Les tests génétiques les plus modernes permettent aujourd’hui d’établir des diagnostics qui ne seraient pas possibles autrement. L’évaluation génétique a en outre une importance pour le conseil familial ainsi que pour le traitement pharmacologique. Mais attention : tous les tests génétiques ne se valent pas.
Les progrès constants de la génétique humaine, comparables au développement exponentiel de l’informatique, permettent d’identifier la cause d’un nombre croissant de maladies d’origine génétique. Ainsi, il est aujourd’hui de plus en plus possible d’établir, de confirmer ou d’exclure un diagnostic au moyen d’une analyse génétique (test génétique) du patrimoine génétique (ADN). De tels tests génétiques à des fins médicales (diagnostic génétique), sur lesquels se concentre le présent article, ne doivent pas être confondus avec les tests génétiques (de style de vie) à des fins non médicales disponibles sur Internet ou en pharmacie (Fig. 1).
Importance croissante du diagnostic génétique
Les maladies monogéniques sont causées par la mutation d’un seul gène, alors que dans les maladies multifactorielles fréquentes, les influences (génétiques) sont généralement multiples et ne sont fortes que lorsqu’elles s’additionnent. Le diagnostic génétique peut être réalisé en pré- ou post-natal par l’étude des chromosomes (cytogénétique) et/ou des gènes (génétique moléculaire) et est principalement utilisé dans les situations où les examens cliniques ne permettent pas de poser un diagnostic définitif. Ceci est particulièrement important dans les premières phases d’une maladie ainsi que chez les enfants et les adolescents. Si la mutation à l’origine de la maladie est connue, il est également possible de déterminer de manière présymptomatique s’il existe ou non une prédisposition génétique à la maladie familiale chez les personnes apparentées par le sang. Il convient de noter que l’évaluation génétique d’une maladie à manifestation tardive et du statut de porteur d’une maladie récessive est réservée aux personnes majeures.
Le diagnostic du défaut génétique sous-jacent permet une gestion ciblée de la maladie et, dans certains cas, des stratégies thérapeutiques peuvent être adaptées à la mutation causale individuelle. La recherche est toujours à la recherche de nouveaux médicaments sur mesure qui tiennent compte des caractéristiques génétiques individuelles des patients (“médecine personnalisée/de précision”). L’importance de la pharmacogénétique, qui permet de choisir et de doser un médicament approprié, ne cesse de croître, car elle permet d’éviter les effets secondaires, les pertes de temps inutiles lors de l’ajustement du médicament et les coûts qui en découlent.
Diagnostic génétique à haut débit
La principale méthode d’étude ciblée des gènes est le séquençage de l’ADN, qui permet de déterminer la séquence des bases nucléotidiques du patrimoine génétique (A, T, G, C) et de détecter ainsi avec précision les mutations génétiques. Ces analyses génétiques sont réalisées avec une efficacité sans précédent grâce au séquençage à haut débit (“next generation sequencing”, NGS). Le NGS est plus efficace que l’analyse classique d’un seul gène par séquençage Sanger et est particulièrement performant dans la détection des causes de maladies ainsi que dans l’analyse de l’ADN acellulaire circulant dans le sang et dans l’examen de cellules uniques de très petits échantillons biologiques.
Le NGS analyse soit une combinaison sélectionnée (appelée panel) de gènes (“targeted sequencing”, TS), soit le génome entier (“whole genome sequencing”, WGS ; ~3 milliards de bases nucléotidiques) ou sa région codante (“whole exome sequencing”, WES ; ~20 000 gènes). Pour cette seule raison, tous les NGS ne se valent pas (Fig. 2). De plus, il existe une différence de performance et de qualité entre les méthodes NGS qui est importante pour le diagnostic génétique.
TS peut analyser certaines régions de gènes de manière particulièrement intensive en saisissant la séquence de plus de 1000 copies d’ADN (“reads”), ce qui permet de détecter de petites quantités (<1:100) d’allèles non de référence, qui se présentent sous forme de ce que l’on appelle une mosaïque. Cela est particulièrement nécessaire pour l’analyse génétique des cancers d’origine somatique. TS est également considéré comme peu coûteux et est donc souvent utilisé pour la première étape du dépistage des mutations. Mais si la mutation responsable de la maladie n’est pas trouvée avec TS, la maladie n’est pas diagnostiquée et l’examen doit être répété avec WES ou, mieux encore, avec WGS. Cave : un résultat négatif pour des gènes associés à la maladie étudiée au moment de l’évaluation ne signifie pas que la maladie ne peut pas être d’origine génétique.
