Tests génétiques de base pour le personnel clinique

[DIAPOSITIVE D'INTRODUCTION]

INTRODUCTION À LA GÉNÉTIQUE. Vous aider à comprendre les fondements scientifiques des soins que vous prodiguez à vos patients. Mikayla Jennings, MS, CGC. Présenté par [logo de Shriners Children's, logo du Greenwood Genetic Center]

Mikayla Jennings, conseillère en génétique : Bonjour, je m'appelle Mikayla Jennings et je suis conseillère en génétique clinique au Greenwood Genetic Center. Je suis ici aujourd'hui pour vous fournir des informations complémentaires sur le séquençage du génome entier.

Commençons par revoir quelques notions de base en génétique.

[DIAPOSITIVE 1]

Chromosome vers gène vers protéine
Un schéma scientifique simplifié montrant comment l'information biologique circule d'une cellule → chromosomes → gènes → ADN → protéines.

• À gauche, une illustration jaune d'une cellule , avec un noyau représenté par une structure circulaire contenant des lignes bleues ressemblant à des gribouillis représentant l'ADN.
• À côté de la cellule se trouve une paire de chromosomes bleus ., chacune dessinée sous la forme d'une structure en forme de X avec des motifs de bandes. Une étiquette indique que chaque chromosome est composé d'une seule grande molécule d'ADN continue.
• En se déplaçant vers la droite, texte : Gène - Un gène est un segment d'ADN qui code pour une protéine.
• Moving down, a zoom‑in of a DNA double helix shows its twisting structure with colored nucleotide pairs.
• Sous l'ADN se trouvent des étiquettes pour les quatre nucléotides :
  • Adénine
  • Thymine
  • Guanine
  • Cytosine
• Further to the right, a chain of blue spheres represents a protein molecule. Texte: Protéine - Une protéine est un composé organique complexe composé de centaines, voire de milliers, d'acides aminés.

Mikayla : Notre information génétique est contenue dans les chromosomes de chaque cellule. Si nous étirons les chromosomes, nous pouvons voir l'ADN, qui est composé de quatre nucléotides : l'adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). Les nucléotides constituent des milliers d'instructions individuelles appelées gènes.

Les gènes sont des segments spécifiques d'ADN qui codent pour des protéines. Cela se fait par le biais d'un processus de transcription et de traduction. L'ADN est transcrit en ARN. La séquence d'ARN est ensuite traduite en une séquence d'acides aminés qui devient le produit protéique fonctionnel.

[DIAPOSITIVE 2]

Cette image compare une séquence d'ADN et de protéine normale à une séquence anormale provoqué par un changement d'une seule base.

• Partie supérieure :
  • Titre: « Séquence normale. »
  • Séquence d'ADN : ATG AAG TTT GGC GCA TTG CAA.
  • Séquence protéique : Met, Lys, Phe, Gly, Ala, Leu, Gln.
  • Le codon GCALe gène codant pour l'alanine est entouré.
• Une flèche rouge pointant vers le bas indique la mutation.
• Partie inférieure :
  • Titre: « Séquence anormale. »
  • Séquence d'ADN : ATG AAG TTT GGC CCA TTG CAA.
  • Séquence protéique : Met, Lys, Phe, Gly, Pro, Leu, Gln.
  • Le codon modifié CCA est maintenant mis en évidence, et l'acide aminé ci-dessous apparaît en vert sous la forme Pro.

Cette image illustre une mutation faux-sens , où un changement de base de l'ADN entraîne la substitution d'un acide aminé par un autre dans la protéine résultante.

Mikayla : Il existe différents types de modifications ou de variantes génétiques qui peuvent affecter un gène, entraînant la production d'une protéine anormale ou non fonctionnelle. Une variante faux-sens se produit lorsqu'un changement de nucléotide entraîne le remplacement d'un acide aminé par un autre dans la protéine. Cette modification de l'acide amniotique peut altérer la fonction de la protéine.

[DIAPOSITIVE 3]

Cette image compare une séquence d'ADN normale et la protéine qu'elle code à une séquence anormale résultant d'une suppression.

