Article (Scientific journals)
Stepwise use of genomics and transcriptomics technologies increases diagnostic yield in Mendelian disorders.
Colin, Estelle; Duffourd, Yannis; Chevarin, Martin et al.
2023In Frontiers in Cell and Developmental Biology, 11, p. 1021920
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Stepwise use of genomics and transcriptomics technologies increases diagnostic yield in mendelian disorders.pdf
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Keywords :
RNA-seq; clinical diagnoses; genome sequencing; long-read sequencing; optical genome mapping; Developmental Biology; Cell Biology
Abstract :
[en] Purpose: Multi-omics offer worthwhile and increasingly accessible technologies to diagnostic laboratories seeking potential second-tier strategies to help patients with unresolved rare diseases, especially patients clinically diagnosed with a rare OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man) disease. However, no consensus exists regarding the optimal diagnostic care pathway to adopt after negative results with standard approaches. Methods: In 15 unsolved individuals clinically diagnosed with recognizable OMIM diseases but with negative or inconclusive first-line genetic results, we explored the utility of a multi-step approach using several novel omics technologies to establish a molecular diagnosis. Inclusion criteria included a clinical autosomal recessive disease diagnosis and single heterozygous pathogenic variant in the gene of interest identified by first-line analysis (60%-9/15) or a clinical diagnosis of an X-linked recessive or autosomal dominant disease with no causative variant identified (40%-6/15). We performed a multi-step analysis involving short-read genome sequencing (srGS) and complementary approaches such as mRNA sequencing (mRNA-seq), long-read genome sequencing (lrG), or optical genome mapping (oGM) selected according to the outcome of the GS analysis. Results: SrGS alone or in combination with additional genomic and/or transcriptomic technologies allowed us to resolve 87% of individuals by identifying single nucleotide variants/indels missed by first-line targeted tests, identifying variants affecting transcription, or structural variants sometimes requiring lrGS or oGM for their characterization. Conclusion: Hypothesis-driven implementation of combined omics technologies is particularly effective in identifying molecular etiologies. In this study, we detail our experience of the implementation of genomics and transcriptomics technologies in a pilot cohort of previously investigated patients with a typical clinical diagnosis without molecular etiology.
Disciplines :
Genetics & genetic processes
Author, co-author :
Colin, Estelle;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Service de Génétique Médicale, CHU d'Angers, Angers, France
Duffourd, Yannis;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France
Chevarin, Martin;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Tisserant, Emilie;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France
Verdez, Simon;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France
Paccaud, Julien;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France
Bruel, Ange-Line;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Tran Mau-Them, Frédéric;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Denommé-Pichon, Anne-Sophie;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Thevenon, Julien;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France
Safraou, Hana;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Besnard, Thomas;  Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CHU Nantes, Nantes, France ; CNRS, INSERM, L'institut du thorax, Nantes Université, CHU Nantes, Nantes, France
Goldenberg, Alice;  Department of Genetics and Reference Center for Developmental Disorders, Normandy Center for Genomic and Personalized Medicine, Rouen University Hospital, Rouen, France ; Normandie Univ, UNIROUEN, Inserm U1245, Rouen, France
Cogné, Benjamin;  Service de Génétique Médicale, Nantes Université, CHU Nantes, Nantes, France ; CNRS, INSERM, L'institut du thorax, Nantes Université, CHU Nantes, Nantes, France
Isidor, Bertrand;  Service de Génétique Médicale, CHU de Nantes, Nantes, France
Delanne, Julian;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Centre de Génétique et Centre de référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs", Hôpital d'Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
Sorlin, Arthur;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Centre de Génétique et Centre de référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs", Hôpital d'Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
