Séminaire danimation d Animation de l Axe laxe 1 Vendredi 6 décembre 2013 Rouen «Le Séquençage de Nouvelle Génération dans le Cancéropôle Nord Ouest: Evolution, Résultats, projets»
Diagnostic 0,5 2 Gb PLATEFORMES DE NGS 50 90 Gb Recherche 200 300 Gb Roche 454 Junior Life Technologies Ion Torrent Solid Proton Ilumina MiSeq GaIIx HiSeq
APPLICATIONS DU NGS EN 2013 Séquençage ciblé par NGS : diagnostic Séquençage d exomes constitutionnels Séquençage d exomes tumoraux Séquençage de génomes Analyse de transcriptomes par RNA seq
APPLICATIONS DU NGS EN 2013 Séquençage ciblé par NGS : diagnostic +++ Séquençage d exomes constitutionnels +++ Séquençage d exomes tumoraux ++ Séquençage de génomes Analyse de transcriptomes par RNA seq +
EXOMES CONSTITUTIONNELS: DONNEES STABILISÉES Par exome: 34 Mb : 1.2% dugénome total 20000 SNV (Si l N l tid V i ti ) 20000 SNV (Single Nucleotide Variation) 500 SNVs rares (fréquence <0.1%) non répertoriés dans les bases de données 1 SNV de novo avec impact biologique Majorité des SNVs à impact biologique survenus < 10000 ans
CARACTERISATION EXTENSIVE PAR ANALYSES D EXOMES DES BASES GENETIQUES DES MALADIES MONOGENIQUES Novembre 2013 : 953 publications Présentation Pé Présentation familiale l sporadique?? I.1 I.2??? II.2 II.4 II.5 II.7 II.8 II.9????????????? III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.11 III.12 III.13 III.14 III.15 III.16 III.17 III.18 III.19 III.22 III.23 III.24 III.25 III.26 III.27 III.28 III.29 III.30 III.31 III.32 56 (52) (51) (48) (43) (46) (41) (36) IV.1 IV.2 IV.3 Exomes Exomes comparatifs Exomes soustractifs entre apparentés comparatifs entre familles 200000 SNVs Exclusion des SNVs non géniques, introniques et synonymes : 5000 SNVs Exclusion des SNVs de dbsnp131 1000 genome project in house exomes 5379 exomes* 500 SNVs non synonymes / sites donneurs ou accepteurs d épissage / indels frameshift Soustraction des SNVs hérités Mutations de novo : 1 2 Genes altérés par des variations identiques: 20 Gènes altérés en commun
CARACTERISATION EXTENSIVE PAR ANALYSES D EXOMES DES BASES GENETIQUES DES MALADIES MONOGENIQUES Novembre 2013 : 953 publications Présentation Pé Présentation familiale l sporadique?? I.1 I.2??? II.2 II.4 II.5 II.7 II.8 II.9????????????? III.4 III.5 III.6 III.7 III.8 III.9 III.11 III.12 III.13 III.14 III.15 III.16 III.17 III.18 III.19 III.22 III.23 III.24 III.25 III.26 III.27 III.28 III.29 III.30 III.31 III.32 56 (52) (51) (48) (43) (46) (41) (36) IV.1 IV.2 IV.3 Exomes Exomes comparatifs Exomes soustractifs entre apparentés comparatifs entre familles 200000 SNVs Exclusion des SNVs non géniques, introniques et synonymes : 5000 SNVs Exclusion des SNVs de dbsnp131 1000 genome project in house exomes 5379 exomes* 500 SNVs non synonymes / sites donneurs ou accepteurs d épissage / indels frameshift Soustraction des SNVs hérités Mutations de novo : 1 2 Genes altérés par des variations identiques: 20 Gènes altérés en commun
RELECTURE DE LA COMPLEXITE DU DETERMINISME GENETIQUE DES MALADIES HUMAINES Age 100% Risque de maladie 80% 60% 40% Maladies monogéniques Mutations rares voire privées ié Maladies Oligogéniques Maladies Multigéniques iologiqu e Tolé érance b // // 1 5 Nombre de variations génétiques 100
IDENTIFICATION DE NOUVEAUX GENES DE PREDISPOSITION HEREDITAIRE AUX CANCERS DU SEIN Rare mutations in RINT1 predispose carriers to early onset breast cancer Annual Meeting of the American Society of Human Genetics Boston, 22 26 Octobre 2013 93 patientes de 49 familles avec cancers du sein multiples Whole exome sequencing 3 mutations de RINT1 (RAD50 interacting protein) p.q115x, p.m378del, D403Y Analyse supplémentaire de 798 familles avec cancers du seinmultiples l 6 rares variants (MAF <0.5%) Analyse de 1313 patientes avec cancer du sein précoce : rare variants de RINT1 dans 23 cas 1123 contrôles tôl : rare variants de RINT1 dans 6 cas OR=3.32, 95%CI (1.31, 10.00); P value =0.0040
