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Le terme de maladie génétique rénale rare regroupe près de 150 maladies avec une prévalence estimée à 60-80 cas pour 100 000 habitants en Europe et aux Etats-Unis.1,2 Ces estimations sont bien inférieures à la maladie génétique rénale la plus fréquente, la polykystose autosomique dominante (PKAD) dont la prévalence est estimée à 1/1000.3 Les maladies génétiques rénales sont à la base d’environ 10 % des insuffisances rénales terminales chez l’adulte, et de la majorité chez l’enfant. La localisation du gène de la PKAD remonte à 19854 et il s’est écoulé 30 ans avant la mise sur le marché d’un traitement qui vise à ralentir la progression de la maladie rénale chronique chez les patients atteints d’une PKAD.5 Ces 30 années ont vu naître la néphrogénétique qui s’est développée en parallèle d’une meilleure définition des phénotypes présentés par les patients et de l’acquisition de nouveaux outils visant à affiner l’évaluation diagnostique.
La complexité de la définition d’un phénotype nécessitant une investigation génétique réside en partie dans celle de l’organe étudié.6 Dans le rein, de nombreuses variétés de cellules spécialisées coexistent ayant toutes un rôle propre dans l’excrétion et l’homéostasie mais présentant des interactions importantes (par exemple : podocytes et cellules endothéliales).1 De même de nombreuses protéines peuvent avoir des rôles différents mais intriqués (par exemple, les protéines de la barrière de filtration glomérulaire). Aussi, un certain nombre de maladies rénales rares, bien qu’ayant un mécanisme physiopathologique différent, peuvent conduire à un phénotype commun (par exemple, albuminurie).
Les maladies génétiques rares concernent 10 % des adultes1 et la majorité des enfants7 progressant vers une insuffisance rénale chronique terminale (IRCT). S’il n’y a pas lieu de pratiquer une analyse génétique chez tout individu se présentant en consultation de néphrologie, tous doivent avoir une anamnèse familiale à propos d’éventuelles maladies rénales. Ceci permet d’évaluer un éventuel mode de transmission et d’appuyer la suspicion de maladie génétique.
En particulier, la présentation d’une réduction du débit de filtration glomérulaire estimé (DFGe) et/ou d’une protéinurie avec une étiologie qui ne peut être précisée par l’examen histopathologique est une indication classique à un test génétique, surtout en cas d’anamnèse familiale positive. A contrario, un patient se présentant avec une anamnèse familiale évoquant un mode de transmission clair (par exemple, une transmission autosomique dominante) d’une maladie au phénotype bien défini (par exemple, échographie avec des reins polykystiques de grande taille et des kystes hépatiques) ne requiert pas nécessairement d’investigation génétique étant donné que le diagnostic de PKAD est clair.8 Finalement, le rein unique est un phénotype fréquent9,10 appartenant au large spectre des anomalies congénitales du rein et du tractus urinaire, regroupées sous l’acronyme CAKUT (Congenital Anomalies of the Kidney and Urinary Tract) dans la littérature anglophone et secondaires à des anomalies du développement rénal. Les CAKUT étant responsables d’une majorité des IRCT chez l’enfant,7,11 les progrès dans la compréhension des étapes du développement rénal ont permis d’identifier différents facteurs étiologiques génétiques et environnementaux.12 La présence d’anomalies familiales du tractus urinaire est donc une indication à la recherche de maladie génétique.
En résumé, une consultation de néphrogénétique peut être proposée chez tout patient ayant :
une anamnèse familiale évocatrice d’une hérédité et une maladie rénale connue sans diagnostic clair (par exemple, maladie glomérulaire héréditaire, maladie kystique de nature indéterminée, malformation du tractus urinaire avec caractère familial, etc.).
Une anamnèse familiale négative mais une présentation clinique évoquant une maladie monogénique ou un syndrome pouvant être dû à différentes mutations décrites.
Une maladie génétique suspectée ou connue (y compris PKAD) et un désir d’enfants.
Une éventualité de don de rein dans une famille avec maladie génétique rénale suspectée ou connue.
Cette liste n’est probablement pas exhaustive et la consultation donnera lieu à un conseil suivi d’un test génétiques lorsque celui-ci est considéré comme indiqué. En effet, dans le cas de la PKAD par exemple, le test n’est recommandé que dans certains cas particuliers.
