Apports de la génétique au diagnostic des - chu

Neuropsychiatrie de l’enfance et de l’adolescence (2016) 64, 395—401
Disponible
en
ligne sur
ScienceDirect
www.sciencedirect.com
MISE AU POINT
Apports de la génétique au diagnostic des
troubles
du spectre autistique
Genetic approaches
in autism spectrum disorders
C.
Demilya,∗, M. Assoulineb, N. Boddaertc, G. Barciad,
C.
Besmonde, A. Poissona, D. Sanlavillef, A. Munnichg
aCentre
de dépistage et de prises en charge des troubles psychiatriques d’origine génétique,
centre
de neuroscience cognitive, UMR 5229, CNRS et université Claude-Bernard Lyon 1,
centre
hospitalier le Vinatier, 69677 Bron cedex, France
bAssociation
l’Élan Retrouvé, 75009 Paris, France
cInserm
U1000, service de radiologie pédiatrique, institut Imagine,
hôpital
Necker—Enfants-Malades, université Paris-Descartes, 75014 Paris, France
dDépartement
de neurologie pédiatrique, centre de référence épilepsies rares,
hôpital
Necker—Enfants-Malades, 75014 Paris, France
eLaboratoire
de génétique translationnelle, Inserm UMR-1163, institut Imagine, 75014 Paris,
France
fLaboratoire
de cytogénétique, centre de recherche en neurosciences de Lyon, centre de
référence
des anomalies du développement, Inserm U1028, UMR CNRS 5292,
université
Claude-Bernard
Lyon 1, 69000 Lyon, France
gInserm
UMR-1163,
institut Imagine, hôpital Necker—Enfants-Malades,
université
Paris-Descartes-Sorbonne,
75014
Paris, France
MOTS CLÉS
Troubles spectre
autistique
;
Déficience
intellectuelle
;
Phénotype
comportemental
;
Génétique
;
Syndromes
microdélétionnels
;
CGH
Array ;
Panel
de gènes ;
Résumé
La génétique des troubles du spectre autistique (TSA) a longtemps été limitée à
une
approche relevant purement de la recherche et peu de cliniciens en percevaient l’intérêt
concret
pour leurs patients. L’arrivée des nouvelles techniques moléculaires a révolutionné la
génétique
des TSA et cette approche fait aujourd’hui partie de la pratique clinique courante.
En
effet, il est désormais possible de poser un diagnostic étiologique et de proposer dans de
nombreux
cas un conseil génétique singulier pour une famille. Le travail de lien mené depuis
les
années 1990 entre le service de génétique de l’hôpital Necker à Paris et l’association l’Élan
Retrouvé
a permis de déployer un vaste programme de diagnostic étiologique des TSA compre-
nant
trois niveaux d’approche : standard (recherche des anomalies de l’X et caryotype de haute
résolution
ou
CGH Array), avancé (puces de reséquenc¸age ou panel de gènes) et de recherche
(exome).
La combinaison
de ces trois approches permet de poser un diagnostic étiologique
dans
35 à
40 % des TSA, la plupart des remaniements retrouvés étant de novo, c’est-à-dire non
∗Auteur
correspondant.
Adresses
e-mail
: [e-mail], [email protected] (C. Demily).
http://dx.doi.org/10.1016/j.neurenf.2016.07.002
0222-9617/©
2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.

396 C. Demily et al.
Exome
;
Mutations
de
novo
hérités des parents. Il n’est donc pas exclu de penser qu’un jour, chaque enfant bénéficiera
d’un
diagnostic et recevra un traitement médicamenteux personnalisé. Le fait de poser un
diagnostic
permet de comprendre les symptômes présentés par l’enfant mais s’avère aussi
souvent
un immense soulagement pour les familles.
©
2016
Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.