Les défis du séquençage à haut débit
Le NGS présente des limitations importantes en matière de diagnostic génétique. D’une part, la longueur de lecture des séquences de la technologie NGS d’Illumina, leader sur le marché, est trop courte (~150 bases nucléotidiques) pour attribuer des régions génétiques répétitives/homologues plus longues au génome de référence avec une position unique. Les dernières technologies de séquençage (“third generation sequencing”), par exemple celles de Pacific Biosciences ou d’Oxford Nanopore Technologies, qui permettent de lire des fragments d’ADN beaucoup plus longs de plusieurs milliers de bases nucléotidiques, promettent d’y remédier. D’autre part, le NGS des régions d’ADN riches en GC est plus difficile, car la paire de bases nucléotidiques G et C a une liaison plus forte que la paire A et T. En particulier, dans le cas des TS et des WES, les régions de gènes riches en GC, comme dans de nombreux cas au début d’un gène, ne sont pas suffisamment détectées (c’est-à-dire pas suffisamment couvertes par des “lectures de séquençage”), ce qui fait que les exigences de qualité du diagnostic génétique ne sont souvent pas suffisamment satisfaites [1]. Ce problème se pose beaucoup moins avec le WGS, qui présente donc l’avantage non seulement de couvrir la région non codante du génome, mais aussi de mieux couvrir que le WES les régions codantes (exons) particulièrement importantes sur le plan clinique, en particulier dans les régions riches en GC. (Fig.3). Le WGS est donc supérieur au WES et permet actuellement le meilleur diagnostic génétique possible des maladies congénitales dont les causes sont inconnues ou qui sont dues à des mutations dans des gènes importants et complexes [2].
La grande quantité de données (big data) générée dans le cadre d’un WGS peut être réduite au niveau des TS et WES à l’aide de panels de gènes virtuels (in silico) et se focaliser sur la question clinique. En outre, le contrôle de la qualité et l’interprétation de la quantité de données générées par le NGS représentent un défi complexe, à la fois coûteux et intellectuel, qui n’est pas encore suffisamment représenté par la liste des analyses (LA) en vigueur depuis 2015 avec la nouvelle position pour le NGS. La collecte et l’interprétation des données NGS, qui sont importantes pour le diagnostic, requièrent une grande expertise en génétique humaine et peuvent être particulièrement laborieuses. C’est le cas, par exemple, lorsque des anomalies de séquence potentiellement pathogènes sont trouvées dans des gènes dont la fonction n’est pas encore (entièrement) connue – ce qui est encore le cas aujourd’hui pour environ la moitié (~10 000) de tous les gènes humains.
Bien que les logiciels d’interprétation actuels prennent en compte de nombreux paramètres différents et fournissent des éléments d’évaluation importants, l’interprétation de telles anomalies de séquence (appelées “variants with unknown significance”, VUS) avec une certitude diagnostique nécessite au moins une analyse de ségrégation complexe au sein de la famille (si possible) et/ou des analyses/études fonctionnelles (par exemple sur la base d’un modèle animal correspondant).
Résultats aléatoires cliniquement significatifs
Avant de procéder à une analyse génétique, il faut également discuter avec la personne à examiner si d’éventuelles découvertes fortuites ayant une signification clinique mais sans rapport avec la question posée (appelées “incidental findings”) ne doivent être communiquées que si des mesures de prévention ou de traitement sont connues [3]. Cela montre déjà que les résultats d’une analyse génétique ne sont pas comparables à d’autres tests médicaux de laboratoire et que leur interprétation doit être confiée à des spécialistes en génétique médicale FAMH/FMH. La liste des analyses actuelle stipule donc que le NGS de plus de dix gènes ne peut être prescrit que par des médecins disposant d’un titre fédéral de formation postgraduée en “génétique médicale”. De même, le conseil génétique prescrit par la loi avant et après une analyse génétique doit être fourni par des généticiens médicaux (LAGH, art. 14). Le conseil ne doit tenir compte que de la situation individuelle et familiale de la personne concernée et non des intérêts généraux de la société. Elle doit prendre en compte les éventuelles répercussions psychologiques et sociales des résultats de l’examen sur la personne concernée et sa famille.
Remboursement par l’assurance de base
Le diagnostic génétique est une activité particulièrement responsable. En effet, les résultats génétiques n’affectent généralement pas seulement la personne examinée tout au long de sa vie (“lifetime value”), mais peuvent avoir une influence sur toute la famille pendant plusieurs générations. Des diagnostics erronés ou manquants peuvent conduire à des traitements inappropriés aux conséquences graves, à un stress psychologique et à des restrictions inutiles ou à la naissance d’autres enfants gravement atteints. Au-delà de la charge ou de la maladie des patients individuels et des familles, cela peut également entraîner des coûts économiques considérables. En revanche, la part de l’ensemble des analyses génétiques et de laboratoire ne représente qu’environ 3% du coût total annuel de notre système de santé.
