Le « Cakutome », un outil de séquençage haut-débit ciblé pour le diagnostic moléculaire et l’identification de nouveaux gènes impliqués dans les anomalies du développement des reins et des voies urinaires

Les anomalies congenitales des reins et des voies urinaires (CAKUT) sont une cause majeure d’insuffisance renale de l’enfant. Les CAKUT sont des pathologies genetiquement et phenotypiquement heterogenes. Des mutations de plus de 50 genes ont ete rapportees dans des formes isolees ou syndromiques. Il s’agit le plus souvent de mutations heterozygotes et les genes les plus frequemment impliques codent les facteurs de transcription HNF1B, PAX2 et EYA1/SIX1. Ces genes, testes en routine dans le cadre du diagnostic, permettent d’expliquer 15–20 % des cas. La plupart des autres genes ne concernent qu’une minorite de patients et leur implication n’est pas toujours reellement etablie. Afin d’ameliorer l’efficacite du diagnostic genetique en testant l’ensemble des genes connus, et d’identifier de nouveaux genes responsables, nous avons developpe une strategie de sequencage haut debit (« Cakutome », technologie Agilent SureSelect) ciblant 388 genes : genes de CAKUT etablis ou probables, genes invalides dans des modeles murins d’anomalies de developpement renal, genes impliques dans des processus cellulaires/signalisations importants pour le developpement renal, et genes candidats identifies par sequencage d’exome de cas familiaux de CAKUT. Cent soixante-neuf echantillons ont ete analyses, 63 prealablement testes pour HNF1B, PAX2, EYA1  et/ou SIX1  et sans mutation identifiee, et 106 nouveaux cas. Nous avons identifie des mutations/deletions dans HNF1B, PAX2, EYA1  ou SIX1  chez 21 des 106 patients. Ce taux est globalement similaire a celui obtenu par sequencage Sanger. Cependant, l’approche Cakutome a permis d’identifier deux deletions dans PAX2  qui n’auraient pas ete trouvees par analyse Sanger. L’identification de mutations dans les genes KAL1 (syndrome de Kallmann), GATA3 (syndrome HDR : hypoparathyroidie, surdite, rein) ou SALL1 (syndrome de Townes-Brocks) chez des 4 fœtus/patient avec CAKUT isole, ainsi que d’une mutation d’ EYA1  chez un patient chez lequel seuls HNF1B et PAX2  avaient ete testes, nous ont permis de faire le diagnostic chez ces patients. Cette etude a egalement mis en evidence des variations potentiellement pathogenes (non-sens, deletions intrageniques, faux-sens predits deleteres) dans plusieurs genes, dont certains non encore rapportes chez les patients CAKUT. Dans 4 familles, l’association de variations heterozygotes dans deux genes suggere un possible mecanisme epistatique. Enfin, l’etude de 38 fœtus avec agenesie renale bilaterale (ARB) n’a pas permis d’identifier de nouvelles mutations d’ ITGA8  et FGF20 , deux genes identifies par notre equipe dans des ARB recessives. Cette etude souligne la complexite de la genetique des CAKUT. Une difficulte est liee a l’interpretation des variants rares dans le contexte de mutations principalement dominantes a expressivite variable. Ces resultats suggerent l’existence, au moins dans certains cas, d’une heredite complexe et/ou le role de facteurs environnementaux et epigenetiques, contribuant a la survenue et a l’heterogeneite des CAKUT.