Un test sanguin israélien qui dépiste les maladies génétiques

Des chercheurs de l’Université de Tel-Aviv sous la direction du Prof. Noam Shomron de la Faculté de médecine, ont mis au point une méthode révolutionnaire permettant de détecter avec précision les maladies graves du fœtus grâce à une simple prise de sang en début de grossesse.

Selon eux, la nouvelle technologie, basée sur un algorithme capable de reconstituer le génome fœtal et de détecter les mutations génétiques à partir du sang de la mère, avec une précision des dizaines de fois supérieure à celle des tests existants, pourra à l’avenir être utilisée pour le dépistage préventif des maladies graves entraînant une mortalité infantile pour toutes les mères qui le souhaitent.

L’étude menée par le doctorant Tom Rabinowitz avec la participation du Dr. Reut Matar et du Prof. Lina Basel du Centre médical Rabin de Petah Tikva, ainsi que du Dr. David Golan du Technion, a été publiée ce soir 20.2.19, dans Genome Research, principale revue de génomique mondiale.

« Nous connaissons actuellement environ 7 000 gènes du génome humain dont les mutations spécifiques sont responsables de maladies génétiques, certaines ayant des conséquences graves pour la santé du fœtus », explique le Prof. Shomron. « Ces maladies sont dites ‘monogéniques’, car elles sont causées par l’anomalie d’un seul gène. On peut citer comme exemples connus la maladie de Tay-Sachs ou la mucoviscidose (fibrose kystique). La plupart des maladies monogéniques sont très rares; cependant elles représentent des milliers de mutations, dont l’ensemble constitue un danger important de mettre au monde un enfant malade.

Les tests de grossesse courants aujourd’hui comme l’amniocentèse ou le séquençage ChIP ne sont pas capables de repérer les anomalies au niveau de gènes isolés, mais seulement à celui de chromosomes complets ou de sous-régions du chromosome comprenant des millions de nucléotides de l’ADN fœtal. Une difficulté supplémentaire réside dans le fait qu’il s’agit de tests invasifs, pouvant mettre en danger le fœtus et donc beaucoup de femmes refusent de s’y soumettre, en particulier lorsqu’il s’agit d’une grossesse obtenue par des traitements de fertilité longs et coûteux ».

« Ces dernières années, une nouvelle technologie non invasive appelée DPNI (Diagnostic prénatal non invasif) a été introduite pour diagnostiquer les syndromes génétiques chez le fœtus par le biais d’un test sanguin de la mère dès les semaines 10 à 12 de gestation. Mais même cette méthode n’est capable de repérer que les anomalies au niveau des chromosomes. Nous avons donc cherché à mettre au point une approche permettant de détecter des mutations au niveau d’un gène isolé. Notre nouvelle méthode permet une précision des dizaines de fois supérieure à celle des tests existants ».

Une adéquation totale

L’objectif des chercheurs était de développer un algorithme capable de reproduire avec une très grande précision le génome du fœtus à partir du mélange d’ADN maternel et fœtal se trouvant dans le sang de la mère. « Dans le plasma du sang maternel, il y a des fragments d’ADN libres, et certains d’entre eux – environ 10% – appartiennent au fœtus », explique le Prof. Shomron. « Nous avons compris que si, en séquençant l’ADN de ce sang, nous étions capables de distinguer celui de la mère et celui du fœtus, nous pourrions obtenir un tableau complet de la structure du génome fœtal et y rechercher des mutations ponctuelles de gènes spécifiques.

Pour cela, nous avons développé une méthode de calcul probabiliste qui distingue entre les segments d’ADN séquencés venant de la mère et ceux provenant du fœtus, en fonction de propriétés physiques spécifiques – par exemple, la taille des fragments d’ADN ».

L’algorithme a été testé à l’aide d’échantillons prélevés sur 7 familles présentant des antécédents de maladie génétique grave, et qui avaient subi des traitements de fécondation in vitro dans le but de sélectionner des embryons sains avant de les replacer dans l’utérus. Trois de ces familles avaient été traitées au Centre médical Rabin et les données des 4 autres ont été extraites de bases de données internationales.

Une méthode innovante, dès les premières étapes de la grossesse

Pour chaque famille, 4 échantillons d’ADN ont été examinés: un échantillon prélevé dans la cavité buccale du père, des globules blancs de la mère ne contenant que son ADN, du plasma de la mère incluant un mélange d’ADN de la mère et du fœtus, et du sang du bébé après la naissance.

Les chercheurs ont réalisé un séquençage de tous ces échantillons d’ADN, utilisant ceux du père et la mère pour identifier le génome de l’embryon par le séquençage profond du mélange d’ADN contenu dans le plasma. Les résultats ont été comparés au test de choriocentèse – test invasif effectué à la onzième semaine lorsque le fœtus est suspecté d’anomalie. Puis, après la naissance, le génome fœtal reconstitué à l’aide de la nouvelle méthode a été comparé à celui du bébé. L’adéquation c’est avérée totale ».

« Au vu de ces résultats impressionnants, nous cherchons à présent à faire passer notre technologie au stade commercial, pour permettre des essais sur un nombre beaucoup plus grand de femmes enceintes et par la suite de développer des tests de dépistage préventif pour toutes les mères intéressées », conclut le Prof. Shomron. « Nous pensons qu’à l’avenir, chaque femme enceinte pourra se soumettre à un examen simple et accessible basé sur cette méthode innovante, dès les premières étapes de la grossesse. Cela aidera les parents et les médecins pour les décisions d’interruption prématurée de la grossesse, dans le cas où le fœtus est touché ».

Les recherches du Prof. Noam Shomron sont sponsorisées par la Fondation ADELIS.