Le séquençage nouvelle génération du génome mitochondrial dans le diagnostic des cytopathies mitochondriales - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2015

Diagnosis of mitochondrial diseases by sequencing the entire mitochondrial genome using "new generation sequencing" technology

Le séquençage nouvelle génération du génome mitochondrial dans le diagnostic des cytopathies mitochondriales

Résumé

Mitochondrial diseases are a group of genetic disorders that arise from a defect of the mitochondrial respiratory chain. The role of the mitochondrial respiratory chain is to generate ATP molecules, the main cellular source of energy. It is composed of five protein complexes (I,II,III,IV,V), encoded by either nuclear DNA or mitochondrial DNA. Mitochondrial diseases are a group of clinically heterogeneous disorders, commonly associated with the elevation of the lactic acid in the plasma or in the cerebral spinal fluid. It is noteworthy that the activity of mitochondrial complexes can be measured in vitro, in tissues or cellular cultures. However, the absence of metabolic derangement and normal complexes activity do not exclude the diagnosis. Molecular analyses are the most efficient way to confirm mitochondrial disease. However, molecular diagnosis is challenging because of the extreme molecular heterogeneity. Indeed, more than 250 nuclear genes have been implicated in mitochondrial disease and this number is still expanding. Moreover, sequencing of the entire mitochondrial DNA (16.5kb) is not realized in routine laboratory work by Sanger method, which is a very expensive and long process. Thus, only few mutations and large scale rearrangements are commonly investigated. In this project we aimed to develop the new generation sequencing (NGS), a rapid and less expensive method, to study mitochondrial DNA in Bordeaux hospital. We have also evaluated the yield of this new technique to identify new mutations in a group of patients, presented with clinical suspicion of mitochondrial disease.
Les cytopahies mitochondriales sont un groupe de maladies génétiques dont l’origine commune est un déficit de la chaine respiratoire mitochondriale. Cette dernière a pour rôle essentiel de fournir l’énergie nécessaire à un fonctionnement cellulaire normal sous forme d’ATP. Elle est constituée d’un ensemble de complexes multiprotéiques dont les sous-unités sont codées pour une petite partie (13 sous unités) par le génome mitochondrial (ADNmt), les autres par le génome nucléaire. Les cytopathies mitochondriales ont une expression clinique très hétérogène, le plus souvent multi-systémique, s’associant à des altérations du bilan métabolique telle que l’hyper-lactacidémie. Il est également possible de mettre en évidence le déficit des complexes de la chaine respiratoire par dosage de leurs activités dans les tissus ou les cellules en cultures. Ces anomalies métaboliques sont cependant loin d’être constantes et des bilans normaux n'éliminent pas une cytopahie mitochondriale. Ceci rend compte de la complexité diagnostique de ces pathologies, seules les explorations moléculaires posent formellement le diagnostic. Les études de l’ADNmt étaient jusqu’à très récemment longues, coûteuses et loin d’être exhaustives. Seuls les grands réarrangements et quelques mutations ponctuelles, dites communes étaient recherchés en routine diagnostique. L’objectif de ce travail était de mettre en place au CHU de Bordeaux, la technique de séquençage de nouvelle génération (NGS) pour l’étude rapide de l’ADNmt dans son ensemble, et ce pour chaque patient suspect de cytopathie mitochondriale. Nous avons dans un second temps évalué l’apport diagnostique de cette nouvelle technique dans une série de patients, ayant une présentation clinique très évocatrice de cytopathie mitochondriale, et pour lesquels les techniques conventionnelles n’avaient pas retrouvé d’anomalies de l’ADNmt.
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Dates et versions

dumas-01218641 , version 1 (21-10-2015)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-01218641 , version 1

Citer

Nada Houcinat. Le séquençage nouvelle génération du génome mitochondrial dans le diagnostic des cytopathies mitochondriales. Médecine humaine et pathologie. 2015. ⟨dumas-01218641⟩
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