KEYWORDS
Autism spectrum
disorders;
Intellectual
deficiency;
Behavioral
phenotype;
Genetics;
Microdeletional
syndromes;
CGH
Array;
Gene
panel;
Exome
sequencing;
De
novo mutations
Abstract The
genetics of autism spectrum
disorders (ASD)
has long been limited to a research
approach
and
few clinicians
perceived the concrete interest for
their
patients. The arrival of
new
molecular techniques has revolutionized genetics of ASD and this approach is now part of
routine
clinical practice. Indeed, it is now possible to determine an etiologic diagnosis and in
many
cases to offer a unique genetic counseling for families. The work conducted since the
1990s
between the genetics department of Necker Hospital in Paris and the association ‘‘l’Élan
Retrouvé’’
helped deploy a broad ASD etiologic diagnosis program. This program includes three
levels
of approach: standard (searching abnormalities of the X chromosome and high resolution
karyotype
— CGH Array), advanced (gene panel testing) and research (exome sequencing). The
combination
of these three approaches helps to diagnose a rare genetic disease in 35 to 40%
of
ASD. The majority of the found mutations or rearrangements occurs de novo and is not
inherited
from the parents. It is not excluded that one day, every child will receive a diagnosis
and
a personalized treatment. Having a diagnosis leads to understand the symptoms presented
by
the
child. It is also a huge relief for families.
©
2016 Elsevier Masson
SAS.
All rights reserved.
Introduction
Les
troubles du spectre autistique (TSA) sont associés à une
altération
du fonctionnement cognitif comprenant :
•des
troubles des interactions sociales ;
•des
troubles de la communication ;
•des
comportements stéréotypés et des intérêts restreints.
Cette
triade,
décrite par Lorna Wing [1], s’observe dans
la
petite enfance parfois après une phase de développe-
ment
normal (on parle alors de régression). Les premières
descriptions
cliniques des TSA remontent aux années 1940.
Leo
Kanner
en 1943 [2] aux États Unis et Hans Asperger [3]
en
1944 en Autriche ont fourni les premières descriptions
de
l’incapacité
innée de construire des liens affectifs avec
autrui.
Les
études épidémiologiques menées dans les TSA
révèlent
une prévalence de 1 % de la population générale
[4] avec une atteinte préférentielle des garc¸ons (sex-ratio
de
4/1, de 6/1 pour le syndrome d’Asperger). Cette pré-
valence
a fortement augmenté ces dernières années alors
qu’une
distinction claire est faite entre les symptômes qui
rentrent
dans le cadre des TSA et ceux qui relèvent de
la
déficience intellectuelle [5]. Des critères diagnostiques
moins
restrictifs, l’augmentation de l’âge parental, des
facteurs
environnementaux tels que la prise de certains
traitements
durant la grossesse ou les conséquences de
la
pollution pourraient être des facteurs explicatifs de
l’augmentation
du nombre de personnes atteintes [6].
En
pratique pédopsychiatrique, le diagnostic de TSA est
basé
sur un entretien avec les parents : l’ADI-R (Autism
Diagnostic Interview-Revised, [7]) et sur une évaluation de
l’enfant,
l’ADOS basée sur des jeux impliquant la réciprocité
afin
de juger de la qualité des relations interpersonnelles
(Autism
Diagnosis Observation Schedule, [8]).
La
génétique de l’autisme a longtemps été limitée à
une
approche relevant purement de la recherche et peu
de
cliniciens en percevaient l’intérêt concret pour leurs
patients.
En effet, la plupart des données portaient sur
de
vastes cohortes et ne mettaient en évidence qu’un fac-
teur
de risque statistique, peu interprétable pour un enfant
donné.
L’arrivée des nouvelles techniques moléculaires a
révolutionné
la génétique de l’autisme et cette approche
fait
aujourd’hui partie de la pratique clinique courante. En
effet,
il est désormais possible de poser un diagnostic étio-
logique
et de proposer dans de nombreux cas un conseil
génétique
singulier pour une famille.
Les TSA : une composante génétique
majeure
Les
études de familles, de jumeaux et d’adoption ont fourni
de
très nombreuses données concernant l’épidémiologie
génétique
des TSA qui pourraient être considérées comme
l’une
des pathologies neurodéveloppementales les plus
influencées
par des facteurs génétiques.
Le
risque de présenter la maladie pour un apparenté du
premier
degré est 5 fois supérieur à celui de la popula-
tion
générale [9]. Le risque est également majoré en cas
de
consanguinité, ce qui est un argument en faveur de
formes
autosomiques récessives de la pathologie. Le taux

Apports de la génétique au diagnostic des troubles du spectre autistique 397
de concordance pour la maladie atteint 80—90 % chez les
jumeaux
monozygotes mais est de 20 % chez les jumeaux
dizygotes
[10].
