1
Q
VRAI OU FAUX.
La plupart des SNP fréquents avec une fréquence d’allèle mineur (MAF) >5% se retrouvent dans des populations de plusieurs continents
A
VRAI
2
Q
Variation présente dans une seule population - caractéristiques:
A
Apparition récente de la variation (e.g. hémochromatose)
Sélection naturelle dans un environnement spécifique (e.g. persistance de l’activité de la lactase) = > confère un avantage (une adaptation positive) à l’environnement => variation qui est vrai pour son temps mais qui n’est pas toujours vrai (peut-être dans 10 ans avec l’environnment changeant - ça peut ne plus être un avantage
3
Q
Types de polymorphismes
A
- CNV
- Microsatellites: 1 chaque quelque kb
- SNP: 1 chaque ~100bp
4
Q
vrai ou faux
Un SNP non-codant peut influencer l’expression génique
A
vrai
5
Q
Types de SNP:
A
- rSNP: SNP régulateur
- cSNP = SNP dans les codons
- gSNP : SNP entre les gènes
- iSNP = SNP dans les codons
6
Q
Effet de goulot + conséquences sur la variabilité génétique (3 situations):
A
7
Q
CCR5 et résistance au VIH
A
- Infection virale nécessite récepteurs cellulaires: CXCR4 et CCR5
- > 20 variations connues de CCR5
- 10% des européens sont hétérozygotes pour del32
- Ralentit l’évolution de la maladie (protection)
- 1% des européens sont homozygotes
- Résistent à l’infection au VIH –> homozygotes pour le gène (délétion) — ne possèdent pas les récepteurs
- Allèle mutant s’étend dans le Nord de l’Europe x ~700 ans (épidémies de peste et de variole)
- Porteurs avaient résistance à l’infection - plus présente chez les européens
- Les populations d’Asie + Afrique n’ont pas été exposées aux mêmes épidémies, ce qui explique la rareté/l’absence de la variation dans ces populations
8
Q
Haplotypes = ? (description)
A
Groupe de SNP liés sur un même segment chromosomique
– en proximité géographique - tendance à être transmis au générations successives ensemble => peu d’évènements de recombinaison
9
Q
Génotype + types d’allèles + génotypes possibles
A
= Combinaison des allèles d’un ou de plusieurs gènes
Allèle majeur: allèle le plus fréquent dans la population Allèle mineur: allèle le plus rare
Génotypes possibles pour un marqueur donnée (chaque couleur vient d’un parent différent)
10
Q
Haplotypes, génotypes, allèles - observes l’image:
A
11
Q
Généalogie génétique = ?
+ utilisations
A
- Si un nombre suffisant de marqueurs est analysé, la généalogie génétique (« ancestry ») peut être inférée approximativement (déterminée)
- Premières offres commerciales ~2000, évolution technologique
Utilisation principalement récréative (compagnies à titre indicatif):
* Pour fournir une estimation des origines ethniques / biogéographiques d’un individu
* Pour déterminer des relations entre des individus et permettre le contact
* Pour accéder aux données brutes pour analyse par le client avec des outils autres (pour déterminer origines
- Enjeux au niveau de la validité clinique, validité analytique (ambiguité + rigueur clinique)
12
Q
Maladies monogéniques vs traits complexes (caractéristiques en tableau)
A
13
Q
Maladies monogéniques vs traits complexes (syndromes en tableau)
A
14
Q
Analyse génétique des traits complexes - on fait quoi?:
A
Évaluer la fréquence de la co-ségrégation du trait/maladie avec des gènes, des marqueurs ou des régions spécifiques du génome
15
Q
Études d’association:
caractéristiques de 2 types d’approches
A
16
Q
analyse de liaison vs analyse d’association:
A
17
Q
Déséquilibre de liaison (LD)
A
- Assume qu’une mutation chez un fondateur de la population est causal du trait / du gène de susceptibilité /de la maladie
- Assume que dans une région proche de la mutation, les allèles de l’haplotype fondateur vont être maintenus sur le même haplotype à la méïose et transmis aux générations successive sen étant peu affectées par la recombinaison
- Association allélique (ou LD) entre les allèles des marqueurs et celui du gène de susceptibilité
- La taille maximale de la région où l’association allélique peut tenir est petite: environ 2cM
18
Q
Études d’association - permet de …
A
Permet la détection d’une association entre des variations génétiques et la maladie
nécessite:
* Cas-contrôles
* Cohortes
* Trio (TDT)
19
Q
Études d’association pangénomique (GWAS)
prérequis : ?