• Partie supérieure :
  • Titre: « Séquence normale. »
  • Séquence d'ADN : ATG, AAA, TTT, AAG, GCA, TTG, CAA.
  • Le codon AAG comporte un « X » rouge, indiquant la suppression d'une base.
  • Séquence protéique : Met, Lys, Phe, Lys, Ala, Leu, Gln.
• Une flèche rouge pointant vers le bas indique la séquence mutée.
• Partie inférieure :
  • Titre: « Séquence anormale. »
  • Séquence d'ADN : ATG, AAG, TTT, TAG, GCA, TTG, CAA.
  • Séquence protéique : Met, Lys, Phe.
  • Un panneau d'arrêt rouge signale le codon stop prématuré.

En bas, le texte indique : « Codons stop = TAG, TGA, TAA. »

Cette image illustre une mutation non-sens , dans lequel la suppression d'une base modifie tous les codons suivants, ce qui conduit à des acides aminés incorrects et souvent à un codon stop prématuré.

Mikayla : Une variante non-sens se produit lorsqu'un changement de nucléotide entraîne l'apparition prématurée d'un codon stop. Cela interrompt prématurément les instructions génétiques et entraîne la production d'une protéine tronquée ou raccourcie.

[DIAPOSITIVE 4]

L'image montre une comparaison entre une séquence d'ADN normale et une séquence d'ADN anormale , chaque séquence étant associée aux acides aminés qu'elle code dans une protéine.

• En haut, l'en-tête indique « Séquence normale ».
  • La séquence d'ADN normale représentée est : ATG, AAG, TTT, GGC, GCA, TTG, AAA. Il y a un « X » rouge qui barre le « G » dans « AAG ».
  • Sous la séquence d'ADN se trouve une ligne étiquetée Protéine, affichant les acides aminés correspondants : Met, Lys, Phe, Gly, Ala, Leu, Lys.
  • Le codon AAG Dans la séquence normale, un élément est encerclé, et une flèche rouge pointant vers le bas indique une mutation.
• Ci-dessous :
  • L'en-tête indique « Séquence anormale ».
  • La séquence d'ADN anormale est : ATG, AAT, TTG, GCG, CAT, TGA, AA.
  • La ligne protéique montre la séquence : Met, Lys, Phe (en texte vert délavé : Leu, Ala, His) puis un panneau STOP rouge, ce qui indique que la traduction se termine prématurément.

Cette image illustre une mutation par décalage du cadre de lecture , où un codon normal se transforme en codon stop, interrompant prématurément la synthèse des protéines.

Mikayla : Une insertion ou une délétion, également appelées variantes de décalage du cadre de lecture, se produit lorsqu'un ou plusieurs nucléotides sont insérés ou supprimés de la séquence du gène. Cela peut entraîner une altération du cadre de lecture de la séquence génétique. Cela peut entraîner une séquence d'acides aminés différente et un produit protéique anormal.

[DIAPOSITIVE 5]

Méthodologies de séquençage
Une comparaison de quatre approches de séquençage génétique, utilisant une métaphore du livre pour montrer l'étendue.

• Quatre panneaux côte à côte, chacun comportant un titre, des exemples de phrases et une illustration du livre dans les deux panneaux de droite.

Séquençage d'un seul gène :

• Exemple de texte : « La voiture était rouge. » La voiture était rdd."
• Description: Recherchez les erreurs dans une seule phrase du livre.

Séquençage ciblé de panels de gènes :

• Le texte d'exemple comprend plusieurs phrases courtes (voiture, bateau, train).
• Description: Recherchez les erreurs dans un groupe de phrases précis du livre.

Séquençage de l'exome :

• Illustration d'un livre ouvert.
• Description: Recherchez les erreurs dans les « chapitres » les plus importants du livre (toutes les régions codant pour les protéines).

Séquençage du génome entier :

• Illustration d'un livre fermé.
• Description: Recherchez les erreurs dans chaque mot du livre.