Il est intéressant de constater que la concor-
dance
entre les
jumeaux monozygotes
n’est pas de 100 %
(il
est également observé le même phénomène dans la
schizophrénie).
Le phénotype « autisme » résulte donc pro-
bablement
d’un système d’expression complexe incluant
des
facteurs génétiques, épigénétiques, environnementaux
et/ou
stochastiques (c’est-à-dire résultant de combinaisons
aléatoires).
Les
TSA pourraient ainsi correspondre dans certains
cas
à
une maladie à hérédité complexe. Ce modèle cor-
respond
à celui d’autres pathologies
comme le diabète
ou
l’hypertension. C’est-à-dire
qu’un même gène de
sus-
ceptibilité
peut avoir des effets multiples (pléiotropie)
et
certaines interactions géniques peuvent être additives
(chaque
gène intervient dans la maladie), ou au contraire
épistatiques
(un
gène n’intervient dans l’expression de la
maladie
qu’à la
condition
qu’un autre gène soit déjà inter-
venu
au préalable).
Les mutations présumées causales de
la
maladie
sont donc
très variables : en taille, en fré-
quence
et en
manifestations
phénotypiques. Ces mutations
ont
un caractère
de novo, c’est-à-dire qu’elles résultent
d’anomalies
durant la
gamétogenèse
et ne sont pas héritées
des
parents.
La
Haute Autorité
de santé
a publié en 2010 des recom-
mandations
sur
la conduite
à tenir
médicale face à un
tableau
de TSA.
Un examen
neuropédiatrique
complet doit
être
systématique,
associé
à un
examen visuel, auditif et
métabolique.
Il est également important qu’une consulta-
tion
soit organisée auprès d’un généticien avec la réalisation
d’un
caryotype de haute résolution.
Le
travail de lien mené depuis les années 1990 entre
le
service de génétique de l’hôpital Necker à Paris et
l’association
l’Élan Retrouvé montre l’intérêt de cette
approche.
Un vaste programme de diagnostic étiologique
des
TSA a pu être déployé sur les différents hôpitaux de jour
de
l’association. L’originalité de ce partenariat réside tout
d’abord
en l’organisation de consultation de génétique sur
site.
C’est en effet le généticien qui vient à la rencontre de
l’enfant
et de sa famille dans son milieu habituel. Dans un
premier
temps de la rencontre, la démarche est expliquée
à
la famille. L’enfant est ensuite examiné soigneusement au
plan
pédiatrique général et neuropédiatrique. La réalisation
d’examens
complémentaires est rarement une urgence dans
ce
cas et la plupart des prélèvements peuvent être différés
et
réalisés au rythme du souhait de l’enfant et de sa famille.
Un
troisième
temps de cette approche est la restitution des
résultats.
La
rencontre d’un généticien dans le contexte d’un hôpi-
tal
de
jour de pédopsychiatrie a pour objectif de répondre
à
4
questions :
•s’agit-il
d’une forme isolée ou syndromique de TSA ?
•s’agit-il
d’une forme familiale ou sporadique ?
•s’agit-il
d’une forme déficitaire ou non ?
•s’agit-il
d’un syndrome génétique connu ?
Pour
pouvoir répondre, trois niveaux d’approche sont
proposés
: standard, avancé et de recherche. L’approche
standard
et systématique comprend, outre les investiga-
tions
génétiques, la réalisation d’une IRM encéphalique
et
d’un EEG avec rythme veille/sommeil. La réalisation
d’IRM
systématiques chez les enfants porteurs d’un autisme
a
révélé des anomalies morphologiques fréquentes [ano-
malies
du lobe temporal : 34 % (pour revue : [11]), de
la
substance blanche : 25 % et dilatation des espaces de
Virchow-Robins
: 7 %], avec possiblement l’existence d’un
effet
genre [12]. Un bilan métabolique doit être systéma-
tiquement
proposé bien que celui-ci
ait le
plus souvent une
faible
rentabilité. Cependant, le fait de poser un diagnostic
de
maladie héréditaire du métabolisme révolutionne
parfois
le pronostic, notamment lorsqu’un traitement
étiologique
est disponible, par exemple dans les syndromes
de
déficit en créatine ou dans les troubles du cycle de
l’urée.