+ étude sert à quoi
A
Prérequis:
* Avoir caractérisé un nombre suffisamment grand de SNP
* Avoir les outils technologiques pour tester un grand nombre de SNP simultanément chez un grand nombre de patients
Identifie des associations de marqueurs (SNP) avec des conditions
20
Q
Études d’association pangénomique (GWAS)
Connaître un grand nombre de SNP permet de…
A
caractériser des millions de SNP ainsi que de caractériser leur transmission (blocs d’haplotypes)
21
Q
Études d’association pangénomique (GWAS)
Outils technologiques
A
- Possible avec la survenue des SNP array
- Modèle illustré (2023) permet de génotyper 2,5M de SNP à-travers le génome. 1M de SNP possible x 2006
22
Q
Études d’association pangénomique (GWAS) - bénéfices, limites, misconceptions:
A
23
Q
Associations avec caractéristiques physiques: Phénotypage - Application de GWAS:
A
24
Q
Associations avec caractéristiques physiques - Système Hiris-Plex
A
- Système Hiris-Plex qui formule des prédictions de pigmentation, de couleur des yeux et de couleurs des cheveux à partir d’un panel de 41 SNPs
- Implications en archéologie / étude de spécimens anciens et en médecine légale
=> en génotyopant un certain nombre de SNP => associations avec fréquence (probabilité) qui permet de prédire un trait
25
Scores polygéniques (PRS) = ? (description)
dépend de quoi?
concept appliqué à quelles maladies?
- utilisation d'infos de marqueurs préalables schématisés dans des études de GWAS pour déterminer le risque élevé ou faible de développer une maladie
- Risque de développer une maladie dépend des variants de risque monogéniques et polygéniques
- Concept applicable à d’autres maladies: cardiomyopathies, autres
26
Scores polygéniques (PRS) - en lien avec la maladie coronarienne (MCAS):
* Dans la maladie coronarienne (MCAS), le risque chez les individus avec variants de risque monogénique dans LDLR varie selon les [LDL-c]
* Les individus avec PRS faible pour LDL + variants monogéniques dans LDLR avaient [LDL-c] plus bas et plus faible risque de MCAS que individus avec PRS élevé pour LDL + variants monogéniques dans LDLR (association plus fiable en addition la donnée du score polygénique + les autres facteurs de risque environnementaux)
27
Développement d’un PRS
on prend plein de SNP en même temps et déterminer lesquels ont le meilleur pouvoir de discrimination
27
Exemples d’utilité de PRS
28
Exemples d’utilité de PRS selon les maladies suivantes
Maladie coronarienne (MCAS):
Fibrillation auriculaire (FA)
Diabète type 2 (DM2):
Thrombophlébite profonde (TPP):
Maladie coronarienne (MCAS):
* Identification plus précoce pour modification habitudes de vie
* Potentiellement ajout de statines si PRS très élevé
* Dépistage plus précoce pour MCAS subclinique
* Facteur de risque pour ajuster prévention primaire si risque 10 ans ASCVD limite-intermédiaire
Fibrillation auriculaire (FA):
* Détection et anticoagulation prophylactique plus précoce
* Contrôle rigoureux des facteurs de risque supplémentaires
Diabète type 2 (DM2):
* Identification plus précoce pour modification habitudes de vie
* Considération hypoglycémiants oraux si facteurs de risque supplémentaires
Thrombophlébite profonde (TPP):
* Stratégies de réduction de risque rigoureuses dans scénarios à risque élevé (voyage, chirurgie...)