La liste des analyses (www.bag.admin.ch) régit le remboursement du NGS, qui ne peut être facturé que si les coûts de l’analyse classique d’un seul gène par séquençage Sanger seraient supérieurs à 2795 points de taxe (TP), ce qui est le cas pour les gènes comportant plus de 13 séquences cibles (exons). Le tarif du NGS se compose du séquençage à haut débit proprement dit (2300 TP) et de l’analyse bioinformatique pour 1 à 10 gènes (600 TP), pour 11 à 100 gènes (1000 TP) ou pour plus de 100 gènes (1500 TP). Avec l’examen de confirmation des résultats NGS positifs, la liste des analyses prévoit une rémunération de 2900 TP à 6575 TP, qui ne couvre toutefois pas les coûts de l’examen génétique de cas cliniquement complexes (rares) jusqu’au point final du diagnostic. Il est difficile de croire que cette lacune dans le système de santé suisse doit être comblée grâce à l’engagement de la population et d’organisations privées (cf. stiftung-seltene-krankheiten.ch). En outre, plusieurs caisses d’assurance maladie refusent arbitrairement les analyses génétiques qui figurent explicitement dans la liste des analyses, de sorte qu’il est également urgent d’agir dans ce domaine. Le remboursement des analyses génétiques à des fins médicales doit être amélioré afin que les développements les plus pertinents sur le plan clinique dans le domaine de la génétique humaine puissent être mis en œuvre dans le diagnostic.
Perspectives
A l’avenir, le diagnostic génétique sera décisif, non seulement pour la détection des défauts génétiques à l’origine des maladies, mais aussi pour l’analyse pharmacogénétique des gènes qui déterminent en partie la pharmacocinétique et la dynamique des médicaments utilisés, et donc leur choix et leur dosage. En outre, l’importance médicale de la détection des mutations génétiques somatiques va augmenter. Les modifications (épi)génétiques qui n’affectent pas directement la séquence d’ADN des gènes, mais leur régulation, sont également de mieux en mieux étudiées et comprises. De puissants effets génétiques peuvent également être identifiés dans des maladies multifactorielles courantes.
De nouvelles méthodes telles que CRISPR/Cas ouvrent des possibilités, mais aussi des dangers, dans le traitement des maladies d’origine génétique. Malgré les résultats prometteurs des expériences in vivo menées jusqu’à présent, cette technologie est encore loin de faire son entrée dans la pratique médicale quotidienne. D’une part, parce que la méthode n’est pas encore au point, d’autre part, parce que les questions éthiques et légales doivent être discutées afin de limiter les éventuels abus potentiels.
Néanmoins, il est évident que la génétique déterminera l’avenir de la médecine et que la médecine s’orientera vers la génétique en matière de prévention, de diagnostic et de traitement.
Messages Take-Home
- Tous les tests génétiques ne se valent pas : Les méthodes utilisées déterminent en grande partie la pertinence de chaque test.
- Grâce à des tests génétiques appropriés de pointe, il est aujourd’hui possible d’établir des diagnostics qui ne seraient pas possibles autrement.
- L’apparition fréquente et/ou précoce ou syndromique d’une maladie dans une famille peut indiquer une cause génétique.
- L’évaluation génétique est importante non seulement pour le diagnostic, le pronostic, la prévention et le conseil familial, mais aussi pour le traitement causal ou pharmacologique.
Littérature :
- Meienberg J, et al : New insights into the performance of human whole-exome capture platforms. Nucleic Acids Res 2015 ; 43 : e76.
- Meienberg J, et al : Séquençage clinique : Is WGS the better WES ? Hum Genet 2016 ; 135 : 359-362.
- Kalia SS, et al : Recommendations for reporting of secondary findings in clinical exome and genome sequencing, 2016 update (ACMG SF v2.0) : a policy statement of the American College of Medical Genetics and Genomics. Genet Med 2017 ; 19 : 249-255.
Littérature complémentaire :
- Henggeler C, Matyas G : Les voies du diagnostic – les tests génétiques à des fins médicales. PRATIQUE DU MÉDECIN DE FAMILLE 2015 ; 10(3) : 4.
- Matyas G, Henggeler C, Oexle K : Génétique cardiovasculaire et diagnostic génétique. Medinfo 2015 ; 2 : 16-24.
- Matyas G, Spiegel R : Les évaluations génétiques à des fins médicales. Medinfo 2012 ; 2 : 50-58.
- Oexle K, Henggeler C, Matyas G : L’importance croissante de la génétique en médecine. PRATIQUE DU MÉDECIN DE FAMILLE 2015 ; 10(9) : 9.
PRATIQUE DU MÉDECIN DE FAMILLE 2017 ; 12(9) : 14-18
