Les avantages du séquençage génomique à haut débit et à lecture longue pour le diagnostic causal des ataxies cérébelleuses (ALICA)

Les ataxies cérébelleuses constituent un groupe de troubles neurologiques rares, cliniquement et génétiquement hétérogènes, avec plusieurs centaines de gènes et de maladies connus à ce jour. Au cours de la dernière décennie, leur diagnostic a été révolutionné par le développement de technologies de séquençage à haut débit comme le séquençage exome/génome (ES/GS), permettant d'obtenir un diagnostic moléculaire chez un nombre croissant de patients. Cependant, près de 40 % des patients restent sans diagnostic moléculaire, ce qui soulève des questions sur les limites des technologies de séquençage basées sur une technique dite de lecture courte. Une des limites de la lecture courte est sa faible capacité à détecter des expansions répétées de motifs, un mécanisme fréquent en neurologie et associé à plus de trente maladies neurogénétiques. Même si des outils d’analyse des données ES/GS ont été progressivement développés pour répondre à cette problématique, leur efficacité et leur fiabilité restent modérées. À ce jour, la référence en matière de détection de ces expansions reste les approches ciblées telles que la PCR et le Southern blot, qui sont des processus longs, fastidieux et coûteux qui nécessitent une recherche indépendante pour chaque expansion, obligeant les cliniciens à sélectionner les expansions et limitant le rendement diagnostique. Par ailleurs, il existe des maladies liées aux expansions si rares qu'aucun laboratoire français ne propose de test diagnostique.

Le développement récent du séquençage du génome à fragments longs (long-read - lrGS) pourrait apporter une solution à tous ces problèmes. Ces technologies reposent sur un processus de séquençage au cours duquel l'ADN est conservé sous forme de grosses molécules de plusieurs dizaines de milliers de bases. Les régions du génome contenant des expansions peuvent donc être étudiées directement dans leur intégralité, évitant les difficultés de reconstruction à partir de petits fragments, ce qui est le cas dans le séquençage à lecture courte. De plus, lrGS peut caractériser la taille de motifs répétés et ainsi détecter toute expansion causale chez un individu en une seule analyse.

De nombreuses études récemment publiées, notamment en neurologie, ont démontré la capacité du lrGS à détecter des pathologies aux expansions connues (SCA36, C9ORF72), mais aussi à en découvrir de nouvelles et ainsi expliquer les bases moléculaires de pathologies rares (SCA27b, NOTCH2NLC). Bien que ces technologies de séquençage existent depuis plusieurs années, leur accès reste encore réservé aux travaux de recherche et est limité par leur coût plus élevé.

Leur intérêt comme outil de diagnostic de deuxième intention reste à démontrer. Les enquêteurs proposent d'évaluer la faisabilité et le rendement diagnostique de l'Oxford Nanopore lrGS en duo ou trio (patients + 1 ou 2 parents au premier degré) chez les patients atteints d'ataxie cérébelleuse sans diagnostic moléculaire après GS à lecture courte. Ce sera la première étude à transférer cette technique lrGS en deuxième intention, en conditions réelles, pour le diagnostic génétique causal de l'ataxie cérébelleuse.