Approche standard : recherche des
anomalies
de l’X et recherche des
variations
du nombre de copies ou CNV
(copy
number variations) par le caryotype
moléculaire
de haute résolution (CGH
Array)
Recherche des anomalies liées à l’X
En raison de la prédominance masculine des TSA, le chro-
mosome
X a très tôt fait l’objet d’attentions particulières
dans
la démarche diagnostique.
Le
syndrome de l’X fragile (causé par l’expansion de la
répétition
CGG en amont du gène FMR1 — Fragile mental
X
retardation 1 — et en aval de son promoteur sur le chro-
mosome
X, la prémutation étant héritée de la mère) et le
syndrome
de Rett ont été les premières affections monogé-
niques
associées aux TSA.
Le
syndrome de Rett (prévalence de 1/10 000), il se
caractérise
de manière quasi pathognomonique par la dispa-
rition
(entre 6 et 30 mois) des mouvements coordonnés de
la
main
avec apparition de mouvements stéréotypés (bat-
tements,
claquements, torsion,
tapotements, automatisme
des
mains à
la bouche. . .). Les troubles de la commu-
nication
et le retrait social apparaissent dans la petite
enfance
avec une altération importante du langage mais
des
phénotypes plus atténués ont été décrits. Ce syn-
drome
atteint préférentiellement
les femmes puisque les
formes
masculines sont le plus souvent très sévères avec
un
polyhandicap qui aboutit souvent au décès précoce
de
l’enfant. Des mutations du gène MECP2 (methyl-CpG
binding
protein 2 — situé sur le bras long du chromo-
some
X) sont impliquées dans la survenue du syndrome
mais
aussi de certaines formes de déficience intellectuelle,
d’encéphalopathies
ou de syndrome d’Angelman atypique
[13].
Recherche
des variations du nombre de
copies
Les formes syndromiques de TSA peuvent aussi être
liées
à la présence d’une variation du nombre de copies
de
l’ADN (CNV pour copy number variation) pénétrant,
et/ou
au dysfonctionnement d’un gène donné. Les CNV
sont
des remaniements génétiques rares (moins de 1 %),

398 C. Demily et al.
qui correspondent à des délétions ou des duplications
de
taille variable, le plus souvent non visibles sur un
caryotype
standard.
Ces variations
intéressent un nombre
variable
de gènes en fonction de leur taille. La forte
homologie
de séquence des répétitions segmentaires
peut
en effet provoquer des recombinaisons homologues
non
alléliques à l’origine de délétions et de duplications
récurrentes.
La
CGH Array (également appelée caryotype moléculaire
ou
analyse chromosomique sur puce à ADN ou encore hybri-
dation
génomique comparative) qui permet l’étude des CNV
(dont
la taille peut être
très petite en fonction de la réso-
lution
de
la puce) a constitué
un premier pas vers une
mise
en
évidence plus
fine des mécanismes génétiques
res-
ponsables
des TSA et correspond à une étape standard de
recherche
diagnostique. La CGH array repose sur une tech-
nique
d’hybridation
génomique comparative. Des séquences
génomiques
(ADN) du
patient et d’un témoin sont marquées
par
un fluochrome
: ces fragments sont appelés « sondes ».
L’ADN
du patient
est généralement marqué par un fluoro-
chrome
émettant dans
le
rouge. L’ADN du témoin est quant
à
lui marqué
par un fluorochrome émettant dans le vert.
Ces
fragments d’ADN
rouge et vert sont co-hybridés en
compétition
sur des
lames
de verres sur lesquels sont dépo-
sées
des fragments
d’ADN correspondantes
à des régions
du
génome.