Jusqu’à présent, l’approche classique13 a été d’identifier un compartiment rénal atteint (atteintes glomérulaire, tubulaire, vasculaire, kystique, tumorale), de mettre en évidence un caractère congénital puis de rechercher d’éventuelles atteintes extrarénales associées. L’identification du compartiment rénal atteint passe par un examen clinique associé à un bilan biologique incluant la mesure des électrolytes dans le sang et les urines, une analyse microscopique du sédiment et une formule sanguine complète. Ce bilan est souvent complété par une biopsie rénale qui précise le type d’atteinte rénale. Par la suite, compte tenu du phénotype et de l’anamnèse familiale, il est décidé de tester la présence d’une mutation dans un gène donné dont l’association avec le phénotype a été décrite. Toutefois, cette approche classique ne doit pas être décidée sans autre :
la recherche extensive d’un phénotype peut être longue et coûteuse impliquant de nombreux examens complémentaires. Le diagnostic génétique précoce peut parfois simplifier cette procédure avant de pratiquer la biopsie par exemple.
L’anamnèse familiale peut être négative dans une maladie génétique malgré une présentation clinique évocatrice. Ceci s’explique en partie par la présence de mutations de novo chez le patient mais également en raison d’investigations incomplètes chez les ascendants.13
La présentation phénotypique peut être aspécifique alors que la mise en évidence de la mutation change la prise en charge du patient. Pour exemple, la maladie de Fabry est un trouble du stockage lysosomal dû à une mutation du gène menant à un déficit enzymatique en α-galactosidase A. Sa transmission est liée au chromosome X et cette maladie se manifeste essentiellement dans l’enfance. Parmi les tableaux cliniques de présentation initiale, on connaît la maladie rénale chronique d’étiologie inconnue chez l’enfant ou l’adulte avec ou sans protéinurie.14 La présentation de cette maladie est aspécifique, et l’analyse génétique permet de confirmer le diagnostic et rend le patient candidat à un traitement d’agalsidase-bêta qui, en association aux inhibiteurs de l’enzyme de conversion, pourrait être efficace dans la préservation de la fonction rénale.15 Un index de suspicion élevé dans les maladies où le diagnostic est peu clair permet parfois de poser un diagnostic génétique.
La confirmation génétique du diagnostic a également un intérêt en transplantation rénale tant concernant le bilan du donneur que celui du receveur. Les kystes rénaux simples sont fréquents dans la population générale.16 Dans une étude de cohorte portant sur 1010 participants en Suisse, la prévalence des kystes était de 9,1 % chez les femmes et de 15,2 % chez les hommes.16 L’évaluation d’un donneur apparenté vers un receveur avec une PKAD est donc possible après une évaluation génétique qui se fait en fonction de l’âge et du nombre de kystes chez le donneur17 afin de diminuer le nombre de refus non justifiés.
L’évaluation diagnostique des maladies rénales génétiques rares est également nécessaire afin de prédire le risque de récurrence de la maladie sur le greffon rénal. C’est le cas pour les syndromes hémolytiques associés aux mutations des voies de régulation du complément ou des syndromes néphrotiques congénitaux.18
Dans toutes les maladies génétiques, la confirmation de la mutation permet de clarifier la transmission de la maladie et son expression potentielle, en recherchant le gène impliqué dans l’ensemble de la fratrie. Ceci permet de donner des conseils aux patients désireux d’avoir des enfants. Ainsi, un mode de transmission autosomique dominant chez un des deux parents est associé à un risque de 50 % pour l’enfant d’être porteur de la mutation.
