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Evaluation of DNA Methylation Episignatures for Diagnosis and Phenotype Correlations in 42 Mendelian Neurodevelopmental Disorders

Authors :
Julien Van-Gils
Kyoko Takano
Victor P. Pedro
Lauren Brick
Pascale Saugier-Veber
Tugce B. Balci
Antonio Vitobello
Marielle Alders
Justine Rousseau
Frédéric Laumonnier
Christel Thauvin-Robinet
Raoul C.M. Hennekam
Tjitske Kleefstra
Matt Tedder
Jennifer Kerkhof
Damien Sanlaville
Gaël Nicolas
François Lecoquierre
Delphine Héron
Hanxin Lin
Sophie Rondeau
Mariya Kozenko
Simone Pizzi
Alexandra Afenjar
Victoria Mok Siu
Christèle Dubourg
David Geneviève
Erfan Aref-Eshghi
Solveig Heide
Barbara R. DuPont
Peter Ainsworth
David I. Rodenhiser
Boris Keren
Nicole de Leeuw
Sandra Whalen
Martine Raynaud
Damien Ulveling
Nathalie Ruiz-Pallares
Valérie Cormier-Daire
Mouna Barat-Houari
Michael A. Levy
Roger E. Stevenson
Jennifer A. Lee
Steven A. Skinner
Alan Graham Stuart
Laurence Faivre
Marie Shaw
Gaetan Lesca
Peter Henneman
Thierry Bienvenu
Marco Tartaglia
Charles E. Schwartz
Andrea Ciolfi
Michael J. Friez
Michael Field
Mike Kadour
Guillaume Velasco
Jozef Gecz
Claire Francastel
Didier Lacombe
Philippe M. Campeau
Jean-Christophe Andrau
Bekim Sadikovic
Marcel M.A.M. Mannens
Jennifer Masters
Cyril Mignot
Patricia Fergelot
Nicolas Chatron
Human Genetics
ACS - Pulmonary hypertension & thrombosis
ARD - Amsterdam Reproduction and Development
General Paediatrics
AGEM - Amsterdam Gastroenterology Endocrinology Metabolism
APH - Quality of Care
London Health Sciences Center (LHSC)
Schulich School of Medicine and Dentistry
University of Western Ontario (UWO)
CHU Montpellier
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)
Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Service de génétique médicale
Université de Bordeaux (UB)-CHU Bordeaux [Bordeaux]-Groupe hospitalier Pellegrin
Université de Bordeaux (UB)
Laboratoire Maladies Rares: Génétique et Métabolisme (Bordeaux) (U1211 INSERM/MRGM)
Université de Bordeaux (UB)-Groupe hospitalier Pellegrin-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
CHU Pontchaillou [Rennes]
Imagine - Institut des maladies génétiques (IHU) (Imagine - U1163)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)
Génomique et Médecine Personnalisée du Cancer et des Maladies Neuropsychiatriques (GPMCND)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
UNIROUEN - UFR Santé (UNIROUEN UFR Santé)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Hospices Civils de Lyon (HCL)
Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre Hospitalier Lyon Sud [CHU - HCL] (CHLS)
Equipe GAD (LNC - U1231)
Lipides - Nutrition - Cancer [Dijon - U1231] (LNC)
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Centre de génétique - Centre de référence des maladies rares, anomalies du développement et syndromes malformatifs (CHU de Dijon)
Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)
Imagerie et cerveau (iBrain - Inserm U1253 - UNIV Tours )
Université de Tours-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
VU University Medical Center [Amsterdam]
Centre épigénétique et destin cellulaire (EDC (UMR_7216))
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS)
Fondazione 'Istituto Neurologico Nazionale C. Mondino'
Cellular Immunology Unit, Division of Immunology, Transplantation and Infectious Diseases [IRCSS San Raffaele Scientific Institute, Milan]
IRCCS San Raffaele Scientific Institute [Milan, Italie]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Service de Génétique Cytogénétique et Embryologie [CHU Pitié-Salpêtrière]
CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Service de biochimie et de génétique moléculaire [CHU Cochin]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Cochin [AP-HP]
CHU Sainte Justine [Montréal]
McMaster University [Hamilton, Ontario]
University of Tasmania [Hobart, Australia] (UTAS)
Shinshu University Hospital
Radboud University Medical Center [Nijmegen]
Hunter Genetics
University of Notre Dame [Indiana] (UND)
University of South Australia [Adelaide]
The Greenwood Genetic Center
Greenwood Genetic Center [Greenwood, South Carolina, USA]
Cellules Souches, Plasticité Cellulaire, Médecine Régénératrice et Immunothérapies (IRMB)
Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)
Amsterdam Reproduction and Development Institute
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)
Centre de recherche en neurosciences de Lyon - Lyon Neuroscience Research Center (CRNL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Tours (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre épigénétique et destin cellulaire (EDC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)
Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)
Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Hôpital Cochin [AP-HP]
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)
Source :
American journal of human genetics, 106(3), 356-370. Cell Press, American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, 106 (3), pp.356-370. ⟨10.1016/j.ajhg.2020.01.019⟩, American Journal of Human Genetics, 2020, 106 (3), pp.356-370. ⟨10.1016/j.ajhg.2020.01.019⟩, Am J Hum Genet, Paediatrics Publications, American Journal of Human Genetics, 106, 3, pp. 356-370, American Journal of Human Genetics, 106, 356-370
Publication Year :
2020

Abstract

Contains fulltext : 218274.pdf (Publisher’s version ) (Closed access) Genetic syndromes frequently present with overlapping clinical features and inconclusive or ambiguous genetic findings which can confound accurate diagnosis and clinical management. An expanding number of genetic syndromes have been shown to have unique genomic DNA methylation patterns (called "episignatures"). Peripheral blood episignatures can be used for diagnostic testing as well as for the interpretation of ambiguous genetic test results. We present here an approach to episignature mapping in 42 genetic syndromes, which has allowed the identification of 34 robust disease-specific episignatures. We examine emerging patterns of overlap, as well as similarities and hierarchical relationships across these episignatures, to highlight their key features as they are related to genetic heterogeneity, dosage effect, unaffected carrier status, and incomplete penetrance. We demonstrate the necessity of multiclass modeling for accurate genetic variant classification and show how disease classification using a single episignature at a time can sometimes lead to classification errors in closely related episignatures. We demonstrate the utility of this tool in resolving ambiguous clinical cases and identification of previously undiagnosed cases through mass screening of a large cohort of subjects with developmental delays and congenital anomalies. This study more than doubles the number of published syndromes with DNA methylation episignatures and, most significantly, opens new avenues for accurate diagnosis and clinical assessment in individuals affected by these disorders.

Details

Language :
English
ISSN :
00029297 and 15376605
Database :
OpenAIRE
Journal :
American journal of human genetics, 106(3), 356-370. Cell Press, American Journal of Human Genetics, American Journal of Human Genetics, Elsevier (Cell Press), 2020, 106 (3), pp.356-370. ⟨10.1016/j.ajhg.2020.01.019⟩, American Journal of Human Genetics, 2020, 106 (3), pp.356-370. ⟨10.1016/j.ajhg.2020.01.019⟩, Am J Hum Genet, Paediatrics Publications, American Journal of Human Genetics, 106, 3, pp. 356-370, American Journal of Human Genetics, 106, 356-370
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bd1d24b3fed514c0a55ce16403898b8f