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Génétique

01 juil 2021

Tout ce que vous devriez savoir sur les examens génétiques en pédiatrie

Jonathan LEVY, Hôpital Robert-Debré, Paris
Tout ce que vous devriez savoir sur les examens génétiques en pédiatrie

Au cours des 20 dernières années, l’évolution des outils technologiques en génétique s’est accompagnée d’une révolution dans les connaissances, notamment en ce qui concerne les pathologies neurodéveloppementales et malformatives. Ces affections s’expriment très tôt durant l’enfance indiquant la réalisation d’un examen génétique en pédiatrie.

Pourquoi réaliser un examen génétique en pédiatrie ? Outre le caractère diagnostique, nommer la maladie génétique permet de proposer un traitement symptomatique ou étiologique, d’établir un pronostic, un suivi et une surveillance adaptée. Il permet également de fournir un conseil génétique et d’orienter les parents vers des associations de malades. Comment réaliser un examen génétique en pédiatrie ? En pratique, il est interdit de prescrire un examen génétique chez un mineur asymptomatique. Celui-ci doit être réalisé sur une indication clinique précise. À la naissance, il peut s’agir d’une hypotonie, une dysmorphie ou d’un syndrome malformatif ; plus tard au cours du développement, l’examen génétique peut être indiqué pour un décalage des acquisitions ou un retard psychomoteur. Seule exception : un examen génétique n’est prescrit chez un mineur que lorsque le bénéfice (pour lui ou sa famille) est évident et indispensable immédiatement. S’il n’est pas réalisé à cet âge, il sera recommandé de le lui proposer à partir de sa majorité. La feuille de prescription précise l’analyse demandée (caryotype, FISH, séquençage ciblé, etc.), les données familiales (identité des parents) et les renseignements cliniques indispensables à l’interprétation des résultats. Le consentement doit préciser la nature et l’indication du test et être signé par les titulaires de l’autorité parentale ou par le tuteur. Quels sont les interlocuteurs à privilégier en génétique ? Dans le cadre d’une évaluation clinique, il est possible de s’adresser à des conseillers en génétique, à un médecin généticien ou tout asymptomatique” praticien justifiant d’une expérience dans la pathologie génétique en question. Dans le cadre d’un avis sur un résultat en cytogénétique (caryotype, FISH ou puce à ADN) ou en génétique moléculaire (séquen- çage de gènes, panels de gènes), un avis peut être directement demandé au biologiste en charge de l’examen. Quels sont les différents types d’anomalies génétiques ? Macroremaniements génomiques : anomalies cytogénétiques On distingue les anomalies de nombre des chromosomes comme les trisomies (21, 18, et 13), mono- somie X ou syndrome de Turner des anomalies de structure des chromosomes. Ces dernières correspondent à des variations de la structure chromosomique pouvant être équilibrées ou déséquilibrées et associées à une perte ou un gain de matériel chromosomique. La grande majorité des remaniements structuraux équilibrés sont sans conséquence phénotypique pour le porteur. Il peut s’agir d’inversions, d’insertion ou de translocation réciproque ou roberstonienne. Les variations de structure déséquilibrées sont associées à une perte ou un gain de matériel génomique et comprennent les indels (insertion-délétion) remaniements < 1 kb ou les CNVs (pour Copie Number Variation) remaniements > 1 kb. Les CNVs désignent le nombre de copies d’une région chromosomique, variable entre les individus de la même espèce. Il peut s’agir de gain ou perte de matériel génétique, allant de quelques kb à plusieurs Mb, ces séquences pouvant contenir ou non des gènes. Ces variations représentent une part importante de la variabilité individuelle au sein des espèces et sont estimées à 12 % du génome humain. Elles peuvent avoir un impact sur le phénotype des patients ou simplement contribuer au polymorphisme de notre espèce. Microremaniements génomiques : anomalies génétiques Le génome humain contient environ 20 000 gènes codants. Ces gènes contiennent l’information pour la synthèse des protéines de notre organisme assurant différentes fonctions biologiques. Le gène étant constitué de séquences codantes (exons) et de séquences non codantes (introns) pour une protéine donnée (figure 1). D’autres pathologies géniques existent comme des pathologies épigénétiques, des maladies par expansion de triplet, etc. Elles font l’objet d’une analyse génétique spécifique faite dans un laboratoire spécialisé. Figure 1. Structure d’un gène. Comment nommer les variations génomiques ? Les variants ou variations de séquence permettent de désigner une différence entre la séquence observée à l’échelle d’un individu et la séquence de référence, sans préjuger des conséquence phénotypiques ou fonctionnelles. Ces variants ou variations de séquence vont de l’altération nucléotidique simple (substitutions, insertions, délétions) à des altérations génomiques impliquant plusieurs dizaines, voire des millions de nucléotides. Ces variations génomiques correspondent à des indels, des expansions de répétitions de nucléotides ou à des variations de structures déséquilibrées correspondant à des micro- ou macroremaniements génomiques. À l’exception des anomalies chromosomiques, ces variations génomiques sont très souvent non pathogènes (tableau 1). Quelles analyses génétiques prescrire en pratique ? Examens génétiques ciblés