population africaine, expliquant la moindre spécificité de cette association dans cette population. Cet haplotype se serait répandu dans d’autres populations, ayant une moindre diversité d’évènements originels de duplications en cis du gène SMN1. C’est l’importance du « groupe fondateur » qui aurait initialement déterminé la proportion de ces haplotypes. Les prévalences différentes de ces haplotypes dans les différentes popul ations pourraient donc s’expliquer par l’importance de vagues migratoires.
Mis à part dans la population africaine, la recherche des variants chez des individus porteurs de deux copies ou plus du gène SMN1 s’avère informatif et pourrait être intégré à l’analyse moléculaire de la SMA réalisée dans le cadre du conseil génétique. Idéalement, si la sensibilité du test avait été plus importante, il aurait été envisageable d’analyser uniquement l’apparenté sans son conjoint, ou bien l’apparenté puis le conjoint de manière séquentielle, dans le cadre d’un dépistage de couple. Toutefois, au vue de la valeur relativement basse de la sensibilité (17 %), il ne semble pas prudent de se passer de l’analyse simultanée des deux conjoints. En effet, parmi les 25 sujets du groupe 2+0, seulement 5 étaient porteurs des variants. Il y a donc 80 % de faux négatifs. Par conséquent, il s’avère impossible d’utiliser cet haplotype pour trancher sur le statut d’hétérozygote. Cependant, cet haplotype pourrait être utilisé pour affiner le calcul du risque résiduel : chez un apparenté porteur de 2 copies du gène SMN1, le risque résiduel passerait de 10 %, sans effectuer le test de détection des variants, à 6 % si le test est réalisé et que le sujet n’est pas porteur des variants. Il ne serait possible d’analyser uniquement l’apparenté sans le conjoint qu’avec des techniques permettant de caractériser de manière plus certaine les duplications en cis du gène SMN1.
Du fait de la sensibilité insuffisante du test de détection des variants, nous n’envisageons le test de recherche des haplotypes que comme une étape transitoire avant l’arrivée de futures méthodes d’analyse qui permettraient un diagnostic direct de la présence d’une duplication. Pour visualiser ces duplications en cis sur un chromosome, une telle méthode devrait pouvoir permettre de caractériser des fragments d’ADN suffisamment longs pour contenir deux copies en cis du gène SMN1. De tels fragments peuvent être obtenus par extraction via un kit Chromium Genome reagent kit (10X Genomics, Pleasanton, États-Unis).
Après extraction, plusieurs techniques pourraient caractériser la présence de 2 copies de SMN1 sur le même fragment : la PCR digitale, le peignage moléculaire, les technologies Nanopore/Bionano, voire le séquençage à haut débit de reads longs.

Table des matières

Evaluation d’un haplotype associé à la duplication en cis du gène SMN1: utilité pour le conseil
génétique de l’amyotrophie spinale proximale.
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des abréviations
Introduction
Contexte de l’étude
Généralités sur l’amyotrophie spinale proximale
Le conseil génétique de la SMA.
Identification d’un haplotype associé à la duplication en cis du gène SMN1
Objectif de l’étude
Matériel et méthodes
Constitution des sous-groupes analysés
Méthodes
Résultats.
Proportion de variants dans chaque sous-groupe
Absence d’association des variants recherchés à la duplication en cis du gène SMN2.
Performances du test
Discussion et perspectives
Technologies alternatives à la recherche de l’haplotype
Conclusion
Bibliographie.
SERMENT D’HIPPOCRATE
Résumé
Abstract