29
Identification de cibles thérapeutiques - avec GWAS
en comparant deux maladies - savoir comment la pathologie moléculaire survient + déterminer des traitements thérapeutiques selon les données d’association du SNP + données sur la maladie à traiter - déterminer si un traitement fonctionnerait pour les deux maladies
30
pharmacogénomique - définition:
* Étude des variations de l’ADN et de l’ARN en lien avec la réponse aux médicaments, en corrélant l’expression de gènes ou des marqueurs polymorphiques (e.g. SNP) avec l’efficacité ou la toxicité d’un médicament
* Il y a un lien entre la constitution génétique individuelle et la réponse thérapeutique
* Relation entre génotype et phénotype
* variations dans gènes à cause des médicaments = pharmacogénétique
31
Ampleur du problème - dans le lien pharmacogénitique
* 6,7% effet secondaire sévère des médicaments
* Un pourcentage des patient répond mal/pas du tout au traitement
* Plus de 90% des patients présenteraient au moins 1 variation génétique qui pourrait mener à des modifications de posologie ou de médication si certains traitements étaient prescrits
32
But - pharmacogénétique:
* Développer des approches rationnelles pour optimiser le traitement médicamenteux en lien avec le génotype du patient, pour assurer une efficacité maximale du traitement avec le moins d’effets secondaires possibles
* Identifier les individus à haut risque d’effets secondaires, pour modifier les modalités de traitement (posologie, modification de médicament) => trouver alternatives à certaines classes de médicaments
33
Variabilité de la réponse au médicament - facteurs qui ont un impact:
Plusieurs facteurs possibles
1. Facteurs intrinsèques: âge, santé globale, génétique
2. Facteurs extrinsèques: diète, polypharmacie, observance
variables qui affectent réponses aux médicaments
34
Variabilité de la réponse au médicament
Facteurs génétiques:
1. Gènes influençant la pharmacocinétique du médicament
2. Gènes codant les cibles thérapeutiques
3. Gènes modifiant la sévérité de la maladie, ou sa progression
4. Gènes qui influencent la susceptibilité aux effets indésirables
35
Gènes candidats = ?
Gènes qui codent pour des déterminants pharmacocinétiques et pharmacodynamiques
pharmacinétique —> ce que le corps fait sur le coprs (absorption, dégradation)
pharmacodynamiques - effets des meds sur le coprs (au niveau des concentrations - effets secondaires,etc.)
36
Allèles star et génotypes = ?
* Allèles star (*) lorsque la fonction du gène dépend de l’haplotype
* CYP2C19*1: enzyme sauvage, activité normale
* CYP2C19*2: enzyme inactive, sans activité résiduelle
- star = description d’allèles variants qui comprennent plus qu’un polymorphisme —> similaire à l’haplotype
plusieurs pharmacogènes ont plus d’un allèle star
* Génotype pour décrire les 2 allèles
* CYP2C19*2/*2: individu homozygote pour allèle inactif
* CYP2C19*1/*2: individu avec activité enzymatique diminuée * CYP2C19*1/*1: individu avec activité enzymatique normale
--> nécessite de tester plusieurs position dans le gène pour différencier les allèles star
pour certains pharmacogènes => génotypoe va être nécessaire à savoir
étoile 1 : ensemble de site polymorphique associée à activité résiduelle normale
étoile 2: ensemble de sites polymorphiques associées à une acitivité enzymatique résiduelle nulle
37
Méthodes de diagnostic
* Méthode appropriée selon le/les polymorphismes/haplotypes à identifier :
* Tests spécifiques
* Analyse de multiples SNP
---> ASPE
----> SNP-array
* Analyse des données d’exome/génome avec annotation pharmacogénomique
=> permet d’annoter fichier de variants d’exogénome avec les données de pharmacogénétique
38
CYP2C9, VKORC1 et warfarine - exemple pharmacogénétique:
39
CYP2C9, VKORC1 et warfarine - impact sur les doses:
40
CYP2D6, CYP2C19 et antidépresseurs --> effets sur métaboliseurs ultrarapides + pauvres:
3 pop. d’individus G —>D
individus métaboliseur rapide —> clairance rapide possibilité de ne pas répondrent à la thérapie
métbolisur normaux
métaboliseur lent —> risque d’avoir une accumulation du med —> effets secondaires
* Échec du traitement antidépresseur initial chez 30-50% des patients, en lien avec absence d’efficacité ou présence d’effets secondaires
* La plupart des antidépresseurs sont métabolisés par CYP2D6, CYP2C19 ou les deux. Des variations dans d’autres gènes, comme des transporteurs (SLC6A4) ou des récepteurs (HTR2A,HTR2C) de sérotonine aussi impliqués
* Métaboliseur ultrarapide, échec du traitementmédicament alternatif