Un rapport
d’intensité
de fluorescence est cal-
culé
pour chaque
région du
génome
testé. Un traitement
statistique
des
données
est ensuite
réalisé
grâce à des logi-
ciels
dédiés. Le ratio d’intensité des deux fluorochromes
au
niveau d’une région génomique donnée aura une valeur
théorique
proche de 1 (2 copies pour le patient en rouge et
2
copies pour le témoin en vert : 2/2 = 1). En cas de délé-
tion
(perte d’une copie), ce rapport théorique sera de 0,5
(1
copie chez le patients versus deux chez le témoin) et de
1,5
en cas de duplication (1 copie de plus : 3 copies chez le
patient
versus 2 copies chez le témoin). Les résultats sont
donnés
sous forme graphique où un « point » correspond à la
valeur
du ratio d’intensité de fluorescence au niveau d’une
région
du génome. L’ensemble des « points » est positionné
le
long d’un idéogramme représentant un chromosome. En
France,
le réseau AChro-Puce permet de fédérer chaque
plateau
technique avec CGH Array, d’avoir accès à la biblio-
graphie
concernant les puces à ADN et à diverses ressources
et
documents utiles (http://www.renapa.univ-montp1.fr).
Nous
sommes tous porteurs de CNV [14]. Les CNVs sont
classés
à l’aide des bases de données internationales en CNV
pathogène,
CNV
polymorphe (fréquent dans la population
et
sans conséquence phénotypique) et CNV de signification
inconnue
dans l’état actuel des connaissances (on parle
alors
de
VOUS).
C’est dans ce dernier cas qu’il est néces-
saire
de
rechercher ce CNV chez l’un des parents afin de
savoir
si
il
est hérité ou de survenue de novo afin de don-
ner
des arguments supplémentaires pour conclure quant à
sa
pathogénicité, le caractère de novo étant en faveur de la
pathogénicité
du CNV.
Les
stratégies d’étude des CNV ont révélé qu’une large
délétion
ou duplication rare mais très pénétrante pouvait
entraîner
un autisme syndromique dans 25—30 % des cas,
ce
taux correspond donc à la rentabilité diagnostique de
l’approche
standard. La présentation clinique est alors sou-
vent
atypique, associée à des éléments dysmorphologiques
et/ou
une déficience intellectuelle.
À titre d’exemple, la microdélétion 22q11.2 est le syn-
drome
microdélétionnel le plus fréquent dans la population
générale
: 1/4000 naissances [15]. Il s’agit d’une affection
polymalformative
associant de manière variable : une
cardiopathie
congénitale du type conotroncale, une dys-
morphie
faciale, des troubles cognitifs hétérogènes allant
parfois
jusque la déficience intellectuelle, une hypoplasie
du
thymus et des parathyroïdes, une fente palatine ou une
insuffisance
vélaire. La microdélétion 22q11.2 est associée
dans
11 % des cas aux TSA [16].
D’autres
microremaniements sont associés
aux TSA,
comme
le syndrome
de Williams
(12 % de TSA), le syn-
drome
de Smith Magenis (15
%), le syndrome de
Prader
Willi
et le
syndrome d’Angelman
(qui sont des anomalies de
l’empreinte
génomique parentale), la délétion 15q13.3, la
délétion
22q13 (région chromosomique qui contient le gène
SHANK3),
la microduplication 2q23.1 ou la microdélétion
5q14.3.
Cette
liste n’est bien sûr pas exaustive et la généra-
lisation
du caryotype moléculaire dans le bilan standard
de
l’autisme permet de découvrir de très nombreux rema-
niements
impliqués dans l’étiologie des TSA (20 % des cas
environ).
Approche avancée : panels de
reséquenc¸age
ciblés
Lorsque l’étude par CGH Array ne révèle pas de CNV patho-
gène,
il est nécessaire de pousser plus loin les investigations
en
proposant la recherche de formes monogéniques de TSA.
Ces
formes monogéniques sont des diagnostics difficiles à
poser
: de part leur rareté [17], du plateau technique
nécessaire
pour ces diagnostics et en raison du manque de
caractérisation
cliniques de ces syndromes [18]. La plupart
des
gènes associés aux TSA sont impliqués dans les circuits
neuronaux,
en particulier au niveau synaptique. C’est ainsi
que
les gènes stabilisateurs de la synapse, comme la famille
des
neurexines,
des neuroligines et les gènes SHANK ont été
les
premiers à être associés au phénotype « autisme » [19].
