• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Sciences de la vie et de la santé
• Identifiant : 2025ULILS028
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 15/09/2025

Résumé en langue originale

Les maladies rares sont définies par leur faible prévalence et non par des caractéristiques cliniques ou pathologiques communes. Dans l’Union européenne, une maladie est dite rare lorsqu’elle touche moins d’une personne sur 2 000, soit environ 5 millions d’individus. Parmi les maladies rares, les troubles du neurodéveloppement représentent un groupe complexe, associé à une grande hétérogénéité génétique et de leurs répercussions profondes sur la qualité de vie. Les variants de structure (SVs) sont responsables de 10 à 20 % des cas. Pourtant, leur caractérisation complète reste limitée par les outils actuels, et leur interprétation demeure souvent incertaine.C’est notamment le cas des duplications, dont l’interprétation dépend de leur organisation sous-jacente. Un gain de copies peut correspondre à des structures très différentes : duplication en tandem (directe ou inversée), duplication complexe (DUP-TRP/INV-DUP), triplication,insertion inter- ou intragénique… Cette diversité structurelle peut induire des mécanismes variés de dérégulation : triplosensibilité, haploinsuffisance, gain ou perte de fonction,rendant la caractérisation fine indispensable à une interprétation complète. Les technologies de diagnostic de routine peinent à capturer cette complexité. Le séquençage long-read, en particulier par la technologie Oxford Nanopore (ONT), apparaît comme une solution prometteuse.Il est jusqu’à cinq fois plus sensible pour détecter les SVs, et permet une analyse directe de leur structure. Dans ce contexte, ce projet de thèse visait à évaluer la pertinence du séquençage ONT pour l’étude de gains de copies identifiés en diagnostic chez des patients atteints de trouble neurodéveloppementaux. L’objectif était double : affiner leur caractérisation structurelle et explorerleur impact fonctionnel quand cela était possible, afin d’en améliorer l’interprétation clinique.Nous avons séquencé 15 patients par ONT. Tous les SVs ciblés ont pu être visualisés, et 93 %ont été appelés par un logiciel de détection de variants de structure. Cette approche a permis de révéler l’organisation précise des réarrangements et d’inférer les mécanismes en jeu (NAHR, NHEJ, MMBIR…). Dans plusieurs cas, une analyse fonctionnelle a été menée,conduisant à une reclassification en variant pathogène dans 42,7 % des situations analysées.Ces résultats démontrent que le séquençage long-read offre une couverture suffisante à l’échelle du génome, y compris dans des régions complexes. Il permet de détecter des réarrangements ignorés par les méthodes conventionnelles, et d’en fournir une description fine, qu’il s’agisse de duplications simples ou complexes. Ainsi, cette technologie constitue un atout majeur pour l’étude des SVs dans les troubles du neurodéveloppement, en complément des approches classiques. Elle ouvre la voie à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués,à une interprétation plus précise des variants détectées et à une amélioration du rendement diagnostique en génétique clinique.

Résumé traduit

Rare diseases are defined by their low prevalence rather than by shared clinical or pathological characteristics. In the European Union, a disease is considered rare when it affects fewer than one in 2,000 people, which corresponds to approximately 5 million individuals. Among rare diseases, neurodevelopmental disorders represent a complex group, associated with high genetic heterogeneity and significant impacts on quality of life. Structural variants (SVs) account for 10 to 20% of cases. However, their comprehensive characterization remains limited by current tools, and their interpretation is often uncertain. This is particularly true for duplications, whose interpretation depends on their underlying structure. A copy number gain can correspond to very different architectures: tandem duplications(direct or inverted), complex duplications (DUP-TRP/INV-DUP), triplications, intergenicor intragenic insertions, etc. This structural diversity can lead to various mechanisms of deregulation, triplosensitivity, haploinsufficiency, gain or loss of function, making detailed characterization essential for accurate interpretation. Routine diagnostic technologies struggle to capture this complexity. Long-read sequencing, particularly with Oxford Nanopore Technology(ONT), emerges as a promising solution. It is up to five times more sensitive in detecting SVs and allows direct analysis of their structure.In this context, this PhD project aimed to assess the relevance of ONT sequencing for studying copy number gains identified in diagnostics in patients with neurodevelopmental disorders. The goal was two fold: to refine the structural characterization of these variants and to explore their functional impact when possible, in order to improve their clinical interpretation. We sequenced 15 patients using ONT. All targeted SVs could be visualized, and 93% were detected by structural variant calling software. This approach enabled us to uncover the precise organization of the rearrangements and infer the mechanisms involved (NAHR, NHEJ,MMBIR, etc.). In several cases, functional analyses were performed, leading to reclassification as pathogenic variants in 50% of the analyzed cases. These results demonstrate that long-read sequencing provides sufficient genome-wide coverage,including in complex regions. It allows detection of rearrangements missed by conventional methods and offers fine-grained structural resolution, whether for simple or complex duplications. As such, this technology is a major asset for studying SVs in neurodevelopmental disorders, complementing classical approaches. It paves the way for a better understanding of the underlying mechanisms, more accurate interpretation of detected variants, and improved diagnostic yield in clinical genetics.