Le séquençage du génome entier : prochain test central des laboratoires de génétique médicale ? Damien Sanlaville Nicolas Chatron Laboratoire de Cytogénétique.

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1 Le séquençage du génome entier : prochain test central des laboratoires de génétique médicale ? Damien Sanlaville Nicolas Chatron Laboratoire de Cytogénétique Constitutionnelle, CHU de Lyon Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon Lyon, 3 Février 2016

2 Le séquençage du génome entier : Un test d’avenir pour les laboratoires de génétique médicale ? Damien Sanlaville Nicolas Chatron Laboratoire de Cytogénétique Constitutionnelle, CHU de Lyon Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon Lyon, 3 Février 2016

3 Nucléaire ? Mitochondriale ? SNV Substitution Délétion … CNV Gain Perte … SV Translocation inversion …

4 Génétique moléculaire ADN Génétique chromosomique Chromosome ADN mitochondrial (dans les mitochondries) ADN nucléaire SéquenceCaryotype Génétique moléculaire Génétique chromosomique (Cytogénétique)

5 Génétique moléculaire ADN Génétique chromosomique Chromosome ADN mitochondrial (dans les mitochondries) ADN nucléaire SéquenceCaryotype Sanger -> NGSCaryotype -> ACPA

6 Whole Genome Sequencing Une technique abordable ?

7

8 Variants génomiques Nucléaire / mitoc. SNV Substitution Délétion … CNV Gain Perte … SV Translocation Inversion … WGS

9 2014

10 Nature Med 2015 Genomic Medicine 2016 100 WGS : Tous les CNVp identifiés en ACPA ont été trouvés pas WGS 347 personnes

11 Translocation Visualisation translocation sur IGV Communication orale plénière CO09#2881, Dr Schluth Bolard, 4 février 17h15 a b c d a b c d 1) Translocation2) Insertion3) Inversion

12 Gilissen Nature 2014

13 WGS Les limites

14 Environ 20 000 euros / patient ! 2014

15 Qualité : « Bruit de fond » – QC30 : 1 erreur / 1 000 bases – Donc sur 6 000 000 000 bases : 6 000 000 erreurs – Diminué par la profondeur mais 100 x Projet 1000 génomes – 3 000 000 de SNP – 354 000 indel – 3200 insertions – 260 duplications Nature oct 2010 Nombre de variants

16 Projet 1 000 génomes Octobre 2015

17 Christoja, 2014

18 Taylor et al, Nat Genet Mai, 2015

19 6/217 = 2,76 %

20 WGS un test diagnostic ?

21 Technique – WGS 40x (séquenceur très haut-débit) Interprétation – Nombre de variants – Tri des variants – Interprétation médicale des variants Gestion des découvertes fortuites Coût

22 Déc 2015 WGS 40-50 x > WES

23 Déc 2015 WGS 40-50 x > WES

24 Organisation nationale ? Plateforme très haut débit Restructuration des laboratoires Formation – INTERNES, PNM, PM Capacités en informatique et compétences en bioinformatique Réflexion éthiques – Indications – Notice d’information – Consentement – …

25 NGS déjà en diagnostic ! – Panel / exome – DPNI Transfert en Dg du WGS – Clonage des points de cassures Ne pas oublier la clinique : phénotype indispensable à l’interprétation

26 Evolution : – Arrivée de nouveaux séquenceurs – Plus de reads – Read plus long – Molécule unique Amélioration des algorithmes bioinfo Alternatives ? One Seq, autres ? Cf Présentation Dr Chatron, mercredi 3 février 16h30, salle Gratte Ciel Transcriptomique, Epigénétique…

27 C. Abel D. Boggio MP. Cordier S. Dupuis-Girod E. Ollagnon A. Putoux M. Rossi Patrick Edery Equipe Technique Eudeline Alix Nicolas Chatron Audrey Labalme Gaetan Lesca Caroline Schluth-Bolard Marianne Till Equipe Bioinformatique P. Roy C. Bardel PA. Rollat Farnier T. Simonet Plateforme NGS CHU de Lyon Gilles Millat

28

29 Nécessité de séquencer un très grand nombre de fragments d’ADN pour pouvoir détecter une sur- représentation du chromosome 21 par calcul statistique. 1. Séquençage Génome Entier Profondeur = 0,1-0,2x 2. Alignement sur génome de référence 3. Calcul statistique 29 NGS : DPNI T21

30 1960 Caryotype : globale remaniements équilibrés et déséquilibrées Niveau de résolution

31 FISH: Analyse ciblée Niveau de résolution, mécanique 1960 Caryotype : globale remaniements équilibrés et déséquilibrées Niveau de résolution 1980

32 ACPA : Analyse globale Sensibilité, déséquilibrés FISH: Analyse ciblée Niveau de résolution, mécanique 1960 Caryotype : globale remaniements équilibrés et déséquilibrées Niveau de résolution 1980 2000

33 ACPA : Analyse globale Sensibilité, déséquilibrés FISH: Analyse ciblée Niveau de résolution, mécanique WGS : clonage des points de cassures SV équilibrés 1960 Caryotype : globale remaniements équilibrés et déséquilibrées Niveau de résolution 1980 2000 2010

34 Exon Intron Sanger

35 Exon Intron Sanger NGS CNV

36 Exon Intron Sanger NGS CNV

37 Nombre VOUS ? Niveau de preuve ? Compréhension de la structure du génome à l’échelle individuelle ? Méthodes de vérifications – Insertion de 1,5 kb – Inversion de 3 kb Conséquence fonctionnelle ? …

38 Projet 1 000 génomes Octobre 2015