Thèse Résolution des Impasses Diagnostiques dans les Troubles du Neurodéveloppement par une Approche Intégrée Combinant Réanalyse de Données Génomiques Analyses Transcriptomiques et Validation Fon H/F - Université de Tours

Établissement : Université de Tours
École doctorale : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
Laboratoire de recherche : Imaging, Brain & Neuropsychiatry
Direction de la thèse : Marie-Laure VUILLAUME-WINTER ORCID 000000031080972X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-27T23:59:59

Malgré le développement du séquençage à haut débit, 40 à 60 % des patients présentant un trouble du neurodéveloppement (TND) demeurent sans diagnostic moléculaire après une analyse d'exome ou de génome. Ce projet de thèse propose une approche intégrée visant à lever ces impasses diagnostiques par la combinaison de réanalyses génomiques systématiques, d'analyses transcriptomiques (RNA-Seq) et de validations fonctionnelles. La réanalyse portera sur une cohorte de plus de 300 patients suivis au CHU de Tours, tandis que l'analyse primaire des données de RNA-Seq permettra d'identifier des anomalies d'expression ou d'épissage non détectées par l'analyse génomique seule. Les gènes candidats identifiés seront validés par des études fonctionnelles de neurogénomique avec un focus particulier sur le gène SEMA6D récemment identifié comme un nouveau gène candidat dans les TND.

Les troubles du neurodéveloppement (TND) affectent le fonctionnement cérébral pendant la période développementale et constituent un groupe très hétérogène de maladies tant sur le plan clinique qu'étiologique. Ils touchent environ 10 % de la population et représentent un enjeu important en termes de santé publique. Ces dernières années, le développement du séquençage de nouvelle génération (NGS) a permis des progrès majeurs dans l'identification des bases génétiques des TND notamment des troubles du développement intellectuel (TDI). A ce jour, plus de 1500 gènes ont été associés aux TND quel que soit le mode de transmission considéré. Malgré ces avancées, 40 à 60 % des patients atteint de TND demeurent sans diagnostic moléculaire après la mise en oeuvre des moyens diagnostiques utilisés actuellement en routine (séquençage d'exomes ou de génomes) soit en raison de résultats négatifs soit du fait de l'identification de variants de signification incertaine (VSI) dans des gènes connus en pathologie humaine. Plusieurs pistes peuvent être envisagées pour améliorer ce rendement diagnostic et identifier de nouveaux gènes candidats dans les TND. Ainsi, il a été montré que la réanalyse systématique des données d'exomes ou de génomes à distance de l'analyse initiale pouvait augmenter le rendement diagnostic de 4 à 31 % dans différentes maladies et mener à la découverte de nouveaux gènes candidats. Par ailleurs, l'implémentation de nouvelles techniques dites « omiques » telles que le RNA-Seq chez des patients ayant déjà bénéficié d'un séquençage de génome négatif a déjà fait ses preuves. Il peut ainsi augmenter le rendement diagnostic de 8 à 36 % suivant les pathologies ciblées avec l'identification de nouveaux gènes candidats dans environ 4 % des cas. Enfin, la validation fonctionnelle de nouveaux gènes candidats potentiellement impliqués dans les TND permet également de résoudre certaines impasses diagnostiques et d'améliorer la connaissance des mécanismes physiopathologiques impliqués dans les TND.

L'objectif de cette thèse vise à résoudre des impasses diagnostiques dans les TND par une stratégie combinant réanalyse de données génomiques, analyses transcriptomiques et validation fonctionnelle de nouveaux gènes candidats dans les TND.

Dans un premier temps, il s'agira de conduire une réanalyse systématique des données de séquençage d'exomes et/ou de génomes négatifs disponibles dans le laboratoire de génétique du CHRU de Tours. Nous disposons en effet de données pour plus de 300 patients présentant un TND et ayant bénéficié d'un séquençage d'exome et/ou de génome négatif au cours des cinq dernières années.
Par ailleurs, nous avons récemment implémenté le RNA-Seq par capture d'exome sur culture lymphocytaire au laboratoire de diagnostic pour identifier des événements aberrants au niveau des transcrits (dérégulation de l'expression et/ou de l'épissage) chez une quarantaine de patients ayant déjà bénéficié d'un séquençage de génome négatif. Le deuxième volet de ce projet de thèse consistera donc à interpréter ces données de RNA-Seq pour identifier de nouvelles causes moléculaires dans les TND.
Enfin, il s'agira, dans un troisième volet, de valider au niveau fonctionnel les nouveaux gènes candidats de TND identifiés par ces deux premières approches avec un focus particulier sur le gène SEMA6D. Des variants tronquants hétérozygotes de novo susceptibles d'échapper au Nonsense-Mediated-Decay ont déjà été collectés dans ce gène chez une dizaine de patients au laboratoire. Ce gène appartient à la famille des sémaphorines jouant un rôle central dans le guidage axonal et l'organisation des circuits neuronaux du système nerveux central. Notre équipe a déjà caractérisé l'impact sur le développement neuronal de variants similaires dans un autre gène de cette même famille, le gène SEMA6B, suggérant un mécanisme physiopathologique commun de ces variants. Ces études fonctionnelles pourront être menées dans les cellules des patients pour l'étude de l'expression génique et protéique, dans des lignées cellulaires classiques (HEK293T, HeLa) pour l'étude de la localisation subcellulaire des protéines et dans des modèles cellulaires neuronaux (culture primaire de neurones hippocampiques d'embryons de souris) afin d'étudier l'impact de ces variants sur le développement neuronal.
Ce projet s'appuiera sur l'expertise du service de génétique du CHU de Tours (cliniciens, biologistes) pour le recrutement des patients et l'interprétation des données omiques. Ce service a une expertise reconnue dans le domaine des troubles du développement intellectuel (Centre de Référence et de Compétences pour les Anomalies du développement et pour la Déficience intellectuelle au sein des filières Maladies Rares AnDDi-Rares et DéfiScience). Il collabore avec les autres CHU de la région HUGO via la Fédération Hospitalo-Universitaire GenOMedS, et avec le réseau national DI des laboratoires de Génétique Moléculaire. Ce projet de recherche translationnelle s'inscrit également dans les travaux menés depuis plusieurs années par l'équipe IDeALS de l'unité iBraiN U1253 dans le domaine des TND et des neurosciences.

- Titulaire d'un Master 2
- Avoir des connaissances théoriques en biologie cellulaire et moléculaire, en génétique humaine (mode de transmission des maladies génétiques, bases moléculaires des maladies génétiques, techniques d'exploration du génome)
- Des connaissances en bio informatiques (interprétation des données de séquençage haut débit d'exomes, de RNA-seq, connaissances des bases de données en génétique humaine, des logiciels de prédiction et des techniques OMIQUES) seraient un atout
- Avoir une première expérience des techniques de base en biologie moléculaire et cellulaire (extraction d'ADN, ARN, PCR, séquençage, RT-PCR, qPCR, culture cellulaire, transfection, western-blot, IF, clonage...)

Le candidat devra avoir une forte motivation pour faire une thèse, de bonnes capacités d'analyse, rédactionnelles (anglais, français) et de communication et montrer une grande rigueur scientifique et technique.