Séminaire d’Animation de l’Axe 1 Séminaire d Animation de l Axe 1

Séminaire
Séminaire d
d’Animation
Animation de l
de l’Axe
Axe 1
1
Vendredi 6 décembre 2013 – Rouen
« Le Séquençage de Nouvelle Génération dans le Cancéropôle Nord‐‐Ouest: dans le Cancéropôle Nord
Evolution Résultats projets»
Evolution, Résultats, projets»
PLATEFORMES DE NGS
Diagnostic
0,5‐2 Gb
Recherche
50‐90 Gb
200 300 Gb
200‐300 Gb
Roche
454
Junior
Life
Technologies
Ion Torrent
Proton
Solid
Ilumina
MiSeq
GaIIx
HiSeq
APPLICATIONS DU NGS EN 2013
 Séquençage ciblé par NGS
Sé
iblé
NGS : diagnostic
di
ti
Séquençage d’exomes constitutionnels  Séquençage d’exomes tumoraux
Séquençage de génomes
Séquençage de génomes
Analyse de transcriptomes par RNA seq
APPLICATIONS DU NGS EN 2013
 Séquençage ciblé par NGS :
Sé
iblé
NGS diagnostic +++
di
ti +++
Séquençage d’exomes constitutionnels +++
 Séquençage d’exomes tumoraux ++
Séquençage de génomes ‐
Séquençage de génomes ‐
Analyse de transcriptomes par RNA seq + EXOMES CONSTITUTIONNELS: DONNEES STABILISÉES
Par exome: 34 Mb : 1.2% du
b
d génome total
é
l
20000 SNV (Single Nucleotide
20000
SNV (Si l N l tid Variation) V i ti )
500 SNVs rares (fréquence <0.1%) non répertoriés dans les bases de données
1 SNV de novo avec impact biologique
 Majorité des SNVs à impact biologique survenus < 10000 ans
CARACTERISATION EXTENSIVE PAR ANALYSES D’EXOMES
DES BASES GENETIQUES DES MALADIES MONOGENIQUES
Novembre 2013 : 953 publications
Présentation Présentation
sporadique Pé
Présentation familiale i f ili l
?
?
I.1
?
?
II.2
III.5°
III.6
?
II.5
II.4
??
?
III.4
I.2
?
III.7° III.8°
56
(52)
?
?
?
III.9° III.11 III.12° III.13 III.14 III.15
(51)
II.8°
II.7°
?
?
?
?
III.16° III.17 III.18° III.19 III.22° III.23° III.24°
(48)
(43)
III.25
?
II.9°
?
III.26° III.27° III.28° III.29° III.30° III.31° III.32°
(46)
(41)
(36)
IV.1° IV.2° IV.3
Exomes
soustractifs Exomes comparatifs entre apparentés
Exomes
p
comparatifs entre familles
200000 SNVs
Exclusion des SNVs non géniques, introniques et synonymes : 5000 SNVs
Exclusion des SNVs de dbSNP131 ‐1000 genome project ‐
Exclusion des SNVs de dbSNP131 1000 genome project in house exomes ‐ 5379 exomes
5379 exomes*
500 SNVs non‐synonymes / sites donneurs ou accepteurs d’épissage / indels frameshift
Soustraction des SNVs hérités
Mutations de novo : 1‐2
Genes altérés
par des variations identiques: 20
Gènes altérés en commun
CARACTERISATION EXTENSIVE PAR ANALYSES D’EXOMES
DES BASES GENETIQUES DES MALADIES MONOGENIQUES
Novembre 2013 : 953 publications
Présentation Présentation
sporadique Pé
Présentation familiale i f ili l
?
?
I.1
?
?
II.2
III.5°
III.6
?
II.5
II.4
??
?
III.4
I.2
?
III.7° III.8°
56
(52)
?
?
?
III.9° III.11 III.12° III.13 III.14 III.15
(51)
II.8°
II.7°
?
?
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?