BASES MOLECULAIRES DE LA RESISTANCE PAR ANALYSE D EXOMES Nat Genet. 2013 Dec;45 :1446 51 University of Michigan NGS prospectif Mutations somatiques acquises d ESR1 dans le domaine de liason à l oestrogène : Mutations gains de fonctions : activent de façon constitutive le récepteur
Cancer Discov. 2013 Nov 22. [Epub ahead of print] 45 patients avec MM Dana Farber Cancer Institute et mutation BRAF V600 traités par inhibiteur de RAF. vemurafenib dabrafenib. Whole exomes sur blocs Mutations dans 51% des cas de la voie MAPK : NRAS, MAP2K1,2, MITF
COMPARATIVE ANALYSIS OF PRIMARY TUMOURS VERSUS METASTASES Whole exome sequencing of 94 matched brain metastases and paired primary tumors reveals patterns of clonal evolution and selection of driver mutations Annual Meeting of the American Society of Human Genetics Boston, 22 26 Octobre 2013 Every metastasis developed from a single clone Subclones present in the primary tumor became fully clonal in the metastasis In cases of lung cancer or melanoma, with tobacco and UV signatures prominent in these primaries and nearly absent from the mutations acquired after metastasis Actionable mutations are not present in the primary tumours
IDENTIFICATION DE MARQUEURS PERSONNALISES DU CANCER PAR ANALYSE D EXOMES 30 patientes avec cancer du sein métastatique PI3KCA et TP53 + Whole exome N Engl J Med. 2013 Mar 28;368(13):1199 209. 209. UK Cambridge Institute Mutations de PI3KCA et TP53 dans 51% des cas Digital PCR Sensibilité et ampleur > CA15.3 et CTC
POSITIONNEMENT INTERNATIONAL DE LA FRANCE DANS LE DOMAINE DU NGS Nombre de publications Novembre 2013 Maladies génétiques Cancers USA 342 158 United Kingdom 100 26 China 46 24 Netherlands 43 8 Germany 42 21 France 41 6
Diagnostic Moyen débit I. Analyse ciblée Capture/amplicons Réseau des laboratoires spécialisés ANPGM Appel à projet DGOS Plateformes de génétique somatique des tumeurs INCa 2 Gb DEFICIT FRANCAIS Diagnostic / Recherche Haut débit II. Analyse d exomes 50 300 Gb Altérations exoniques de gènes connus dans les maladies ld rares Thérapies ciblées Plate formes régionales Altérations exoniques privées et nouvelles Exomes tumoraux Plate formes inter régionales
Diagnostic Moyen débit I. Analyse ciblée Capture/amplicons Réseau des laboratoires spécialisés ANPGM Appel à projet DGOS Plateformes de génétique somatique des tumeurs INCa 2 Gb DEFICIT FRANCAIS Diagnostic / Recherche Haut débit II. Analyse d exomes Besoins Maladies rares: 10000 exomes par an (2014) Cancer: 50000 exomes par an (2016) 50 300 Gb Altérations exoniques de gènes connus dans les maladies ld rares Thérapies ciblées Plate formes régionales Altérations exoniques privées et nouvelles Exomes tumoraux Plate formes inter régionales
UN MODELE D ORGANISATION NATIONALE DU NGS : LE ROYAUME UNI 23 centres de génétique : expertise phénotypique territoriale 12000 familles phénotypées Deciphering Developmental Disorders 1143 Trios analysés 1 centre national de séquençage de très haut débit: Wellcome Trust Sanger Institute Mutation identifiée dans 20% des cas AnnualMeeting of the American Society of Human Genetics Boston, 22 Octobre 2013
VERS UNE STRUCTURE NATIONALE DE NGS DE TRES HAUT DEBIT Diagnostic Diagnostic / Recherche Diagnostic / Recherche Moyen débit Haut débit Très haut débit I. Analyse ciblée II. Analyse III. Analyse Capture/amplicons d exomes d exomes et de génomes Réseau des laboratoires spécialisés ANPGM Appel à projet DGOS Plateformes de génétique somatique des tumeurs INCa 2 Gb Structure nationale Unique Pipeline commun Grade diagnostique Intégrée aux réseaux 50 300 Gb Bases génétiques des maladies Altérations exoniques Nouveaux types d altérations génétiques de gènes connus Altérations exoniques Analyse des génomes dans les maladies ld rares privées et nouvelles Régulations épigénétiques Thérapies ciblées Exomes tumoraux Exomes et génomes tumoraux Plate formes régionales Plate formes inter régionales Plate forme nationale