Chaque personne possède des milliers de mutations génétiques qui, dans certaines conditions, peuvent provoquer des maladies graves, dont le cancer. Certains des mauvais gènes hérités de leurs parents, tandis que d'autres sont apparus spontanément au stade de la formation de l'embryon. Et si une dégradation génétique est quasiment impossible à réparer, alors il est réel maintenant d'empêcher la transmission de mutations aux enfants. RIA Novosti raconte comment la génétique médicale aide à créer une génération de personnes en bonne santé.
«Dans ma pratique, il y avait une grande famille de Samara qui souffrait de neuropathie motrice-sensorielle héréditaire (HMSN). Cette maladie est désagréable, mais pas mortelle. Les premiers symptômes apparaissent dans l'enfance; à l'âge de soixante ans, le patient est déjà en fauteuil roulant. Il nous a fallu une quinzaine d'années pour identifier le gène responsable de la maladie. La cause moléculaire de la maladie a été identifiée en 2015. Six diagnostics prénatals précoces ont déjà été réalisés pour différentes branches de cette famille. Malheureusement, tout le monde n'a pas un pronostic favorable. Dans ce cas, la grossesse est interrompue. Mais en conséquence, toutes ces personnes ont donné naissance à des bébés en bonne santé. Imaginez, cinq générations de la famille ont souffert du HMSN, et leurs descendants n'auront plus cette mutation », explique Olga Shchagina, généticienne de laboratoire.
Elle dirige le laboratoire de diagnostic génétique moléculaire au Centre de recherche en génétique médicale (MGSC). C'est ici, dans le saint des saints de la génétique médicale russe, que les génomes des Russes sont décodés afin de trouver une bombe à retardement dans leur ADN. Le laboratoire occupe deux étages du Centre scientifique d'État de Moscou et se compose de plusieurs salles isolées. Des échantillons biologiques prélevés sur un patient (le plus souvent du sang) passeront par chacun d'eux avant que le médecin ne sache ce qui est caché dans les gènes.
Nuage d'ADN
Premièrement, les travailleurs de laboratoire isolent l'ADN du noyau des cellules, ajoutant au sang des substances qui détruisent la membrane cellulaire. L'ADN résultant est purifié des produits de dégradation en utilisant de l'alcool isopropylique et éthylique.
"Attendez, maintenant vous allez tout voir," sourit Shchagina, balançant doucement un petit tube à essai avec une solution d'alcool incolore.
A partir de mouvements rythmiques lisses au milieu de l'éprouvette, un petit nuage blanc se forme.
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«C'est de l'ADN. Il est incolore, mais c'est ainsi que nous pouvons le voir un instant », explique-t-elle.
Mes tentatives pour photographier la spirale sont infructueuses, le nuage disparaît aussi vite qu'il s'est formé. Un tube à essai avec un liquide clair et l'acide qu'il contient est envoyé dans une centrifugeuse, qui séparera la molécule biologique des alcools.
Des changements chimiques spontanés dans la structure de l'ADN conduisent à des mutations / Depositphotos / rob3000.
Multipliez et lisez
Quelques minutes plus tard, les travailleurs du laboratoire sortent des tubes contenant de l'ADN purifié de la centrifugeuse et les emmènent dans une autre pièce, où la molécule sera multipliée, marquée et amenée à un état où elle peut être lue dans un séquenceur - une machine à chiffrer le génome.
«Si nous voulons lire un petit morceau d'un gène, nous faisons un séquençage Sanger. D'ailleurs, c'est ainsi en 2003 que la séquence de l'ADN humain a été déchiffrée pour la première fois. Nous cassons un gène en petits fragments, les propagons par réaction en chaîne par polymérase et obtenons un très grand nombre de copies pour la recherche. Cette méthode fonctionne lorsque nous savons où chercher. Par exemple, il est connu que la phénylcétonurie est causée dans 95% des cas par une mutation du gène PAH. Si vous avez besoin de lire plusieurs gènes à la fois ou même un génome complet, un séquençage de nouvelle génération est utilisé », explique Shchagina.
Plusieurs petits appareils gris avec écrans intégrés dans une pièce spacieuse au premier étage des MGNT sont les séquenceurs de dernière génération. Ils sont gérés par la fragile Olga Mironovich, chercheuse au laboratoire de diagnostic ADN du Centre scientifique d'État de Moscou.
«Nous mélangons des réactifs avec des échantillons d'ADN préparés, les insérons dans le séquenceur et y installons une puce spéciale. Les réactifs et l'ADN sont transférés sur la puce, et tout cela est photographié de nombreuses fois. Le logiciel transforme les images capturées en données qui peuvent être lues et interprétées. Mironovich ferme soigneusement le couvercle de l'appareil et démarre le séquenceur.