Il est possible de réaliser des examens génétiques ciblés si le phénotype de l’enfant est suffisamment spécifique pour évoquer un diagnostic génétique. Dans la recherche d’anomalies chromosomiques ciblée, il est possible de réaliser une FISH (hybridation in situ en fluorescence), technique permettant de mettre en évidence des signaux d’hybridation dans des loci précis. Dans le cadre d’une trisomie 21, l’utilisation d’une sonde spécifique du chromosome 21 permet de mettre en évidence trois signaux d’hybridation en rapport avec le diagnostic (figure 2). Figure 2. Exemple d’un noyau porteur de trois signaux spécifiques du chromosome 21 (en rouge). Dans le cadre de pathologies géniques, il est recommandé de prescrire un séquençage du ou des gènes (panel de gènes) impliqués dans le phénotype de l’enfant dans un centre de référence (cf. Orphanet). Il est possible de prescrire un panel pour la défi- cience intellectuelle par exemple, permettant d’étudier de manière simultanée des dizaines, voire des centaines de gènes au cours d’une même analyse. Examens génétiques pangénomiques Actuellement, les études génétiques se concentrent sur l’utilisation d’approches pangénomiques en raison de l’hétérogénéité génétique des maladies neurodéveloppementales et malformatives incluant l’analyse chromosomique par puces à ADN (ACPA) et, plus récemment, de techniques de séquençage de nou- velle génération utilisant des panels de gènes étendus, l’étude de l’exome ou du génome. Le caryotype est le seul examen pangénomique pris en charge par la Sécurité sociale. Il permet de mettre en évidence des anomalies de nombre des chromosomes (trisomie 21, 18, 13, etc.) ou des anomalies de structures équilibrée ou déséquilibrée. Malgré une prescription large dans le cadre de troubles neuro-développementaux variés comme la déficience intellectuelle ou les troubles du spectre autistique, l’examen de référence, pris en charge en CHU, est l’analyse chromosomique sur puce à ADN. Les techniques de séquençage haut débit, aussi appelé technique de NGS (Next Generation Sequencing) sont également prescrites en CHU. L’exome correspond au séquençage de l’ensemble des exons des 20 000 gènes codants la Sécurité sociale et le génome correspond au séquençage de la totalité des séquences nucléotidiques réparties sur les 46 chromosomes. Il s’agit de l’examen génétique le plus performant à l’heure actuelle, mais générant des données bio-informatiques très importantes (6 à 9 millions de variants à analyser par patient) et plus difficiles d’interprétation. Quelles sont les principales difficultés lors de l’interprétation des examens génétiques ? Variabilité du génome La variabilité phénotypique résulte en partie de la variabilité génomique entre différents individus au sein d’une même espèce. Jusqu’à présent, quasiment un milliard de SNP validés ont été répertoriés représentant environ 90 % des variations du génome humain. En moyenne, chaque individu a 3 à 6 millions de variants soit 1 variant tous les 1 000 pb. Bien que certaines variations génomiques soient délétères, il existe de très nombreuses variations non pathogènes du génome à la base de la diversité entre les individus. Ces variations non pathogènes sont désignées en tant que polymorphisme, dont la fréquence dans la population est >1%. Hétérogénéité génotypique et phénotypique Plusieurs gènes peuvent être responsables d’un même tableau clinique ou d’un même syndrome et différentes présentations cliniques peuvent être causées par un même gène. A contrario, des variants sur un même gène peuvent donner des phénotypes extrêmement différents en fonction de la localisation de la variation. L’étude de ségrégation est indispensable pour étudier le caractère hérité (père/mère) ou de novo de ces anomalies génétiques (figure 3). Figure 3. Exemple d’un variant faux-sens, hétérozygote, et de novo du gène RAC1 c.212C > T (p. Ser71Phe). Quelles ressources bibliographiques en pratique ? On retiendra principalement deux bases de données : Orphanet et les Protocoles nationaux de diagnostic et de soins (PNDS). Orphanet, site crée par l’INSERM est un site en accès libre rassemblant un grand nombre d’informations sur les maladies rares, le diagnostic génétique, le soin et le traitement des patients atteints de maladies rares. Les PNDS sont des documents destinés aux professionnels pour optimiser et harmoniser la prise en charge et le suivi de la maladie rare sur l’ensemble du territoire français. Ces documents ont pour objectif d’améliorer la prise en charge diagnostique et thérapeutique d’un patient atteint d’une maladie rare. D’autres sites existent comme le site AnDDi rares ou la base de données anglophones OMIM ou PubMed. Conclusion À l’heure actuelle, quelques examens comme le caryotype ou le séquençage de certains gènes sont remboursés et peuvent être prescrits par le pédiatre de ville. Il est indispensable de préciser le contexte clinique et de fournir un consentement adapté à la prescription. La découverte d’une anomalie génétique doit faire rechercher son caractère hérité (du père ou de la mère) ou de novo, argument en faveur de la pathogénicité d’un variant ou d’une variation donnée. À l’hôpital, l’accès à des examens de génétique de plus en plus performants (puce à ADN, exome et génome) permet d’augmenter l’efficience diagnostique dans un certain nombre d’indications, mais leur prescription reste limitée.

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