Le
service de génétique clinique du centre hospitalier
Necker—Enfants-Malades
en lien avec l’IHU IMAGINE pro-
pose
aujourd’hui dans les TSA et la DI en diagnostic courant,
une
approche
de type étude simultanée à haut débit de
gènes
sur
puces
de reséquenc¸age dédiée (IDFix), d’autres
CLAD
(Centre
labellisés
anomalies du développement) en
France
proposent également ce type d’approche, comme
à
Strasbourg par exemple. Ces examens sont uniquement
prescrits
par les généticiens à l’heure actuelle. Deux cent
cinquante-trois
gènes sont actuellement ciblés par IDFix
(315
transcripts) pour une rentabilité diagnostique d’environ
20
% lorsque la CGH Array est normale.
Le
projet DHOS-PNMR2 piloté par l’IHU IMAGINE a per-
mis
de déterminer une dizaine de gènes préférentiellement
impliqués
dans les formes monogéniques de TSA ou de DI,
qui
sont les suivants : ARID1B, SCN2A, ANKRD11, SATB2, SYN-
GAP1,
DYRK1, GRIN2A, GRIN2B, SHANK3, NLGN3-4.
Outre
le gène SHANK3 qui a fait l’objet de très nom-
breuses
études dans l’autisme [20] notamment pour son rôle
dans
la formation et la maintenance synaptique, le gène
ANKRD11
(ankyrin repeat domain 11) illustre bien l’intérêt

Apports de la génétique au diagnostic des troubles du spectre autistique 399
de cette nouvelle approche. Le syndrome KBG (OMIM
148050),
causé par des mutations de ANKRD11 ou une délé-
tion
de
la région 16q24.3, est un syndrome rare caractérisé
par
un aspect
morphologique cranio-facial
particulier :
visage
ovale, hypertélorisme, pointe du nez bulleuse, phil-
trum
long, macrodontie des incisives. Il associe également
des
malformations du squelette et des mains ainsi qu’une
petite
taille. Les anomalies neurodéveloppementales asso-
ciées
sont essentiellement une déficience intellectuelle,
des
symptômes autistiques ainsi qu’une comitialité [21].
Cependant,
la fréquence de ce syndrome pourrait être
largement
sous-estimée
en raison de la fréquence des
phénotypes
intermédiaires qui associent parfois
des formes
purement
cognitives ou
autistiques et de l’absence
de la
recherche
spécifique de remaniements de ANKRD11 dans
les
TSA.
La
question des phénotypes intermédiaires illustre bien
la
nécessité
de développer dans l’étiologie génétique des
TSA
une approche
biologique
assez systématisée car cette
démarche
ne peut
reposer sur un seul examen clinique, aussi
fin
soit-il.
En effet,
la grande variabilité de l’expression
phénotypique
d’un même
remaniement
et la richesse des
points
d’appel possibles
rendent la démarche clinique sou-
vent
insuffisante.
D’autres
gènes sont
également
des pistes prometteuses.
Des
mutations du
gène GRIN2A
ont été associées récemment
à
un
syndrome très
spécifique associant
une épilepsie à des
troubles
du langage
[22].
Dans
ces tableaux très particu-
liers
d’encéphalopathie,
les
troubles cognitifs
spécifiques
restent
à préciser. Tarabeux et al. [23] ont identifié les pre-
miers
une mutation de novo de GRIN2B chez un patient
porteur
d’un TSA, d’autres mutations ont été décrites
depuis.
Le gène SYNGAP1 code pour une protéine expri-
mée
de manière sélective au niveau cérébral, constitutive
des
récepteurs NMDA. Les souris KO pour SYNGAP1 décèdent
rapidement
après la naissance, soulignant le rôle essentiel
de
la protéine dans le développement précoce. Les souris
porteuses
de mutations de SYNGAP1 présentent des troubles
de
la plasticité synaptique ainsi que des troubles des
apprentissages.
L’approche
par les puces de reséquenc¸age ciblées sur des
gènes
candidats permet plus largement de contourner cer-
taines
difficultés posées par les recherches globales sur le
génome,
notamment la CGH Array (« accidental findings »
c’est-à-dire
trouver ce que l’on ne cherche pas. . ., VOUS. . .).
