Les chercheurs développent une méthode précise et rapide pour diagnostiquer les troubles génétiques

Malgré les progrès rapides des tests génétiques au cours des dernières décennies, plus de la moitié des personnes dans le monde suspectées de troubles génétiques mendéliens ne disposent pas d’un diagnostic moléculaire précis. D’autres subissent des tests pendant plus de six ans avant qu’un diagnostic ne soit posé. Aujourd’hui, les chercheurs et scientifiques de KAUST d’Arabie Saoudite ont développé NanoRanger, une méthode précise et rapide permettant de diagnostiquer génétiquement de telles maladies en quelques heures.

« Un diagnostic génomique précis et efficace est nécessaire de toute urgence pour améliorer les résultats pour les patients et faciliter le dépistage des porteurs », déclare Yingzi Zhang, Ph.D. candidat à KAUST, supervisé par Mo Li. « Cette étude est conforme à la Vision 2030 de l’Arabie saoudite : faire progresser les soins de santé grâce à l’innovation pour améliorer la qualité de vie de tous les citoyens.

Troubles mendéliens – ; y compris les maladies du système nerveux et du développement intellectuel – ; sont causées soit par une modification d’un gène spécifique, soit par un réarrangement anormal dans une section du génome. Chaque maladie a un « point d’arrêt » spécifique ; l’emplacement génomique d’un variant structurel où l’ADN est supprimé, réorganisé ou inversé.

Bien que ces variantes puissent être identifiées à l’aide de techniques de criblage traditionnelles, la simple complexité des réarrangements signifie qu’elles passent souvent inaperçues. Les maladies mendéliennes sont héréditaires, surtout si les deux parents sont porteurs du même segment défectueux. Ces maladies sont plus fréquentes dans les régions où les mariages entre personnes apparentées (consanguinité) sont courants.

“NanoRanger utilise des stratégies simples de biologie moléculaire pour identifier les régions génomiques soupçonnées d’héberger des mutations, des délétions ou des réarrangements complexes”, explique Li.

La technique est peu coûteuse et ne nécessite qu’une infime quantité d’ADN provenant d’un patient ou d’un porteur suspecté. NanoRanger prélève un échantillon d’ADN génomique et utilise des ciseaux moléculaires appelés enzymes de restriction pour fragmenter l’ADN en morceaux ayant les mêmes séquences terminales. Ces morceaux sont ensuite auto-assemblés en cercles et amplifiés, ce qui facilite le ciblage et le séquencement des régions génomiques d’intérêt à l’aide de la technologie de séquençage à lecture longue d’Oxford Nanopore Tecnologies.

À l’aide de notre outil d’analyse de données spécialement développé, NanoRanger cartographie avec précision les points d’arrêt avec une résolution d’une seule paire de bases, fournissant ainsi une image détaillée qui aide à diagnostiquer la maladie génétique. Le diagnostic peut être posé dès 12 minutes après le premier séquençage, ce qui est révolutionnaire.

Yingzi Zhang, Ph.D. candidat à KAUST

Dans des expériences menées en collaboration avec un groupe de cliniciens saoudiens dirigés par Fowzan Alkuraya du King Faisal Specialist Hospital & Research Center, NanoRanger a réussi à identifier des points d’arrêt précis manqués par les tests génétiques traditionnels dans 13 cas familiaux de troubles génomiques. À l’aide de ces points d’arrêt, les chercheurs ont ensuite vérifié le statut de porteur des membres de la famille apparentés et de 1 000 Saoudiens en bonne santé.

La méthode de test a conduit un couple saoudien participant à l’étude à opter pour la fécondation in vitro après qu’ils se soient tous deux révélés porteurs de la délétion génomique d’une maladie mendélienne héréditaire.

« Nous avons déposé un brevet et prévoyons d’intégrer NanoRanger dans les routines de diagnostic standard afin de fournir une boîte à outils complète pour les environnements cliniques, ici en Arabie Saoudite et dans le monde », conclut Li.