Le décryptage des derniers 8 % du génome humain pourrait éclairer la façon dont de nombreuses maladies se développent et pourquoi certaines personnes sont plus à risque.
Que signifie le séquençage complet du génome humain pour la santé ?
Par Damian McNamara, MA
Le 7 avril 2022 C Alors que les scientifiques célèbrent l'assemblage des derniers morceaux du génome humain C une réalisation majeure qui a nécessité des décennies de travail C le reste d'entre nous se demande ce que cette percée pourrait signifier pour notre propre santé et notre bien-être.
Selon les experts, des progrès dans le diagnostic et le traitement des cancers, des troubles du développement, de l'infertilité et de nombreuses maladies dues à des modifications génétiques devraient découler de ces nouvelles recherches.
"Alléluia. Nous avons enfin terminé un génome humain. C'est le début d'une transformation, non seulement pour la recherche génomique mais aussi pour la médecine clinique", a déclaré Evan Eichler, PhD, qui s'est exprimé lors d'un point de presse parrainé par le National Human Genome Research Institute.
"Cela aura des répercussions considérables sur la recherche fondamentale et la génomique clinique à l'avenir", a déclaré Karen Miga, PhD, directrice du Miga Lab à l'université de Californie, Santa Cruz.
Miga est un autre chercheur principal impliqué dans la recherche du Consortium Telomere-to-Telomere (T2T), qui a rassemblé des centaines de chercheurs sur ce projet. Le nom T2T est logique, car les télomères sont les extrémités des brins d'ADN, et cartographier l'ensemble du génome humain signifie organiser nos gènes d'un bout à l'autre.
En plus de cartographier de nouveaux segments de ces éléments constitutifs du corps humain, les chercheurs ont également révélé des segments d'ADN dans les centromères. Les centromères sont situés à l'endroit où les bras des chromosomes sont pincés au milieu pour former une forme de X.
Les gènes des centromères sont importants chaque fois que nos cellules se divisent et sont associés au cancer, aux problèmes de développement et à l'infertilité", a déclaré Miga.
Des maladies comme le cancer ou le syndrome de Down sont liées à ces zones du génome, a déclaré Eichler, l'un des principaux auteurs de certaines des recherches publiées sous forme de cinq études simultanées dans la revue Science.
Grâce aux progrès de la technologie, les scientifiques peuvent désormais, pour la première fois, reconstituer de longues régions du génome qui contiennent de nombreuses sections répétées et similaires. L'un des chercheurs, Michael Schatz, PhD, a partagé une analogie. Il y a près de vingt ans, c'était comme assembler un puzzle de 1 000 pièces dont beaucoup se ressemblaient, comme par exemple un ciel bleu. Maintenant qu'il est possible de cartographier des séquences d'ADN plus longues, c'est plutôt comme si l'on assemblait le puzzle d'un enfant avec des pièces géantes, et celles qui montrent le ciel bleu, les nuages et les montagnes.
À la question de savoir quand les nouvelles informations sur le génome seront utilisées pour guider la médecine, "c'est déjà le cas", a répondu M. Schatz, professeur d'informatique et de biologie à l'université Johns Hopkins de Baltimore, lors de la conférence de presse.
Savoir quelle variante vous avez dans les gènes hérités de vos parents et quelles variantes se trouvent dans le cancer "est incroyablement important pour le traitement", a-t-il dit. "Avec le cancer du sein, par exemple, en fonction des ensembles particuliers de mutations impliquées, vous pouvez recevoir une chimiothérapie plutôt qu'une autre."
"C'est ce que nous constatons déjà dans le cas du cancer et d'autres maladies à forte composante génétique", a déclaré M. Schatz.
"Il y aura aussi un avenir où nos séquences éclaireront profondément nos conversations avec les prestataires de soins de santé, ce qui nous aidera à mieux connaître notre santé et notre bien-être", a déclaré Eric Green, MD, PhD, directeur du National Human Genome Research Institute.
Contraster et comparer
Disposer d'une carte complète du génome humain signifie qu'il peut être utilisé comme référence et comparé à d'autres.
"L'un des grands indices dont nous disposons pour savoir quels gènes et quelles variantes sont cliniquement pertinents est un plan expérimental très simple. Nous prenons des milliers de personnes atteintes d'une maladie et des milliers de personnes qui n'en sont pas atteintes et nous examinons systématiquement leurs génomes", a déclaré M. Schatz.
L'étape suivante consiste à déterminer si les personnes atteintes de la maladie sont plus ou moins susceptibles de présenter certaines variations, a ajouté M. Schatz. Le succès dépend vraiment de la possibilité d'avoir une vision complète, exhaustive et précise des variations, a-t-il ajouté.
