Analyse transcriptionelle des causes génétiques de cardiomyopathies dilatées humaines

Transcriptional analysis of genetic causes of human dilated cardiomyopthies

• Auteur / Autrice : Laëtitia Pinto
• Direction : Eric Villard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génétique et génomique
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies cardiovasculaires, du métabolisme et de la nutrition
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Genomics and Pathophysiology of Myocardial Diseases: from Monogenic to Complex Diseases

Mots clés

Mots clés libres

Mutation

Cardiomyopathies

ARNm

RNA-Seq

Diagnostic

Mutation

MRNA

Cardiomyopathies

RNA-Seq

Diagnosis

Résumé

Les cardiomyopathies dilatées humaines sont des atteintes cardiaques majoritairement autosomiques dominantes dans lesquelles une cinquantaine de gènes sont connus pour causer le phénotype. Le diagnostic moléculaire se fait usuellement par séquençage haut débit de l'ADN sur un panel ciblé de 72 gènes permettant une confirmation moléculaire du diagnostic clinique dans 50% des cas. Pour les cas sans diagnostic et dans un contexte de pathologie familiale, une approche par séquençage exome ou génome entier est réalisée (indication du Plan France Médecine Génomique), mais elle ne permet que quelques diagnostics moléculaires supplémentaires. Une partie importante des cas échappe donc à un diagnostic génétique, ce qui constitue une perte de chance pour un grand nombre de patients et leurs familles. Les causes de ces impasses diagnostiques sont probablement multiples, mais l'hypothèse de mutations difficiles à annoter fonctionnellement, en particulier dans les introns profonds ou les sites non-canoniques d'épissage, et altérant la structure de l'ARNm est prépondérante. En effet, un tel mécanisme a déjà été mis en évidence pour certains gènes majeurs de cardiomyopathies (Patel P. Circ GPM 2021 ; Ito K PNAS 2017 ; Lopes L Circ GPM 2020). L'analyse élargie à l'ensemble des gènes de cardiomyopathies, et plus encore au génome, n'a cependant pas été exploré. Récemment, grâce aux développement des techniques de séquençage et d'analyse de fragments longs (« long-read sequencing » utilisant les technologies PacBio ou ONT), l'exploration de la diversité des isoformes complètes d'ARNm et leur quantification relative devient accessible (Workman R. Nature Meth, 2019 ; Zhu C. Nat Comm. 2021). Ce saut technologique permet maintenant l'analyse qualitative et quantitative des ARNm comme moyen d'identification de causes génétiques des cardiomyopathies à l'échelle du génome.

Human dilated cardiomyopathies are usually inherited heart diseases, transmitted in an autosomal dominant way. 50 genes are known to be responsible for this phenotype. Molecular diagnosis is currently done by targeted DNA sequencing on a panel of 72 genes, and allow to confirm the clinical diagnosis in 50% of cases. For patients without diagnosis, and especially in a context of familial disease, whole exome and / or whole genome sequencing is performed (as part of ''Plan France Médecine Génomique''), but only few diagnoses are made with this approach. A significant part of cases escapes genetic diagnosis, thus representing a loss of opportunity for patients and their families. Hypothesis for explaining diagnosis deadlock in cardiomyopathies are numerous, and partially relies on the complexity of variant interpretation especially for splicing variant, when mutations are located either in deep intronic regions, or in non-consensus splicing sites, leading to alterations of mRNA structure. Indeed, such a mechanism has already been depicted for some major genes of cardiomyopathy (Patel P. Circ GPM 2021 ; Ito K PNAS 2017 ; Lopes L Circ GPM 2020). A broader analysis to all depicted genes, or to whole genome, has not been explored yet. Recently, thanks to sequencing technologies improvement, especially with the development of long read sequencing (with PacBio or ONT devices), full length mRNA isoforms diversity exploration, and their relative quantification has become possible (Workman R. Nature Meth, 2019 ; Zhu C. Nat Comm. 2021). This technological advance allows now quantitative and qualitative analysis of mRNA as a way to identify molecular causes of cardiomyopathies, at the genome scale.