III.16° III.17 III.18° III.19 III.22° III.23° III.24°
(48)
(43)
III.25
?
II.9°
?
III.26° III.27° III.28° III.29° III.30° III.31° III.32°
(46)
(41)
(36)
IV.1° IV.2° IV.3
Exomes
soustractifs Exomes comparatifs entre apparentés
Exomes
p
comparatifs entre familles
200000 SNVs
Exclusion des SNVs non géniques, introniques et synonymes : 5000 SNVs
Exclusion des SNVs de dbSNP131 ‐1000 genome project ‐
Exclusion des SNVs de dbSNP131 1000 genome project in house exomes ‐ 5379 exomes
5379 exomes*
500 SNVs non‐synonymes / sites donneurs ou accepteurs d’épissage / indels frameshift
Soustraction des SNVs hérités
Mutations de novo : 1‐2
Genes altérés
par des variations identiques: 20
Gènes altérés en commun
RELECTURE DE LA COMPLEXITE DU DETERMINISME GENETIQUE DES MALADIES HUMAINES
Age Mutations rares voire privées
i
i é
80%
60%
Maladies monogéniques
Tolé
érance biologique
Risque de
R
e maladie
e
100%
Maladies Oligogéniques
40%
Maladies
Multigéniques
//
1
5
Nombre de variations génétiques
//
100
IDENTIFICATION DE NOUVEAUX GENES DE PREDISPOSITION HEREDITAIRE AUX CANCERS DU SEIN Rare mutations in RINT1 predispose carriers to early‐onset breast cancer
Annual Meeting of the American Society of Human Genetics
,
Boston, 22‐26 Octobre 2013 93 patientes de 49 familles avec cancers du sein multiples Whole exome sequencing
3 mutations de RINT1 (RAD50‐interacting protein)
3
mutations de RINT1 (RAD50 interacting protein)
p.Q115X, p.M378del, D403Y
A l
Analyse
supplémentaire
lé
t i de 798 familles
d 798 f ill avec cancers du sein
d
i multiples lti l
6 rares variants (MAF <0.5%) Analyse de 1313 patientes avec cancer du sein précoce : rare variants de RINT1 dans 23 cas
1123
1123 contrôles
t ôl : rare variants de RINT1
i t d RINT1 dans
d
6
6 cas
OR=3.32, 95%CI (1.31, 10.00); P‐value =0.0040
BASES MOLECULAIRES DE LA RESISTANCE PAR ANALYSE D’EXOMES
Nat Genet. 2013 Dec;45 :1446‐51
University of Michigan
NGS prospectif Mutations somatiques acquises d’ESR1
dans le domaine de liason à l’oestrogène :
Mutations gains de fonctions : activent de façon constitutive le récepteur
Cancer Discov. 2013 Nov 22. [Epub
2013 Nov 22. [Epub ahead of print]
ahead of print]
45 patients avec MM Dana‐Farber Cancer Institute
et mutation
BRAFV600
traités par
inhibiteur de RAF.
vemurafenib
dabrafenib.
Whole‐exomes
sur blocs
Mutations
dans 51% des cas de la voie MAPK
de la voie MAPK :
NRAS, MAP2K1 ,2, MITF
COMPARATIVE ANALYSIS OF PRIMARY TUMOURS
VERSUS METASTASES
Whole exome sequencing of 94 matched brain metastases and paired primary tumors reveals patterns of clonal evolution and selection of driver mutations
Annual Meeting of the American Society of Human Genetics
Boston, 22‐26 Octobre 2013 Every metastasis developed from a single clone
Subclones present in the primary tumor became fully clonal in the metastasis
 In cases of lung cancer or melanoma, with tobacco and UV signatures In cases of lung cancer or melanoma with tobacco and UV signatures
prominent in these primaries and
nearly absent from the mutations acquired after metastasis Actionable mutations are not present in the primary tumoUrs
IDENTIFICATION DE MARQUEURS PERSONNALISES DU CANCER PAR ANALYSE D’EXOMES
30 patientes avec
cancer du sein métastatique
PI3KCA et TP53
et TP53
+ Whole‐exome
N Engl J Med. 2013 Mar 28;368(13):1199
N Engl J Med.