«Cet ADN particulier sera déchiffré dans vingt et une heures. Ensuite, la bioinformatique interprétera les résultats », ajoute-t-elle.
J'ai appris à lire, mais pas toujours à comprendre
«L'analyse de l'exome, c'est-à-dire des gènes responsables du codage des protéines, prend au moins trois semaines. C'est si tout s'est bien passé à tous les stades et que l'historique clinique indique plus ou moins clairement ce qu'il faut rechercher. En Russie, et dans le monde entier, il n'y a pas tellement de spécialistes capables de comprendre les gènes décodés », explique la généticienne Oksana Ryzhkova, responsable du Centre pour l'utilisation partagée du Centre scientifique d'État de Moscou.
C'est à elle et à ses employés que les données du séquenceur parviennent après qu'il ait fini de fonctionner.
«Regardez, j'ai sur mon ordinateur les résultats du décodage de l'exome clinique du patient - 6300 gènes, dont les variantes pathogènes conduisent au développement de maladies héréditaires. Ce sont les changements identifiés en comparaison avec le génome de référence (le standard génomique compilé par les scientifiques comme exemple représentatif commun du code génétique). Un total de 13 129 remplaçants. Il est très difficile de savoir laquelle de ces options est la cause de la maladie. Par conséquent, nous nous connectons à des bases de données internationales, où sont présentés à la fois des variantes pathogènes des gènes et des maladies associées, et des variantes décrites comme bénignes, ne conduisant pas à des manifestations cliniques, et comparons nos variantes avec eux. Après l'étape de «filtration» par pathogénicité, fréquence d'apparition et bien d'autres, 15 à 30 changements subsistent. De plus, nous les analyserons le plus en détail possible,en utilisant des bases de données et des programmes supplémentaires pour déterminer la pathogénicité, lire des articles, comparer les symptômes du patient avec ceux décrits dans la littérature. Ce n'est qu'après cela que nous pourrons déterminer quelle variante a causé la maladie », précise Ryzhkova.
Comment les maladies héréditaires sont découvertes
S'il n'y a pas suffisamment de données sur le gène présumé coupable, les généticiens se tournent vers les généticiens pour obtenir de l'aide. Une équipe de chercheurs du Laboratoire de Génomique Fonctionnelle du Centre Scientifique de l'Etat de Moscou, modélisant diverses variantes de mutations dans les organismes vivants, prouve ou réfute des hypothèses sur les gènes responsables de certaines maladies.
Au cours de ces recherches, les scientifiques découvrent de nouvelles relations génétiques.
«Chaque année, nous décrivons une douzaine de nouveaux gènes responsables de maladies héréditaires. Plus récemment, il a été découvert qu'une mutation du gène KIAA1019 provoque des troubles du développement fœtal incompatibles avec la vie. Un couple dont les trois grossesses ont été interrompues à un stade précoce est venu au MGNC. Nous avons séquencé l'ADN fœtal et découvert de nouvelles mutations dans le gène KIAA1019 totalement inexploré. Grâce à des expériences sur des lignées cellulaires, ils ont prouvé que les mutations trouvées chez les parents conduisent à une dégradation complète du gène KIAA1019, qui provoque de multiples malformations chez le fœtus. Et quand une mutation est connue, elle peut être manipulée. Lors de la grossesse suivante, les médecins ont effectué un diagnostic prénatal précoce, le fœtus s'est avéré porteur d'une mutation dans un seul gène. Cela signifie qu'un enfant en parfaite santé naîtra dans cette famille. Si la mutation venait des deux parentsla grossesse aurait été interrompue », explique Mikhail Skoblov, chef du laboratoire de génomique fonctionnelle.
Skoblov est convaincu que l'avenir de la génétique médicale réside précisément dans une telle prévention des maladies génétiques héréditaires. Les patients eux-mêmes adhèrent à des vues similaires. Selon Irina Myasnikova, présidente de la Société panrusse des maladies orphelines, les familles ayant des problèmes génétiques devraient pouvoir effectuer des diagnostics pré-gestationnels et prénataux gratuits.
«Le coût de ces diagnostics et le coût de la thérapie pour les patients atteints de maladies héréditaires sont incomparables. Cela profite à tout le monde: à la fois l'État, car il n'est pas nécessaire de dépenser des ressources en thérapie, et les familles, car elles auront des enfants en bonne santé », conclut Myasnikova.
Alfiya Enikeeva