"En utilisant ce nouveau génome complet comme référence, il sera désormais possible de comprendre comment les variations de ces séquences techniquement difficiles contribuent aux traits et aux maladies de l'homme, ainsi que la manière dont elles ont été façonnées par les forces de l'évolution tout au long de l'histoire humaine", a déclaré Rajiv McCoy, PhD.
Plus de cerveaux, s'il vous plaît
Une technologie plus récente, qui permet aux chercheurs d'examiner des segments d'ADN plus longs, révèle de nouvelles perspectives, notamment pour les personnes atteintes d'un cancer du sein.
"Nous trouvons des variantes qui n'ont jamais été vues auparavant", a déclaré Mme Schatz. "Je ne peux pas dire maintenant que ces nouvelles variantes sont causales, mais le fait qu'il existe de nouvelles variantes uniquement accessibles avec cette nouvelle technologie est tout simplement très excitant pour moi."
Même avec les gains potentiels en médecine clinique, "le plus intéressant pour moi est que ces régions portent des gènes qui font de nous des êtres humains uniques", a déclaré Eichler. Environ la moitié des gènes qui nous donnent un cerveau plus gros que celui des singes proviennent spécifiquement de ces régions, par exemple, a-t-il ajouté.
La variété est le sel de la vie ?
Même si 8 % peut sembler un faible pourcentage, Schatz a déclaré que lorsque lui et ses collègues ont comparé 3 202 génomes à cette nouvelle carte de référence, ils ont découvert plus d'un million de variantes supplémentaires.
"Maintenant que nous avons entièrement séquencé le premier génome humain et que nous nous attaquons aux 100 suivants, nous commençons à voir des variations incroyables et des variations qui étaient largement imprévues", a déclaré Eichler.
La première application sera de réduire le nombre d'erreurs dans les tests génétiques cliniques et la recherche actuels, a déclaré M. McCoy, professeur adjoint de biologie à l'université Johns Hopkins.
À plus long terme, a ajouté M. McCoy, "il est probable que les scientifiques identifieront dans certaines de ces régions des variations génétiques contribuant à des maladies rares et courantes qui étaient jusqu'alors cachées, ce qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux diagnostics et thérapies."
Fouiller dans la diversité humaine
Les scientifiques prévoient également de séquencer des centaines de génomes de personnes issues de diverses populations du monde entier par l'intermédiaire du Human Pangenome Reference Consortium. L'un des objectifs est de comparer ces génomes à des génomes de référence afin de mieux comprendre la diversité humaine.
"Cette réalisation suscitera également des conversations franches et significatives sur l'équité en matière de santé et l'accès à celle-ci, ainsi que sur la manière de continuer à construire des ressources génomiques exemptes de préjugés et de sous-représentation", a déclaré M. Green. Historiquement, les études génétiques ont été critiquées pour ne pas représenter les populations mondiales.
"Bien que les potentialités soient illimitées, il reste beaucoup à faire pour que les avantages du séquençage télomère à télomère soient disponibles et accessibles à tous", a ajouté Mme Green.
Aller de l'avant
Le calendrier des autres applications médicales de la réalisation est difficile à prévoir, a déclaré M. McCoy, mais il est "probablement à l'échelle de l'année prochaine ou des deux prochaines années".
M. Green a ajouté : "Ce que je vois de passionnant dans la façon dont cela peut être relié à la santé, c'est l'avenir de la médecine, où nous pensons qu'un jour C et cela commence déjà à se produire C les médecins utiliseront les séquences du génome pour adapter les soins médicaux de leurs patients."
Il s'agit d'une première étape, a-t-il dit, pour donner aux médecins une "vue d'ensemble complète des patients".
D'ici dix ans, "je veux que ce soit un test de routine, à moins de 1 000 dollars, qui permette de se rendre dans une clinique et de faire séquencer l'ensemble de son génome pour permettre cette médecine de précision", a déclaré Adam Phillippy, PhD, chef de la section informatique du génome du National Human Genome Research Institutes.
L'objectif n'est pas seulement de cataloguer les gènes, mais d'examiner leur fonction.
"Le fait d'amener la technologie génomique dans ce nouvel espace et d'essayer de comprendre comment ils sont régulés dans la santé et la maladie est une prochaine étape très importante", a déclaré Miga.
"Depuis que l'on connaît l'ADN et son importance, on a toujours voulu savoir quelle était la séquence complète des gènes, et maintenant nous l'avons pour un seul génome", a déclaré M. Schatz.
Les effets de cette découverte vont au-delà de l'homme et concernent toute la vie sur Terre, a-t-il ajouté.
"Je suis incroyablement enthousiaste à l'idée des applications en matière de santé humaine, de compréhension des populations et d'une vision très large de l'arbre de vie, qui englobe les plantes, les animaux, les virus, les champignons et tout ce qui existe sur la planète."