Mikayla : Le séquençage du génome entier est un type de test spécifique qui recherche les changements d'orthographe/de nucléotides non seulement dans les parties des gènes qui codent pour les protéines appelées exons, mais aussi dans les informations environnantes appelées introns. Ces types de modifications sont appelés variants de séquence. Ce test recherche également les petits fragments d'ADN manquants ou supplémentaires, appelés délétions et duplications. Ces types de modifications sont appelés variations du nombre de copies.

[DIAPOSITIVE 6]

Cette image est un diagramme comparant l'emplacement de l'ADN nucléaire et ADN mitochondrial à l'intérieur d'une cellule.

• À gauche se trouve une grande cellule arrondie avec un noyau marqué . en son centre.
• À l'intérieur du noyau se trouvent plusieurs structures bleues en forme de chromosome , étiqueté «Chromosomes (ADN nucléaire)».
• La zone extérieure de la cellule contient plusieurs structures violettes en forme de haricot étiquetées « Mitochondries ».
• À droite, les mitochondries sont agrandies pour plus de détails.
  • À l’intérieur des mitochondries élargies, de petites boucles de matériel génétique sont étiquetées « ADN mitochondrial ».
• Le texte dans le coin inférieur gauche indique « Il vous appartient de décider si vous souhaitez que notre laboratoire communique les résultats concernant l'ADN mitochondrial. »

Cette image illustre le contraste entre la localisation de l'ADN dans une cellule : les chromosomes dans le noyau et l'ADN mitochondrial circulaire à l'intérieur des mitochondries.

Mikayla : Le séquençage du génome entier inclut l'information génétique présente dans le génome nucléaire, mais il peut également inclure le génome mitochondrial. Cela peut être inclus pour identifier une maladie mitochondriale. Ces affections peuvent provoquer un large éventail de symptômes et toucher de nombreux systèmes de l'organisme. Il vous appartient, ainsi qu'à votre patient, de décider si vous souhaitez inclure ou non les informations mitochondriales dans le test de séquençage du génome entier.

[DIAPOSITIVE 7]

Résultats secondaires
Une illustration de la double hélice d'ADN montrant les positions des résultats génétiques « primaires » et « secondaires ».

• Une longue double hélice d'ADN s'étend sur l'image en segments de paires de bases multicolores.
• Une boîte carrée dans la section de gauche met en évidence une découverte principale , décrit comme :
  • « Modification génétique liée à l’état actuel du patient. »
• Une boîte carrée sur la section de droite met en évidence une découverte secondaire , décrit comme :
  • « Des modifications génétiques importantes sur le plan médical, mais sans lien avec l’état actuel du patient. »
• Vous trouverez ci-dessous des exemples :
  • prédisposition au cancer
  • maladies cardiaques
• Le texte dans le coin inférieur gauche indique « Il vous appartient de décider si vous souhaitez que notre laboratoire signale les résultats secondaires. »

Mikayla : Le séquençage du génome entier est un test génétique qui peut être utilisé pour identifier une cause génétique aux symptômes de votre patient. Ce test étant basé sur le phénotype, il est important de prendre en compte toutes les caractéristiques cliniques de votre patient lors de la prescription de ce test. Cela permet au laboratoire de filtrer les données génétiques de manière informative. L’objectif n’est pas de rendre compte de toutes les modifications génétiques d’un individu, mais plutôt de celles qui sont pertinentes pour les antécédents médicaux de votre patient. Ce test peut également signaler ce que l'on appelle des résultats secondaires, c'est-à-dire des modifications génétiques qui augmentent le risque de maladies comme le cancer ou les maladies cardiovasculaires. Vous voudrez discuter avec votre patient de l'opportunité d'inclure ou non des résultats secondaires. Pour plus d'informations sur la possibilité de signaler des résultats secondaires, veuillez demander à votre patient de visionner la vidéo sur les résultats secondaires.

