Frontiers in Cell and Developmental Biology (Oct 2022)
OMIXCARE: OMICS technologies solved about 33% of the patients with heterogeneous rare neuro-developmental disorders and negative exome sequencing results and identified 13% additional candidate variants
- Estelle Colin,
- Estelle Colin,
- Yannis Duffourd,
- Yannis Duffourd,
- Emilie Tisserant,
- Raissa Relator,
- Ange-Line Bruel,
- Ange-Line Bruel,
- Frédéric Tran Mau-Them,
- Frédéric Tran Mau-Them,
- Anne-Sophie Denommé-Pichon,
- Anne-Sophie Denommé-Pichon,
- Hana Safraou,
- Hana Safraou,
- Julian Delanne,
- Julian Delanne,
- Nolwenn Jean-Marçais,
- Boris Keren,
- Bertrand Isidor,
- Marie Vincent,
- Cyril Mignot,
- Cyril Mignot,
- Delphine Heron,
- Alexandra Afenjar,
- Solveig Heide,
- Anne Faudet,
- Perrine Charles,
- Sylvie Odent,
- Sylvie Odent,
- Yvan Herenger,
- Arthur Sorlin,
- Sébastien Moutton,
- Jennifer Kerkhof,
- Haley McConkey,
- Martin Chevarin,
- Martin Chevarin,
- Charlotte Poë,
- Charlotte Poë,
- Victor Couturier,
- Victor Couturier,
- Valentin Bourgeois,
- Valentin Bourgeois,
- Patrick Callier,
- Anne Boland,
- Robert Olaso,
- Robert Olaso,
- Christophe Philippe,
- Christophe Philippe,
- Bekim Sadikovic,
- Bekim Sadikovic,
- Christel Thauvin-Robinet,
- Christel Thauvin-Robinet,
- Christel Thauvin-Robinet,
- Laurence Faivre,
- Laurence Faivre,
- Jean-François Deleuze,
- Jean-François Deleuze,
- Antonio Vitobello,
- Antonio Vitobello
Affiliations
- Estelle Colin
- Service de Génétique Médicale, CHU d’Angers, Angers, France
- Estelle Colin
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Yannis Duffourd
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Yannis Duffourd
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Emilie Tisserant
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Raissa Relator
- Molecular Diagnostics Program and Verspeeten Clinical Genome Centre, London Health Sciences and Saint Joseph’s Healthcare, London, ON, Canada
- Ange-Line Bruel
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Ange-Line Bruel
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Frédéric Tran Mau-Them
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Frédéric Tran Mau-Them
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Anne-Sophie Denommé-Pichon
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Anne-Sophie Denommé-Pichon
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Hana Safraou
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Hana Safraou
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Julian Delanne
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Julian Delanne
- Centre de Génétique et Centre de Référence “Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs”, Hôpital d’Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
- Nolwenn Jean-Marçais
- Centre de Génétique et Centre de Référence “Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs”, Hôpital d’Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
- Boris Keren
- Assistance publique - Hôpitaux de Paris (APHP), Département de Génétique, Groupe Hospitalier Pitié Salpêtrière, Paris, France
- Bertrand Isidor
- Service de Génétique Médicale, CHU Nantes, Nantes, France
- Marie Vincent
- Service de Génétique Médicale, CHU Nantes, Nantes, France
- Cyril Mignot
- Sorbonne Université/INSERM U1127/CNRS UMR 7225/Institut du Cerveau, Paris, France
- Cyril Mignot
- Service de Neurologie, Hôpital la Pitié Salpêtrière, Sorbonne Université, Paris, France
- Delphine Heron
- 0Département de Génétique, Assistance publique - Hôpitaux de Paris Sorbonne Université, Hôpital Pitié-Salpêtrière et Trousseau, Paris, France
- Alexandra Afenjar
- 1Assistance publique - Hôpitaux de Paris, Département de Génétique, Sorbonne Université, GRC No. 19, ConCer-LD, Centre de Référence Déficiences Intellectuelles de Causes Rares, Hôpital Armand Trousseau, Paris, France
- Solveig Heide
- 0Département de Génétique, Assistance publique - Hôpitaux de Paris Sorbonne Université, Hôpital Pitié-Salpêtrière et Trousseau, Paris, France
- Anne Faudet
- 0Département de Génétique, Assistance publique - Hôpitaux de Paris Sorbonne Université, Hôpital Pitié-Salpêtrière et Trousseau, Paris, France
- Perrine Charles
- 0Département de Génétique, Assistance publique - Hôpitaux de Paris Sorbonne Université, Hôpital Pitié-Salpêtrière et Trousseau, Paris, France
- Sylvie Odent
- 2Service de Génétique Clinique, European Reference Network (ERN) ITHACA, CHU Rennes, Rennes, France
- Sylvie Odent
- 3IGDR (Institut de Génétique et Développement de Rennes)—UMR 6290, ERL U1305, CNRS, INSERM, Univ Rennes, Rennes, France
- Yvan Herenger
- 4Service de Génétique Médicale, CHU de Tours, Tours, France
- Arthur Sorlin
- Centre de Génétique et Centre de Référence “Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs”, Hôpital d’Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
- Sébastien Moutton
- Centre de Génétique et Centre de Référence “Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs”, Hôpital d’Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