Finalement, la disponibilité des analyses génétiques étant croissante, il est possible de constituer des registres qui permettront de mieux comprendre les associations génotype-phénotype et éventuellement de développer de nouvelles cibles thérapeutiques. En Europe, le consortium EURenOmics se concentre sur cinq groupes de maladies rénales rares ayant déjà collecté des données chez près de 12 000 patients.13
Malgré ces avantages théoriques de réaliser une analyse génétique chez certains patients, il est très important de considérer le contexte psychosocial de chaque patient, en particulier avant de pratiquer une analyse génétique. Il est également nécessaire d’intégrer le diagnostic génétique dans un conseil génétique plus global.19
Initialement, le gold standard diagnostique a été le séquençage selon Sanger20,21 Le principe de cette méthode est simple puisqu’il consiste à amplifier la région d’intérêt de l’ADN (gène entier ou partie du gène) à l’aide de petits oligonucléotides (appelés amorces) qui sont complémentaires aux séquences en amont et en aval de la partie du fragment d’ADN à séquencer. Dans cette situation, la suspicion diagnostique doit être forte, étant donné qu’un seul gène est ciblé. Il pourrait s’agir d’une PKAD par exemple. Toutefois, la meilleure compréhension physiopathologique des atteintes rénales génétiques a permis de mettre en discussion l’intérêt de cette approche diagnostique qui se limite à rechercher une ou plusieurs mutations dans un seul gène à la fois dans certaines pathologies. Cette approche, qui reste le premier choix dans des présentations cliniques évocatrices (figure 1), n’est en effet pas coût-efficace dans les maladies hétérogènes associées à des phénotypes non spécifiques,22 ou lorsque la clinique évoque plusieurs diagnostics différentiels.
Il existe une approche complémentaire appelée hybridation génomique comparative (Comparative Genomic Hybridization sur microarray ; CGH array). C’est une technique cytogénétique23 permettant de rechercher des microdélétions ou microduplications et d’analyser les variations du nombre de copies dans l’ADN (Copy Number variation ; CNV). Elle permet ainsi l’exploration simultanée de tout le génome à la recherche de déséquilibres chromosomiques entre un ADN de référence et celui du patient.23 Elle cible ainsi l’entièreté du génome avec une meilleure résolution (environ 500 fois plus grande) que le caryotype classique. Toutefois, son interprétation peut être laborieuse en raison de son caractère semi-quantitatif ne permettant pas par exemple de détecter des translocations ou des inversions équilibrées.23,24 C’est une technique de choix lors de suspicion de syndromes liés à des déséquilibres génomiques quantitatifs, où plusieurs gènes sont absents ou dupliqués.
Devant l’efficacité diagnostique relative de l’approche « phénotype au génotype », un nouveau paradigme diagnostique a vu le jour avec l’accès aux nouveaux moyens diagnostiques en génétique. Ainsi, le séquençage à haut débit (Next Generation Sequencing ; NGS) a révolutionné le diagnostic des maladies génétiques rénales.24,25 A partir de séquenceurs à haut débit, plusieurs millions de séquences du génome et de l’ensemble de l’exome (portion codante du génome) sont lues. On peut soit viser à analyser l’ensemble du génome ou de l’exome, mais également cibler un panel de gènes à choix, qui vont être sélectionnés au préalable afin de limiter les découvertes aspécifiques et le temps d’analyse (tableau 1). A Genève par exemple, lors de maladies rénales complexes, on pratique initialement un séquençage par NGS avec une analyse bioinformatique ciblée d’un panel de gènes « rénaux » prédéfini.
L’efficacité de cette méthode réside dans la capacité de séquencer des dizaines de gènes en parallèle réduisant considérablement le coût et le temps nécessaire pour obtenir la séquence. Elle permet également de mettre en évidence de nouvelles mutations inconnues jusqu’à lors. Cette technique est effectuée sur l’ADN leucocytaire mais peut également être utilisée sur du tissu sain et atteint afin de déterminer un mosaïcisme.26 Les mutations retrouvées sont ensuite confirmées par un séquençage classique ciblé (Sanger). Lorsqu’une délétion d’un gène est suspectée, en complément du NGS, une analyse supplémentaire (nommée MLPA – Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) est proposée sur la région d’intérêt. Une analyse de la transmission éventuelle de la mutation par analyse des apparentés est souvent proposée aussi, afin de confirmer ou infirmer le caractère de novo de la mutation chez le cas index.
