A sequential variant prioritization to identify genetic causes of hereditary angioedema in affected families from Spain and Portugal

Résumé technique : Priorisation séquentielle des variants pour l'angioedème héréditaire en Espagne et au Portugal

Énoncé du problème
L'angioedème héréditaire (AH) est une maladie autosomique dominante rare caractérisée par des attaques d'œdèmes récurrents médiés par une dysrégulation de la bradykinine. Bien que la majorité des cas soient attribués à des variants dans SERPING1 (codant pour l'inhibiteur de la C1) ou F12 (codant pour le facteur XII), une proportion significative de patients — particulièrement ceux présentant des taux normaux d'inhibiteur de la C1 (AH-nC1INH) — ne dispose pas de diagnostic moléculaire. Les routines diagnostiques actuelles reposent souvent sur des tests protéiques, qui peuvent s'avérer non concluants ou conduire à des erreurs de diagnostic, entraînant un retard de traitement. De plus, bien que le séquençage de nouvelle génération (NGS) ait élargi le paysage génétique connu, le rendement diagnostique reste sous-optimal, notamment pour les cas sporadiques sans antécédents familiaux. Il existe un besoin critique d'une caractérisation génétique exhaustive pour affiner les stratégies diagnostiques et étendre le spectre mutationnel de l'AH dans les populations sous-représentées, spécifiquement en Espagne et au Portugal.

Méthodologie
L'étude a employé une stratégie de priorisation séquentielle des variants sur une cohorte de 102 familles indépendantes (170 individus) provenant d'Espagne et du Portugal continental. Le flux de travail comprenait :

1. Séquençage de l'exome entier (WES) : L'ADN a été extrait de sang périphérique et séquencé via des instruments Illumina, atteignant une profondeur médiane de 118,3X.
2. Pipeline de priorisation à deux niveaux :
   • Niveau 1 (Gènes établis) : Utilisation de l'outil interne de l'annotation de la base de données de l'angioedème héréditaire (HADA) pour cribler sept gènes connus associés à l'AH (SERPING1, F12, ANGPT1, PLG, KNG1, HS3ST6, MYOF). Ce niveau s'est concentré sur l'identification de variants pathogènes connus et de nouveaux variants au sein de ces locus établis.
   • Niveau 2 (Panel exploratoire) : Pour les cas non résolus au Niveau 1, un panel de gènes virtuels a été appliqué via la plateforme Franklin. Ce panel ciblait les gènes impliqués dans le système kinine-kallikréine (KKS) et les voies du complément (ex: DAB2IP, C5, TEK, VEGFA), en priorisant les variants présentant de faibles fréquences alléliques dans la population (<0,01) et une forte dangerosité prédite (scores CADD dépassant les seuils de signification mutationnelle spécifiques au gène).
3. Validation et ségrégation : Les variants candidats ont été validés par séquençage Sanger. Une analyse de ségrégation a été réalisée lorsque des membres de la famille étaient disponibles afin d'évaluer la co-ségrégation avec le phénotype de la maladie.
4. Analyse spécialisée : Le pipeline incluait un criblage spécifique des insertions d'éléments mobiles (éléments Alu) dans SERPING1 à l'aide de MELT et SCRAMble, ainsi que la prédiction de l'impact sur l'épissage via SQUIRLS et DECIPHER.

Résultats clés

• Rendement diagnostique : L'étude a identifié 28 variants pathogènes ou probablement pathogènes (P/LP). Le rendement diagnostique était significativement plus élevé dans les familles multiplexes (88,3 %) par rapport aux cas de probands seuls (21,1 %), soulignant la valeur de l'inclusion des membres de la famille non affectés dans le dépistage.
• Nouvelles découvertes : L'analyse a révélé sept nouveaux variants de SERPING1 et deux nouveaux variants de F12. Parmi les découvertes notables figurent un nouveau variant d'épissage dans SERPING1 et un événement de duplication prédit comme déclencheur du mécanisme de dégradation par l'ARNm (NMD).
• Variants candidats : Dans les cas dépourvus de mutations dans les gènes établis, l'analyse du Niveau 2 a priorisé des variants candidats dans des gènes tels que C5, TEK, ANGPT2 et KRT1. Plus précisément, un variant de site d'épissage dans C5 (c.3151_3154+2del) a été trouvé dans quatre cas sporadiques non apparentés, et un variant faux-sens de TEK a montré une co-ségrégation complète dans une famille, suggérant un rôle dans la pathogenèse de l'AH-nC1INH.
• Observations épidémiologiques : L'étude a noté une prévalence frappante de l'AH de type 2 (C1-INH dysfonctionnel) chez les patients portugais (40 %), soit un taux nettement supérieur aux estimations mondiales (10–15 %).
• Reclassification : L'analyse génétique a permis de reclasser avec succès des cas présentant des profils sérologiques ambigus, tels que la Famille 97, où une suspicion clinique initiale d'AH-C1INH de type 1 a été révisée en AH-nC1INH suite à l'identification d'un variant de F12.

Signification et revendications
Les auteurs affirment que cette étude représente la caractérisation génétique la plus complète de l'AH en Espagne et au Portugal à ce jour. En intégrant le WES avec un cadre de priorisation séquentielle, l'étude élargit le spectre mutationnel connu de l'AH et propose de nouveaux variants candidats dans des gènes interagissant avec la voie de la bradykinine. L'article soutient que les tests génétiques devraient être établis comme un outil de diagnostic de premier niveau pour réduire les délais de diagnostic et permettre une gestion précise, particulièrement pour les patients présentant des taux normaux d'inhibiteur de la C1. Les résultats renforcent l'importance de l'analyse de ségrégation familiale pour améliorer le rendement diagnostique et soulignent les limites des tests actuels basés sur les protéines pour résoudre les cas ambigus. Les auteurs soulignent que, bien que les variants candidats identifiés au second niveau nécessitent une validation fonctionnelle, ils fournissent un cadre pour réévaluer la diversité moléculaire de l'AH et suggèrent qu'il est nécessaire d'étendre le dépistage génétique au-delà des gènes canoniques pour combler le fossé diagnostique restant.