Développement des techniques de séquençage
Les techniques de séquençage permettent de déterminer directement les séquences d’ADN ou d’ADNc. Leur vitesse, leur évolutivité et leur débit élevé ont mené à leur mise en œuvre généralisée dans la recherche scientifique. Le séquençage du génome humain réalisé dans le cadre du Projet Génome Humain est probablement la réalisation la plus reconnue mondialement en matière de séquençage. Cet effort a été accompli entre 1990 et 2003 en utilisant le séquençage Sanger1. Le séquençage de nouvelle génération (NGS) a depuis été développé comme méthode de séquençage alternative qui accélère considérablement le processus de séquençage et réduit son coût à grande échelle.2
Caractéristiques et avantages du NGS
Le séquençage de nouvelle génération est une technique de séquençage massivement parallèle qui utilise l’ADN fragmenté, qui est clonalement amplifié et chargé sur des puits ou des micropuces comme matière de départ.1 Il permet l’étude du génome, de l’épigénome et du transcriptome. Les technologies de NGS pour l’analyse génomique englobent le séquençage du génome entier, le séquençage des exomes et le séquençage de novo ; de plus, elles permettent l’identification de variantes somatiques rares et facilitent le diagnostic des maladies génétiques. Le NGS peut également identifier des facteurs épigénétiques, y compris la méthylation de l’ADN et les interactions ADN-protéine en utilisant le séquençage de méthylation et le séquençage ChIP. De plus, le NGS peut déterminer de nouvelles variantes d’ARN et quantifier l’expression d’ARNm en utilisant le séquençage total d’ARN et d’ARNm, le séquençage d’ARN non codant et le séquençage d’ARN ciblé. Le NGS présente plusieurs avantages importants, notamment sa vitesse, son coût réduit, sa plage dynamique élevée et sa petite quantité de matériaux d’échantillonnage. De plus, il ne nécessite pas de connaissance préalable des séquences investiguées3.
NGS et médecine de précision
Les risques et les caractéristiques des maladies varient d’une personne à l’autre. La médecine de précision tient compte de cette variabilité et vise à identifier des stratégies thérapeutiques adaptées aux besoins de chaque patient. Le NGS peut aider au progrès de la médecine de précision parce qu’il acquiert une grande quantité de données sur l’expression de l’ARNm et les facteurs génétiques et épigénétiques. Il peut ainsi aider à élaborer des stratégies diagnostiques et thérapeutiques adaptées aux besoins individuels.
Répercussions du NGS sur la pratique clinique
Le séquençage de nouvelle génération a contribué à l’avancement de la recherche dans de multiples domaines. Son application dans la pratique clinique fait face à de nombreux défis, mais est également source de progrès. Le NGS peut aider à fournir des réponses concernant l’étiologie des maladies génétiques rares en raison de sa capacité à séquencer rapidement le génome. De plus, il a permis des tests plus rapides et plus complets dans certaines conditions médicales, comme les cardiomyopathies héréditaires, qui sont caractérisées par une hétérogénéité génétique.5 Dans certaines situations, Le NGS a également été utilisé pour le diagnostic d’infections par le Coronavirus 2 du Syndrome Respiratoire Aigu Sévère (SRAS-CoV-2), qui cause la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Défis et orientations futures de la recherche pour le NGS
Malgré des progrès incontestés, il existe de nombreux défis concernant à l’application du séquençage de nouvelle génération à la pratique clinique. Ces défis comprennent la validation et l’interprétation du grand nombre de variantes génétiques identifiées, la normalisation des processus utilisés dans les diagnostics cliniques et la gestion des données4. Les fabricants se concentrent également sur le développement de technologies de NGS plus faciles à utiliser et à appliquer. De plus, d’autres générations de technologies de séquençage sont en cours de développement et pourraient permettre de déterminer des séquences de nucléotides directement dans des cellules fixes6.
Sources :
- https://www.ebi.ac.uk/training/online/courses/functional-genomics-ii-common-technologies-and-data-analysis-methods/next-generation-sequencing/
- Behjati S, Tarpey PS. What is next generation sequencing? Arch Dis Child Educ Pract Ed. 2013;98(6):236-238.
- https://www.genome.gov/human-genome-project
- Di Resta C, Galbiati S, Carrera P, Ferrari M. Next-generation sequencing approach for the diagnosis of human diseases: open challenges and new opportunities. EJIFCC. 2018;29(1):4-14.
- Teekakirikul P, Kelly MA, Rehm HL, Lakdawala NK, Funke BH. Inherited cardiomyopathies: molecular genetics and clinical genetic testing in the postgenomic era. J Mol Diagn. 2013;15(2):158-170.
- Ke R, Mignardi M, Hauling T, Nilsson M. Fourth generation of next-generation sequencing technologies: promise and consequences. Hum Mutat. 2016;37(12):1363-1367.