Cette analyse génomique nécessite l’accès à trois ressources sans lesquelles les séquences seules n’ont aucun intérêt pour le clinicien : le support bioinformatique, l’accès à une base de données de variants exhaustive et l’analyse de variants d’étiologie inconnue in silico (programmes informatiques de prédiction de pathogénicité) ou fonctionnellement dans d’autres modèles.13 De nombreuses publications récentes ont retrouvé l’avantage diagnostique du NGS en termes de reclassification étiologique. Par exemple, le syndrome néphrotique résistant aux stéroïdes a été initialement associé à des mutations de gènes codant pour des protéines exprimées au niveau du podocyte avec un mode de transmission autosomique récessif (NPHS1, NPHS2, PLCE1, MYO1E, PTPRO…) ou autosomique dominant (WT1, INF2, ACTN4, TRCP6). Récemment, en utilisant la technique de NGS, les gènes du collagène du type IV ont également été identifiés comme une cause importante de syndrome néphrotique corticorésistant.27 Ceci n’est qu’un exemple parmi d’autres où le NGS a mis en évidence de nouvelles mutations à l’origine d’un phénotype donné. L’emploi du NGS est une option qui peut donc améliorer la vitesse et le rendement diagnostique avec un coût plus faible que le séquençage par Sanger dans des pathologies où différents gènes peuvent être en cause.
Malgré ses avantages clairs et sa puissance d’analyse, le NGS présente également des limitations. Certains gènes insuffisamment couverts devront être analysés par séquençage Sanger. C’est le cas du gène PKD1, avec des régions du génome comprenant des séquences répétitives ainsi que plusieurs pseudogènes de séquence très similaire ailleurs dans le génome. Par ailleurs, cette technique permet de mettre en évidence de nouvelles mutations qui ne sont et ne seront pas forcément analysées au niveau fonctionnel, étant donné le coût de ce genre d’étude mais uniquement par les programmes informatiques de prédiction, empêchant de les associer définitivement au phénotype, mais suggérant leur pathogénicité. Malgré ces réserves, l’analyse par séquençage à haut débit présente un avantage majeur en termes de coût, efficacité et rapidité, émergeant ainsi comme une méthode de choix dans le diagnostic de pathologies complexes, notamment au niveau rénal.
Au final, le choix de la technique de diagnostic chez un patient dépend de sa présentation clinique et de l’index de suspicion pour une maladie génétique spécifique. Une proposition d’algorithme décisionnel simple est présentée dans la figure 1.
En Suisse, la prise en charge des analyses se base sur la loi fédérale du 18 mars 1994 sur l’assurance-maladie (LAMal). Une modification de la liste des analyses (Ordonnance sur les prestations de l’assurance des soins) a été publiée le 1er janvier 2016. Le remboursement des analyses en NGS y est répertorié depuis 2015. Cette analyse doit se faire en accord avec le guide de bonnes pratiques pour les applications cliniques du séquençage à haut débit qui a été publié par la Société suisse de génétique médicale en décembre 2014.
A Genève, la prise en charge en cas de suspicion de maladie génétique héréditaire consiste à un premier rendez-vous d’évaluation au cours duquel la prise en charge diagnostique optimale est déterminée en fonction du phénotype présenté. Ensuite, un nouveau rendez-vous d’annonce du diagnostic et de conseil génétique est planifié dès réception du résultat. Entre janvier et juin 2015, 22 patients ont été évalués et 10 (45 %) d’entre eux ont bénéficié d’une approche par NGS avec panel de gènes « rénaux » analysés en première intention diagnostique. Chaque mutation retrouvée est confirmée par séquençage Sanger. Cet outil a permis de reclasser la maladie chez quatre patients.
Les maladies génétiques rénales se répartissent entre des maladies relativement fréquentes comme la polykystose autosomique dominante et des tableaux cliniques fréquents (syndrome néphrotique, rein unique) pouvant s’expliquer par une ou plusieurs mutations. La présence d’une anamnèse familiale est un critère important justifiant des investigations, toutefois un phénotype évocateur isolé doit faire rechercher également une mutation de novo. L’approche diagnostique doit s’inscrire dans une approche multidisciplinaire (néphrologue, néphropédiatre et généticien) permettant une utilisation appropriée toujours précédée d’un conseil génétique optimal.
Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêts en relation avec cet article.
▪ De nouveaux moyens diagnostiques, dont le séquençage à haut débit, améliorent le coût et l’efficacité du diagnostic en néphrogénétique
▪ L’utilisation de ces nouveaux outils permettra de reclassifier certains syndromes néphrologiques et ainsi de conseiller au mieux les patients