Classification des différents types de variations génétiques : de pathogène à non pathogène - Pauline ARNAUD - Nadine HANNA - Catherine BOILEAU ...

Classification des différents types
    de variations génétiques :
 de pathogène à non pathogène

 Pauline ARNAUD – Nadine HANNA – Catherine BOILEAU
             Département de Génétique
                   Hôpital Bichat

           22 juin 2018 – Journée annuelle FAVA-Multi

Recommandations de l’American College
     of Medical Genetics (2015)

Objectifs
• Harmonisation des pratiques
 ▫ Limitation de la variabilité inter- et intra- laboratoire
   dans l’interprétation des variants

                      5 classes

                Likely ?           > 90%

Recommandations de l’American College
     of Medical Genetics (2015)
• Faisceau d’arguments
 ▫ En faveur de la pathogénicité
      PVS (Pathogenic Very Strong) argument très fort
      PS (Pathogenic Strong) argument fort
      PM (Pathogenic Moderate) argument moyen
      PP (Pathogenic Poor or supporting) argument faible
 ▫ En faveur du caractère bénin
    BA (Benign stand Alone) argument suffisant
    BS (Benign Strong) argument fort
    BP (Benign Poor or supporting) argument faible

Données épidémiologiques
• Bases de données de population « contrôles »
 ▫ Mais
    Seuil fixé dépend de la pathologie…
    Indels mal détectées par NGS
    Cohortes de patients dans gnomAD (schizophrénie,
     formes héréditaires de cancer…)
    Non représentatif des variants spécifiques de sous-
     population
    Redondance des bases de données entre elles

Données épidémiologiques
• Bases de données de population « contrôles »
• Bases de données de patients

    Ou base de données locale (laboratoire « expert »)

Données structurales
• Nature du variant
 ▫ Type de variation :
    Non-sens, frameshift, splice, délétion d’exon(s) …
    Faux sens …
    Synonyme …
 ▫ Mais
    Dépend du mécanisme physiopathologique du gène et
     de la maladie étudiés
    Exemple d’un saut d’exons en phase …

Données structurales
• Nature du variant
• Prédictions bio-informatiques

 ▫ Conservation de la base nucléotidique et de l’acide
   aminé au cours de l’évolution
 ▫ Distance physico-chimique entre les acides aminés
 ▫ Position dans le domaine fonctionnel connu de la
   protéine
 ▫ Impact prédit sur l’épissage

Données structurales
• Nature du variant
• Prédictions bio-informatiques
 ▫ Mais
    Prudence…
    Dépend du mécanisme physiopathologique du gène et
     de la maladie étudiés
    Que faire quand les outils de prédictions sont
     discordants ?

Argumentaire
• Prend en compte
 ▫   Des données épidémiologiques
 ▫   Des données structurales
 ▫   Des données bibliographiques
 ▫   Des données de ségrégation familiale
      Exemple du variant de novo
      Co-ségrégation avec la pathologie (LOD-score)
      Mais
        Pénétrance incomplète / Phénocopies
        Variabilité d’expression phénotypique
 ▫ L’existence de variants associés
      En cis ou en trans
 ▫ Des données fonctionnelles
      Quand existantes…

Critères à adapter en fonction du gène et
           de la pathologie concernée
 • Exemple du gène FBN1
    ▫ Fréquence allélique limite : 1/5000
    ▫ Phénotype « spécifique »
         Anévrisme de l’aorte thoracique ET ectopie du cristallin
    ▫ Attribution d’un argument
      supplémentaire
         Fort  Substitution/Introduction
          d’une cystéine dans un domaine cb-
          EGF
         Moderé  Substitution d’un acide
          aminé impliqué dans la liaison au
          Calcium dans un module cb-EGF
D’après Muiño-Mosquera et al 2018 Circ Genom Precis Med FBN1-Specific Variant Interpretation Guidelines

Critères à adapter en fonction du gène et
           de la pathologie concernée
 • Exemple du gène FBN1
    ▫ Fréquence allélique limite : 1/5000
    ▫ Phénotype « spécifique »
         Anévrisme de l’aorte thoracique ET ectopie du cristallin
    ▫ Attribution d’arguments supplémentaires
    ▫ Co-ségrégation avec la maladie
         > 4 membres de la famille atteints : argument fort
         3-4 membres de la famille atteints : argument modéré
         1-2 membres de la famille atteints : argument faible

D’après Muiño-Mosquera et al 2018 Circ Genom Precis Med FBN1-Specific Variant Interpretation Guidelines

On compte les points
• Pathogenic = classe 5
  ▫ (i) 1 Very strong (PVS1) AND
         (a) ≥1 Strong (PS1–PS4) OR
         (b) ≥2 Moderate (PM1–PM6) OR
         (c) 1 Moderate (PM1–PM6) AND 1 supporting (PP1–PP5) OR
         (d) ≥2 Supporting (PP1–PP5)
  ▫ (ii) ≥2 Strong (PS1–PS4) OR
  ▫ (iii) 1 Strong (PS1–PS4) AND
       (a) ≥3 Moderate (PM1–PM6) OR
       (b) 2 Moderate (PM1–PM6) AND ≥2 supporting (PP1–PP5) OR
       (c) 1 Moderate (PM1–PM6) AND ≥4 supporting (PP1–PP5)
• Likely pathogenic = classe 4
  ▫   (i) 1 Very strong (PVS1) AND 1 moderate (PM1–PM6) OR
  ▫   (ii) 1 Strong (PS1–PS4) AND 1–2 moderate (PM1–PM6) OR
  ▫   (iii) 1 Strong (PS1–PS4) AND ≥2 supporting (PP1–PP5) OR
  ▫   (iv) ≥3 Moderate (PM1–PM6) OR
  ▫   (v) 2 Moderate (PM1–PM6) AND ≥2 supporting (PP1–PP5) OR
  ▫   (vi) 1 Moderate (PM1–PM6) AND ≥4 supporting (PP1–PP5)

On compte les points
• Pathogenic = classe 5

• Likely pathogenic = classe 4

                      Diagnostic moléculaire établi
                      Lien de causalité entre le variant et la pathologie

On compte les points
• Benign = classe 1
  ▫ (i) 1 Stand-alone (BA1) OR
  ▫ (ii) ≥2 Strong (BS1–BS4)

• Likely benign = classe 2
  ▫ (i) 1 Strong (BS1–BS4) AND 1 supporting (BP1–BP7) OR
  ▫ (ii) ≥2 Supporting (BP1–BP7)

                                 Non mentionnés sur le compte-rendu final
                                 Lien de causalité avec la pathologie exclu

On compte les points
• Uncertain significance : Variant de Signification Inconnue (VSI ou VUS) = classe 3
  ▫ (i) Other criteria shown above are not met OR
  ▫ (ii) the criteria for benign and pathogenic are contradictory

                    • Pas utilisable pour modifier la prise en charge du patient et
                      de sa famille
                    • Caractère causal non exclu

                    Etudes complémentaires nécessaires
                        •   Etude de ségrégation familiale
                        •   Etude de l’épissage (analyse de transcrit)
                        •   Explorations cliniques complémentaires
                        •   Etudes fonctionnelles

                    Réévaluation du dossier en fonction de l’évolution des
                     connaissances

En pratique
• Analyse en panel de gènes qui ont chacun leurs
  propres caractéristiques
  ▫   Mode de transmission
  ▫   Mécanisme physiopathologique
  ▫   Données de pénétrance
  ▫   Données fonctionnelles…

• Affiner la classe 3 ?