Mise en œuvre du séquençage à lecture longue pour le diagnostic des maladies rares.

Dans la continuité du troisième plan national maladies rares (PNMR3), les principaux objectifs du PNMR4 sont de réduire l'incertitude diagnostique et les impasses diagnostiques, et de renforcer la recherche translationnelle afin de favoriser le diagnostic et le développement de nouveaux traitements dans le domaine des maladies rares. À cette fin, le Plan France Médecine Génomique 2025 (PFMG2025) organise le déploiement du séquençage du génome entier (SGE) à visée diagnostique. Cette avancée technologique, couvrant des régions situées en dehors des régions codantes, a récemment permis d'identifier des variations du gène RNU4-2 comme cause majeure de trouble du développement intellectuel (TDI), représentant environ 0,4 % des cas.

RNU4-2 est un gène codant un petit ARN nucléaire (ARNsn), qui n'est pas traduit en protéine, et dont les variations ne sont pas accessibles aux techniques de séquençage de l'exome. Cependant, selon les connaissances actuelles, ces techniques reposent sur une technologie de séquençage à lecture courte et permettent de diagnostiquer jusqu'à 50 % des patients. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles techniques permettant de détecter les variations non identifiées par ces techniques.

Dans ce contexte, le développement du séquençage de troisième génération, notamment à l'aide de la technologie Nanopore, permet désormais de combiner approches génomiques et post-génomiques grâce au séquençage du génome entier à lecture longue couplé à la détection des cytosines méthylées sur ADN natif. Cette nouvelle approche permet ainsi la détection simultanée de variants génomiques ponctuels ou structuraux, d'anomalies de méthylation, ainsi que la reconstruction des haplotypes. De nombreuses études ont montré que cette stratégie améliore le taux de diagnostic des maladies rares et pourrait devenir un test génétique de première intention.

La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique qui n'entraîne pas de changement de la séquence génomique, mais régule la transcription (synthèse d'ARN) des gènes et donc leur expression. Les études de méthylation sont réalisées soit pour établir une épisignature, soit pour rechercher des anomalies de méthylation. Une épisignature résulte d'une variation dans un gène connu pour réguler les marques de méthylation. Les anomalies de méthylation sont déjà connues et recherchées en analyse ciblée pour certaines maladies telles que les syndromes de Prader-Willi/Angelman et les syndromes de Beckwith-Wiedemann/Silver-Russell. L'apport de l'analyse de la méthylation au diagnostic d'autres maladies a récemment été démontré.

Par exemple, dans l'acidurie méthylmalonique et l'homocystinurie de type cblC associées au gène autosomique récessif MMACHC, l'analyse de la méthylation du promoteur a révélé une hyperméthylation liée à la présence d'un variant intronique du gène PRDX1. Ce variant intronique conduit à la synthèse d'un ARN antisens aberrant chevauchant le promoteur du gène MMACHC, provoquant son hyperméthylation. En 2024, l'analyse combinée du génome entier et de la méthylation chez des patients atteints de porokératose a conduit à la découverte du gène FDFT1. De manière générale, l'étude des profils de méthylation a démontré son intérêt pour réduire l'incertitude diagnostique chez les patients atteints de maladies rares n'ayant pas été diagnostiqués après analyse du génome. La recherche d'anomalies de méthylation (ou épimutations) à l'échelle pangénomique dans le cadre du diagnostic moléculaire des maladies rares reste largement inaccessible et peu décrite dans la littérature. Les techniques couramment utilisées pour leur détection reposent le plus souvent sur le traitement au bisulfite et l'amplification par PCR.