Prédire la transmission des maladies génétiques rares
Publié par Adrien le 15/12/2018 à 08:00
Source: Université McGill
Au Québec, actuellement, seules 25 personnes sont atteintes du syndrome de dysrythmie atriale et trouble de la motilité intestinale chronique (CAID), une maladie génétique récessive rare qui touche à la fois la fréquence cardiaque et le transit intestinal. Une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) dirigée par l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) McGill a réussi à faire remonter l'origine de la mutation génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) sous-jacente de cette maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) grave jusqu'à deux familles fondatrices européennes arrivées dans la province au XVIIe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une...). Afin d'établir l'historique de transmission de ces mutations rares, les chercheurs ont mis au point (Graphie) un processus computationnel complexe dont l'analyse a pris deux semaines et qui devrait les aider, ainsi que d'autres chercheurs, à préciser l'origine d'autres maladies génétiques rares. Ils espèrent élargir la portée de leurs techniques de recherche afin de pouvoir établir l'historique de transmission de maladies génétiques plus courantes et mettre au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) de nouvelles variantes génétiques à l'origine de maladies rares.

Les chercheurs (il s'agit d'une collaboration entre des chercheurs de McGill, de l'Université de Montréal/CHU Sainte Justine et du CHU de Québec-Université de Laval) ont réussi à préciser l'origine du syndrome (Un syndrome est un ensemble de signes cliniques et de symptômes qu'un patient est susceptible de présenter lors de certaines maladies, ou bien dans des circonstances cliniques d'écart à la norme pas nécessairement...) CAID en utilisant le fichier ( Un fichier est un endroit où sont rangées des fiches. Cela peut-être un meuble, une pièce, un bâtiment, une base de données informatique. Par exemple : fichier des...) généalogique BALSAC du Québec, qui fournit un arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure...) généalogique universel se rapportant à plus de 3,4 millions de personnes sur une période de quatre siècles. Leur but: être en mesure de savoir dans quelles parties de la province la maladie est le plus susceptible de se manifester au cours des prochaines générations en tenant compte des secteurs regroupant le plus grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de porteurs du gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On...) récessif qui cause la maladie. Les chercheurs estiment que cette information pourrait aider le système de santé (Un système de santé réunit "toutes les organisations, institutions et ressources qui interviennent en matière de santé et qui fournissent des soins formels (médecins, cliniques, hôpitaux et...) à économiser sur le dépistage (Le dépistage, en médecine, consiste en la recherche d'une ou de plusieurs maladies ou d'anomalies dites "à risques" chez les individus d'une population...) du syndrome CAID, puisque les décideurs pourront concentrer leurs efforts dans certaines régions du Québec, comme Charlevoix ou le Saguenay, où se trouve le plus grand nombre de porteurs potentiels du gène récessif qui cause la maladie.

Le syndrome CAID est une maladie rare (Les maladies rares ou maladies orphelines sont des maladies dont la prévalence est faible, entre 1/1000 et 1/200000 selon les définitions nationales....) qui provoque une arythmie dans tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le corps et perturbe le fonctionnement du coeur et de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des mammifères, il est divisé...). Il peut provoquer un ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la...) du rythme cardiaque (Le rythme cardiaque est - au sens médical du terme - le mécanisme électrophysiologique à l’origine de la contraction des ventricules. Définir le rythme est le...), et, souvent, nécessiter l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) d'un stimulateur cardiaque. Il occasionne également des troubles du transit intestinal et des symptômes abdominaux graves qui obligent la plupart des patients à recourir à l'alimentation par voie intraveineuse. Il s'agit d'une maladie invalidante grave pour laquelle il n'existe aucun traitement de la cause.
 

Cette photo montre les estimations des chercheurs relativement à la prévalence de l'allèle du syndrome CAID pour l'ensemble du Québec. La prévalence la plus élevée toucherait Charlevoix, bien que la plupart des cas aient été signalés au Saguenay et en Beauce.