Cette
approche permet également d’envisager une corréla-
tion
génotype/phénotype beaucoup plus fine, notamment
grâce
à
la collaboration entre pédopsychiatres, neuropsy-
chologues,
neuropédiatres, radiologues et généticiens.
La recherche : séquenc¸age d’exome ou
Next
Generation Sequencing (NGS)
Il est aujourd’hui possible de proposer dans le cadre de la
recherche
(c’est-à-dire non pris en charge dans le cadre
de
l’assurance maladie), la technique de Next Generation
Sequencing
(NGS) pour le diagnostic étiologique d’un TSA.
Plus
d’une décennie après le premier séquenc¸age complet
du
génome humain, l’utilisation des techniques de NGS
est
une véritable révolution pour l’étude de la génétique
humaine, permettant la séquence de l’exome (c’est-à-dire
de
l’ensemble des exons qui codent pour des protéines) qui
constitue
1 % du génome entier [24].
Cette
approche requiert seulement quelques micro-
grammes
d’ADN
qui peuvent être obtenus à partir de
quelques
millilitres de sang périphérique. L’ADN extrait est
ensuite
fractionné, amplifié par une procédure enzymatique
et
soumis à la procédure de séquenc¸age selon la méthode de
Sanger
à l’intérieur d’un automate microfluidique qui peut
gérer
jusqu’à 96 échantillons différents.
Les
données de séquences générées à partir de ces frag-
ments
(environ 5 Giga octets) sont transmises en temps réel
à
un serveur
comportant un algorithme dont le rôle sera de
reconstruire
le génome soumis à
cette procédure en regrou-
pant
les séquences qui se recouvrent partiellement jusqu’à
ce
que toutes les séquences générées aient été organisées
de
manière cohérentes.
Celles-ci
sont
alors accessibles au biologiste généticien
via
une
interface dédiée qui permet de mettre en évidence
des
variants de
séquence d’ADN en fonction du mode de
transmission
de
la
maladie (récessif homozygote ou hétéro-
zygote,
dominant,
lié à l’X ou de novo).
Le
nombre
de variants mis en évidence doit être pon-
déré
en
fonction
de leurs fréquences dans les populations
concernées
et
en fonction
de l’aspect potentiellement délé-
tère
du type
de
variant qui peut être une substitution d’une
base
pour
une autre,
une
insertion ou une délétion. Les
conséquences
peuvent
consister en
un
changement d’acide
aminé
au niveau
de la
protéine,
à la perte ou au gain d’un
exon
au
niveau du
gène
et donc à une perte ou un ajout
d’acides
aminés,
ou encore
à une
terminaison prématurée
de
la séquence protéique produisant ainsi une molécule non
fonctionnelle.
Cette
dernière étape est facilitée par l’utilisation
d’algorithmes
de prédiction de l’aspect délétère d’un
variant.
Cependant, il absolument nécessaire de relativiser
ces
prédictions car deux algorithmes indépendants peuvent
générer
des résultats contradictoires.
La
décision de considérer un variant donné pour son
implication
dans une maladie génétique appartient donc en
final
au généticien qui pourra également s’appuyer sur des
travaux
portant sur la protéine concernée précédemment
effectués
et sur la bibliographie scientifique au sens le plus
large
possible.
Cette
approche d’analyse exomique, maintenant très
fiable,
a permis d’identifier en quelques années un très
grand
nombre de gènes impliqués dans toutes sortes de
pathologies
génétiques. Dans le cas des TSA, de grandes
cohortes
ont pu être analysées et générées de nombreux
résultats
en
des temps très courts [25—27].
La
prochaine étape, déjà utilisée par certains labora-
toires,
consistera
à séquencer la totalité du génome et non
plus
seulement
les parties codantes. Les défis sont ici de
taille
car
il
faut mettre au point et améliorer des outils
bioinformatiques
permettant
de manipuler une masse de
données
cent fois supérieure, de considérer des variants
qui
sont hors des régions codantes (les introns et les
régions
intergéniques), et surtout de pouvoir établir une
relation
fonctionnelle entre un variant nucléotidique situé
à
plusieurs mégabases d’un gène cible, voire sur un autre
chromosome.
À terme, l’avenir de la génétique se situe
donc
dans la résolution des interactions à distance et la