Moutton, Sébastien;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Centre de Génétique et Centre de référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs", Hôpital d'Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
Fradin, Mélanie;  CHU Rennes, Service de Génétique Clinique, Centre de Référence Maladies Rares, CLAD-Ouest, Rennes, France
Dubourg, Christèle;  Service de Génétique Moléculaire et Génomique, CHU Rennes, Rennes, France ; Univ Rennes, CNRS, Institut de Genetique et Developpement de Rennes, UMR 6290, Rennes, France
Gorce, Magali;  Service de Génétique Médicale, CHU d'Angers, Angers, France
Bonneau, Dominique;  Service de Génétique Médicale, CHU d'Angers, Angers, France
El Chehadeh, Salima;  Service de Génétique Médicale, Hôpital de Hautepierre, CHU Strasbourg, Strasbourg, France
Debray, François-Guillaume ;  Université de Liège - ULiège > Département des sciences biomédicales et précliniques > Maladies métaboliques d'origine génétique
Doco-Fenzy, Martine;  Medical School IFR53, EA3801, Université de Reims Champagne-Ardenne, Reims, France ; Service de Génétique, CHU Reims, Reims, France
Uguen, Kevin;  Department of Genetics and Reference Center for Developmental Disorders, Lyon University Hospital, Groupement Hospitalier Est, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France ; CHU Brest, Inserm, Univ Brest, EFS, UMR 1078, GGB, Brest, France
Chatron, Nicolas;  Department of Genetics and Reference Center for Developmental Disorders, Lyon University Hospital, Groupement Hospitalier Est, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
Aral, Bernard;  Laboratoire de Génétique Chromosomique et Moléculaire, Pôle Biologie, CHU de Dijon, Dijon, France
Marle, Nathalie;  Laboratoire de Génétique Chromosomique et Moléculaire, Pôle Biologie, CHU de Dijon, Dijon, France
Kuentz, Paul;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Oncobiologie Génétique Bioinformatique, PCBio, Centre Hospitalier Universitaire de Besançon, Besançon, France
Boland, Anne;  Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Evry, France
Olaso, Robert;  Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Evry, France ; LabEx GENMED (Medical Genomics), Dijon, France
Deleuze, Jean-François;  Université Paris-Saclay, CEA, Centre National de Recherche en Génomique Humaine (CNRGH), Evry, France ; LabEx GENMED (Medical Genomics), Dijon, France
Sanlaville, Damien;  Department of Genetics and Reference Center for Developmental Disorders, Lyon University Hospital, Groupement Hospitalier Est, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
Callier, Patrick;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Laboratoire de Génétique Chromosomique et Moléculaire, Pôle Biologie, CHU de Dijon, Dijon, France
Philippe, Christophe;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Thauvin-Robinet, Christel;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France ; Centre de Référence Maladies Rares "Déficiences Intellectuelles de Causes Rares", Centre de Génétique, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
Faivre, Laurence;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Centre de Génétique et Centre de référence "Anomalies du Développement et Syndromes Malformatifs", Hôpital d'Enfants, Centre Hospitalier Universitaire de Dijon, Dijon, France
Vitobello, Antonio;  UFR Des Sciences de Santé, INSERM-Université de Bourgogne UMR1231 GAD "Génétique des Anomalies du Développement", FHUTRANSLAD, Dijon, France ; Unité Fonctionnelle Innovation en Diagnostic Génomique des Maladies Rares, FHU-TRANSLAD, CHU Dijon Bourgogne, Dijon, France
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Language :
English
Title :
Stepwise use of genomics and transcriptomics technologies increases diagnostic yield in Mendelian disorders.
Publication date :
2023
Journal title :
Frontiers in Cell and Developmental Biology
eISSN :
2296-634X
Publisher :
Frontiers, Switzerland
Volume :
11
Pages :
1021920
Peer reviewed :
Peer Reviewed verified by ORBi
Funding text :
This work was supported by grants from Dijon University Hospital, the ISITE-BFC (PIA ANR), the European Union through the FEDER programs (PERSONALISE), and the Burgundy-Franche Comté regional council (INTEGRA). The sequencing performed at the CNRGH was supported by the France Génomique National infrastructure, funded as part of the “Investissements d’Avenir” program managed by the Agence Nationale pour la Recherche (contract ANR-10-INBS-09).
Available on ORBi :
since 19 June 2025

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