- Jennifer Kerkhof
- Molecular Diagnostics Program and Verspeeten Clinical Genome Centre, London Health Sciences and Saint Joseph’s Healthcare, London, ON, Canada
- Haley McConkey
- Molecular Diagnostics Program and Verspeeten Clinical Genome Centre, London Health Sciences and Saint Joseph’s Healthcare, London, ON, Canada
- Martin Chevarin
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Martin Chevarin
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Charlotte Poë
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Charlotte Poë
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Victor Couturier
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Victor Couturier
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Valentin Bourgeois
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Valentin Bourgeois
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Patrick Callier
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Anne Boland
- 5Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Université Paris-Saclay, Evry, France
- Robert Olaso
- 5Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Université Paris-Saclay, Evry, France
- Robert Olaso
- 6LabEx GENMED (Medical Genomics)ParisFrance
- Christophe Philippe
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Christophe Philippe
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Bekim Sadikovic
- Molecular Diagnostics Program and Verspeeten Clinical Genome Centre, London Health Sciences and Saint Joseph’s Healthcare, London, ON, Canada
- Bekim Sadikovic
- 7Department of Pathology and Laboratory Medicine, Western University, London, ON, Canada
- Christel Thauvin-Robinet
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Christel Thauvin-Robinet
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Christel Thauvin-Robinet
- 8Centre de Référence Maladies Rares “Déficiences Intellectuelles de Causes Rares”, Centre de Génétique, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- Laurence Faivre
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Laurence Faivre
- Centre de Génétique et Centre de Référence “Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs”, Hôpital d’Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
- Jean-François Deleuze
- 5Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Université Paris-Saclay, Evry, France
- Jean-François Deleuze
- 6LabEx GENMED (Medical Genomics)ParisFrance
- Antonio Vitobello
- UFR des Sciences de Santé, GAD “Génétique des Anomalies du Développement”, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231, Fédération Hospitalo-Universitaire (FHU)-TRANSLAD, Dijon, France
- Antonio Vitobello
- Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, Fédération Hospitalo-Universitaire-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fcell.2022.1021785
- Journal volume & issue
-
Vol. 10
Abstract
Purpose: Patients with rare or ultra-rare genetic diseases, which affect 350 million people worldwide, may experience a diagnostic odyssey. High-throughput sequencing leads to an etiological diagnosis in up to 50% of individuals with heterogeneous neurodevelopmental or malformation disorders. There is a growing interest in additional omics technologies in translational research settings to examine the remaining unsolved cases.Methods: We gathered 30 individuals with malformation syndromes and/or severe neurodevelopmental disorders with negative trio exome sequencing and array comparative genomic hybridization results through a multicenter project. We applied short-read genome sequencing, total RNA sequencing, and DNA methylation analysis, in that order, as complementary translational research tools for a molecular diagnosis.Results: The cohort was mainly composed of pediatric individuals with a median age of 13.7 years (4 years and 6 months to 35 years and 1 month). Genome sequencing alone identified at least one variant with a high level of evidence of pathogenicity in 8/30 individuals (26.7%) and at least a candidate disease-causing variant in 7/30 other individuals (23.3%). RNA-seq data in 23 individuals allowed two additional individuals (8.7%) to be diagnosed, confirming the implication of two pathogenic variants (8.7%), and excluding one candidate variant (4.3%). Finally, DNA methylation analysis confirmed one diagnosis identified by genome sequencing (Kabuki syndrome) and identified an episignature compatible with a BAFopathy in a patient with a clinical diagnosis of Coffin-Siris with negative genome and RNA-seq results in blood.Conclusion: Overall, our integrated genome, transcriptome, and DNA methylation analysis solved 10/30 (33.3%) cases and identified a strong candidate gene in 4/30 (13.3%) of the patients with rare neurodevelopmental disorders and negative exome sequencing results.
Keywords
- undiagnosed neurodevelopmental diseases
- genome sequencing
- transcriptome sequencing
- DNA methylation analysis
- translational research