En plus de l’échantillon de votre patient, des échantillons parentaux peuvent également être inclus dans ce test. Ce test peut être réalisé en simple (avec uniquement l’échantillon de votre patient), en duo (l’échantillon de votre patient et celui d’un parent) ou en trio (l’échantillon de votre patient et celui des deux parents). Les échantillons parents sont utilisés pour l'interprétation des résultats de votre patient. Les parents ne reçoivent pas leurs propres rapports de test. Si une variante est détectée chez votre patient et que des échantillons parentaux sont inclus, le laboratoire effectuera un rapport sur la transmission de cette variante.

[DIAPOSITIVE 8]

Résultats potentiels des tests génétiques
Un diagramme de Venn avec trois cercles qui se chevauchent décrivant les résultats possibles des tests génétiques.

• Le cercle de gauche est bleu , étiqueté « Normal ».
  • Texte: « Aucun changement cliniquement significatif n’a été identifié. »
• Le cercle de droite est rouge, étiqueté « Anormal ».
  • Texte: « Changement pathogène identifié. »
• La zone centrale de chevauchement est violette, étiqueté « Variante de signification incertaine (VUS) ».
  • Texte: « Changement identifié, mais sa signification est inconnue. »

Mikayla : Il existe trois types de résultats que l'on peut obtenir grâce aux tests génétiques. Le premier résultat est positif, ce qui signifie que nous avons trouvé une modification génétique qui explique les symptômes existants ou qui est susceptible d’avoir un impact sur la santé de votre patient d’une autre manière.

On peut également obtenir un résultat négatif avec le séquençage du génome entier. Un résultat négatif à ce test est rassurant, mais n'exclut pas toutes les causes génétiques possibles des symptômes.

Enfin, ces tests permettent d'identifier les résultats incertains, que nous appelons variantes de signification incertaine. Cela signifie que le séquençage complet du génome a révélé une variante dans un gène, mais nous ne savons pas si cela modifie ou non le fonctionnement du gène. Au fil du temps, et surtout à mesure que ces tests sont effectués sur un plus grand nombre de personnes, nous en apprenons davantage sur les résultats incertains et nous pouvons mieux comprendre si ces changements sont nocifs ou non. Ces modifications peuvent être qualifiées de pathogènes ou déclassées en bénignes ou normales.

N'oubliez pas qu'en génétique, nous apprenons de nouvelles informations au fil du temps. Les informations génétiques de votre patient pourront être réanalysées à votre demande ultérieurement, ou le laboratoire pourra vous contacter pour vous fournir des informations mises à jour.

L’objectif de ces tests est d’identifier la cause des préoccupations du patient. Cependant, il nous arrive parfois de découvrir des informations inattendues ou fortuites qui peuvent avoir un impact sur le patient et les membres de sa famille. Par exemple, les tests peuvent révéler qu'un patient est susceptible de développer d'autres problèmes de santé à l'avenir. L’inclusion d’échantillons prélevés chez les parents peut révéler que le parent du patient est atteint de la même maladie génétique que son enfant. Les tests peuvent révéler une consanguinité, un lien de parenté entre les parents du patient, ou même que l'un des parents du patient n'est pas son parent biologique.

Le séquençage complet du génome ne détecte pas tous les types de modifications génétiques ; il est donc important de déterminer si des tests supplémentaires sont nécessaires après un résultat non diagnostique. Il existe également certains changements qui ne sont généralement pas signalés, notamment le statut de porteur de maladies génétiques autosomiques récessives, les changements qui peuvent entraîner une légère augmentation du risque de maladies courantes et facilement diagnostiquables telles que le diabète et l'hypertension, les changements qui peuvent fournir des informations sur le métabolisme des médicaments (pharmacogénétique) ou les variants de gènes qui causent certaines maladies à apparition tardive qui ne peuvent être prévenues et qui ne sont pas liées aux problèmes de santé actuels du patient.

Nous espérons que cela vous a permis d'en apprendre davantage sur la génétique et les tests génétiques par séquençage du génome entier. En définitive, notre objectif avec ces tests est d'identifier la cause des préoccupations d'un patient. Si vous avez des questions supplémentaires concernant le séquençage du génome entier, veuillez contacter le laboratoire auprès duquel vous commanderez ce test.

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