2013 Mar 28;368(13):1199‐209.
209. UK Cambridge Institute UK Cambridge Institute
Mutations
de PI3KCA et TP53
dans 51% des cas Digital PCR
Sensibilité et ampleur
> CA15.3 et CTC
POSITIONNEMENT INTERNATIONAL DE LA FRANCE DANS LE DOMAINE DU NGS
Nombre de publications
Novembre 2013
Maladies génétiques
Cancers
USA
342
158
g
United Kingdom
100
26
China 46
24
Netherlands
43
8
Germany
42
21
France
41
6
DEFICIT FRANCAIS Diagnostic / Recherche Diagnostic
Moyen débit Haut débit I. Analyse ciblée
Capture/amplicons
II. Analyse d’exomes
Réseau des laboratoires spécialisés
ANPGM
Appel à projet DGOS
 Plateformes de génétique somatique des tumeurs
INCa
50‐300 Gb
2 Gb
 Altérations exoniques
de gènes connus
d
dans les maladies rares
l
l d
 Thérapies ciblées
 Altérations exoniques
privées et nouvelles
privées et nouvelles
 Exomes tumoraux
Plate‐formes régionales
Plate‐formes inter‐régionales
DEFICIT FRANCAIS Diagnostic / Recherche Diagnostic
Moyen débit Haut débit I. Analyse ciblée
Capture/amplicons
II. Analyse d’exomes
Réseau des laboratoires spécialisés
ANPGM
Appel à projet DGOS
 Plateformes de génétique somatique des tumeurs
INCa
Besoins
Maladies rares: 10000 exomes par an (2014)
 Cancer: 50000 exomes par an (2016)
50‐300 Gb
2 Gb
 Altérations exoniques
de gènes connus
d
dans les maladies rares
l
l d
 Thérapies ciblées
 Altérations exoniques
privées et nouvelles
privées et nouvelles
 Exomes tumoraux
Plate‐formes régionales
Plate‐formes inter‐régionales
UN MODELE D’ORGANISATION NATIONALE DU NGS :
LE ROYAUME‐UNI
23 centres de génétique : expertise phénotypique territoriale
12000 familles phénotypées
Deciphering
Developmental
Disorders
d
1143 Trios analysés
1 centre national 1
centre national
de séquençage de très haut débit: Wellcome Trust Sanger Institute
Mutation identifiée dans 20% des cas
dans 20% des cas
A
Annual
l Meeting of the American Society of Human
M ti
f th A
i
S i t fH
G ti
Genetics
Boston, 22 Octobre 2013 VERS UNE STRUCTURE NATIONALE DE NGS DE TRES HAUT DEBIT
Diagnostic / Recherche Diagnostic
Moyen débit Haut débit I. Analyse ciblée
Capture/amplicons
II. Analyse d’exomes
Diagnostic / Recherche Très haut débit III. Analyse
d’exomes
d
exomes et de génomes et de génomes
Structure nationale Unique
Pi li
Pipeline commun
Grade diagnostique
Intégrée aux réseaux
Réseau des laboratoires spécialisés
ANPGM
Appel à projet DGOS
 Plateformes de génétique somatique des tumeurs
INCa
50‐300 Gb
2 Gb
Bases génétiques des maladies
 Nouveaux types d’altérations génétiques
Analyse des génomes
Régulations épigénétiques
Régulations épigénétiques
Exomes et génomes tumoraux  Altérations exoniques
de gènes connus
d
dans les maladies rares
l
l d
 Thérapies ciblées
 Altérations exoniques
privées et nouvelles
privées et nouvelles
 Exomes tumoraux
Plate‐formes régionales
Plate‐formes inter‐régionales
Plate‐forme nationale