* Métaboliseur pauvre, risque d’effet secondairemédicament alternatif
41
Essai randomisé TAU vs PGx --
TAU = traitement stnadard
vs
PGx = traitement guidé par pharmacogénétique
41
CYP2D6 et codéine:
* Les métaboliseurs ultrarapides peuvent faire une surdose avec la codéine car pro-médicament avec faible affinité pour le récepteur μ des opioïdes
* Action principale après activation en morphine, principalement par CYP2D6
* Les métaboliseurs ultrarapides auront donc une concentration plasmatique de morphine plus grande à la suite de la prise du médicament
* Les métaboliseurs lents n'auront pas de morphine produite
=> Dans les deux cas éviter la codéine
* Plus de 10 décès d’enfants rapportés en lien avec la prise de codéine post-amygdalectomie
* Ceci a mené la FDA à interdire l’administration de codéine aux enfants de moins de 12 ans et aux individus de moins de 18 ans subissant une amygdalectomie
codéine = pro-med qui est une substance a peu d’effets mais le corps le métabolise en morphine
--> métaboliseurs ultra-rapides clairent le pro-médicaments plus rapidement donc on se retrouve avec une accumulation de morphine
42
# c. Leucémie Lymphoblastique Aigüe (LLA) et TMPT :
description de TMPT:
+ préblmatique de la 6-mercaptopurine
+ solution:
1. TMPT :
1.1. Présence d’allèles star : plusieurs (donnant différentes conséquences)
1.2. Rôle enzymatique : métabolisation du médicament traitant la LLA (aziothioprine ou 6-MP) à différents endroits de la chaîne réactionnelle
1.2.1. Problématique de la 6-mercaptopurine :
1.2.1.1. Risque élevé d’effets secondaires importants chez les patients dont on administre la 6-MP et certains cas qui en décèdent, mais tx efficace et amélioration le taux de survie de plusieurs patients
1.2.1.2. Solution :
1.2.1.2.1. Diminution de la dose d’azathioprine comme dose de base et augmentation si nécessaire. En cas de déficience complète en TMPT : remplacement du médicament.
43
activité enzymatique de TMPT selon les allèles + conséquence :
1.3. Activité enzymatique :
1.3.1. Normale pour les homozygotes avec allèles sauvages
1.3.2. Nulle pour les homozygotes avec allèles mutés
1.3.2.1. Conséquence ; augmentation du risque de toxicité hématopoïétique sévère et de développement d’une myélosuppression si administration d’une dose conventionnelle (pic linéaire vertical sur graphique)
44
dose donnée de la 6-mercaptopurine:
1.3.2.2. Dose : 6-10% de la dose standard
1.3.3. Diminuée pour les hétérozygotes avec allèles sauvage/muté
1.3.3.1. Conséquence : augmentation du risque d’effets secondaires indésirables
1.3.3.2. Dose : 50-80% de la dose standard
45
2. Recommandation pour un individu devant être traité avec 6-MP (azathioprine) - dépendamment du génotype:
2.1. Utilisation de la pharmacogénétique afin de déterminer le génotype du patient, mais surtout l’activité enzymatique de TMPT
3.
2.2. Dépendamment du génotype :
2.2.1. Individu homozygote normal : dose normale de 6-MP
2.2.2. Individu homozygote muté : considérer des médicaments alternatifs
2.2.3. Individu hétérozygote normal/muté : débuter par une dose réduite, puis augmentation de la dose jusqu’à des effets primaires escomptés (vérification de la valeur sanguine entre chaque augmentation)
2.2.4. Individu avec un métabolisme un peu plus rapide : débuter par une dose normale, puis ajustement en fonction des paramètres de toxicité (concentration sanguine du médicament et niveau de transamidases dans le sang). On ne veut pas donner une dose trop grande rapidement pour éviter une toxicité.
46
linical Pharmacogenetics Implementation Consortium (CPIC) - rôle + but + implication :
1. Rôle : regarder l’évidence pharmacogénétique de chacun des médicaments et classer selon un niveau lesdits médicaments en fonction des observations
1.1. But : une certaine cote (A) sur le niveau d’incidence indique la présence de certains gènes pouvant présenter des polymorphismes affectant la réponse au médicament, nécessitant ainsi un test pharmacogénétique (testing required). D’autres médicaments avec une cote A sont classés « actionable » (ajustement de doses à effectuer en progression)
2. Ce que cela implique :
2.1. Tests « direct-to-consumer) comme Ancestry :
2.1.1. Avancée de la pharmacogénétique dans le monde de la médecine
2.1.2. Présence de patients arrivant avec des résultats de tests pharmacogénétiques, obligeant le médecin à discuter des résultats, à référer et à organiser des tests de confirmation en cas de besoin (dans le but de répertorier les données dans le dossier du patient).