Entretien avec les chercheurs principaux Simon Gravel et Dominic Nelson Université McGill et Centre d'innovation Génome Québec

1- En ce moment, combien y a-t-il de personnes atteintes de la maladie au Québec ?

Nous connaissons l'existence de 25 patients (qui possèdent deux copies de la mutation CAID), mais environ 25 000 personnes en bonne santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou...) seraient porteuses d'une copie de la mutation CAID au Québec. Lorsque vient le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de conseiller à des couples de se soumettre à des analyses pour déterminer s'ils risquent d'avoir un enfant atteint du syndrome CAID, le lieu de résidence (Le nom de résidence est donné à un ensemble de voies souvent qui forment une boucle ayant la particularité de desservir des mêmes logements appelées également résidence. Ce terme vient du verbe latin residere qui signifie rester assis ou...) de ces porteurs est une donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) importante.

2- Serait-il difficile d'appliquer ces recherches à d'autres maladies génétiques, et que faudrait-il faire pour que cela fonctionne ? Quelles sont les limites de ce type de recherche ?

Dès le départ, ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) devait pouvoir s'appliquer à n'importe quelle maladie génétique (Les maladies génétiques sont des maladies dues à une ou plusieurs anomalies sur un ou plusieurs chromosomes qui sont transmises à la descendance et qui entrainent un...) rare. Lorsque nous sommes en mesure de cerner au moins 5 à 10 porteurs d'une mutation et les relier à une base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif...) généalogiques, nous pouvons déterminer dans quelles parties du Québec la maladie sera plus ou moins courante. S'il est vrai que chacune des maladies génétiques rares ne touchera que quelques couples, on estime néanmoins que 2 % d'entre eux risquent d'avoir un enfant qui en sera atteint. Ce pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45...) peut sembler bas, mais si on estime à environ un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un...) le nombre de couples au Québec, on parle tout de même de 40 000 personnes. Actuellement, nous nous limitons à l'étude des maladies génétiques rares, principalement parce que c'est la mission que nous nous sommes donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction,...). Toutefois, nous continuons d'élargir le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) d'action de notre méthode et nous espérons pouvoir bientôt étudier des maladies plus courantes.

3- Un aspect de la recherche a-t-il été particulièrement emballant, difficile ou compliqué ?

Il s'agit d'un problème computationnel extrêmement complexe, parce qu'une mutation peut apparaître et se propager dans la population d'une multitude de façons. Même si nous avons utilisé des calculs mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les...) complexes pour accélérer le traitement de notre algorithme d'un million de trillions de trillions de fois, il faut malgré tout compter environ deux semaines pour l'analyse. Heureusement, nous pouvons utiliser les mêmes calculs pour analyser un grand nombre de maladies rares et nous n'avons besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les...) que d'une douzaine de cas pour déterminer les risques d'apparition de la maladie dans l'ensemble de la population. Nous sommes particulièrement emballés par la possibilité d'utiliser cette approche pour déceler de nouvelles mutations à l'origine de maladies. La recherche en génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée à celle d'un seul...) a transformé l'étude des maladies rares. L'association des outils de génomique aux ressources généalogiques uniques disponibles au Québec nous donne des moyens exceptionnels pour trouver la cause de maladies génétiques rares.

L'article "Inferring transmission histories of rare alleles in population-scale genealogies" a été publié dans l'American Journal of Human Genetics (Genetics (à ne pas confondre avec le Journal of Genetics) est une revue scientifique américaine de génétique, fondée par George Harrison Shull en...) par Simon Gravel et coll.: https://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(18)30369-0 - DOI: 10.1016/j.ajhg.2018.10.017

Les travaux ont été financés par le Programme des chaires de recherche du Canada, la Fondation Alfred P. Sloan, les Instituts de recherche en santé du Canada, le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies et le Réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal...) génétique appliquée subventionné par le Fonds de recherche du Québec - Santé.
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