Dans une étude récente publiée dans la revue Médecine naturelle, les chercheurs ont développé un nouveau test de dépistage diagnostique clinique pour identifier les grossesses à risque de développer une prééclampsie (PE), une complication potentiellement mortelle caractérisée par l’hypertension.
Ils ont utilisé les différences de méthylation dans l’ADN acellulaire dérivé du plasma (cfDNA) pour stratifier le risque d’EP et diagnostiquer la maladie à 12 semaines de gestation, nettement plus tôt que les outils de diagnostic conventionnels. Un modèle développé à l’aide de cette approche a pu prédire l’EP précoce avec une précision de 72 % et une spécificité de 80 %, ce qui en fait un outil prometteur pour lutter contre cette maladie péripartale à l’avenir.
Sommaire
Prééclampsie et nécessité d’un diagnostic précoce et précis
La prééclampsie (PE) est une complication péripartale courante et potentiellement mortelle, identifiée comme l’une des principales causes de morbidité et de mortalité pendant la grossesse. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que 2 à 10 % des grossesses dans le monde souffrent d’EP, avec une incidence plus élevée dans les pays en développement que dans leurs homologues développés.
Deux principaux types d’EP ont été identifiés : l’EP précoce, qui se manifeste avant 34 semaines de gestation, et l’EP tardive, qui se manifeste après la période de 34 semaines. Les deux types d’EP présentent des symptômes qui se chevauchent, mais l’EP précoce est beaucoup plus dangereuse, avec un risque de morbidité et de mortalité fœtale huit fois plus élevé que l’EP tardive.
L’identification de l’EP au début de la période de gestation est donc impérative pour lancer des interventions cliniques visant à traiter la maladie pendant la période critique (avant 16 semaines de gestation).
Malheureusement, les procédures de diagnostic conventionnelles sont insensibles ou reposent sur l’expérience de l’opérateur, la sensibilité dépendant des compétences des échographistes. Bien que l’étiopathogénie de l’EP (facteurs causals) reste mal comprise, le placenta a été identifié comme jouant un rôle essentiel dans la physiopathologie de la maladie, en particulier pour l’EP précoce.
Des échantillons de villosités choriales (minuscules projections de tissu placentaire) provenant de femmes enceintes suggèrent que la pathogenèse de l’EP précède les symptômes observables et survient au cours du premier trimestre. L’échantillon de villosités choriales, bien qu’efficace pour le diagnostic de l’EP, est invasif et a été associé à un risque de fausse couche, ce qui rend son utilisation sous-optimale.
La recherche a exploré le profilage de l’ADN acellulaire (cfDNA) comme alternative peu invasive à l’échantillonnage des villosités choriales. Obtenu à partir du plasma maternel, le cfDNA dérivé du placenta à 10-12 semaines de gestation comprend environ 10 % du cfDNA maternel. Les cellules hématopoïétiques maternelles sont la principale source de cfDNA. Notamment, le cfDNA décrit à la fois les génotypes placentaires et les informations épigénétiques, y compris la méthylation de l’ADN (DNAme) et les positions des nucléosomes, qui, selon des études, peuvent être utilisées pour le diagnostic de l’EP et le profilage des risques au cours des premier et deuxième trimestres.
À propos de l’étude
La présente étude vise à déterminer si la méthylation du cfDNA (cfDNAme) peut être utilisée pour diagnostiquer et évaluer le risque d’EP chez les femmes enceintes pendant les 16 premières semaines critiques de gestation, permettant une intervention clinique potentielle. Les chercheurs ont commencé par collecter du cfDNA auprès de patientes atteintes d’EP diagnostiquées de manière conventionnelle (cohorte de cas ; n = 64) et de témoins appariés à la gestation (cohorte de contrôle ; n = 38).
Ce cfDNA a été analysé à l’aide d’un séquençage au bisulfite par enrichissement de cible pour identifier les régions d’intérêt représentant un faible taux d’ADN dans le sang. L’analyse a révélé 35 411 régions, dont 28 898 ont été retenues suite à un filtrage de qualité. Ces régions ont été soumises à une analyse différentielle de méthylation pour identifier l’hypo- et l’hyperméthylation. Pour comprendre les sources de méthylation, le cfDNAme provenant d’échantillons de sang périphérique a été analysé.
Les chercheurs ont ensuite construit un modèle non supervisé pour regrouper hiérarchiquement les régions différentiellement méthylées de l’ADNc et de l’ADN du sang et du placenta. À l’aide d’une analyse de régression régularisée à filet élastique, le modèle a été formé sur les données cfDName pour séparer les cas et les contrôles.
Pour évaluer si l’ADNme pouvait être observé avant la manifestation des symptômes de l’EP, les chercheurs ont collecté et analysé l’ADNc de femmes au cours de leur premier trimestre (n = 199), dont 75 ont manifesté des symptômes d’EP précoces plus tard.
Les paramètres cliniques, notamment l’âge gestationnel au moment du prélèvement, la fraction fœtale, l’âge de la mère, l’indice de masse corporelle (IMC), la parité, la méthode de conception, l’origine ethnique, le diabète et le tabagisme, ont été comparés entre les groupes de cas et les groupes témoins.
De Borre et al. (2023)
Les chercheurs construisent ensuite un modèle dix fois validé pour prédire une mesure du risque d’EP (score) à l’aide des données cfDNAme pour 1 542 régions d’intérêt obtenues avant ou après 12 semaines de gestation. Pour identifier les sources de signaux prédisant l’EP, un regroupement de modèles hiérarchiques a été utilisé.
Enfin, la validation du modèle a été effectuée à l’aide d’un ensemble de données externes comprenant 197 grossesses randomisées et non sélectionnées. Parallèlement à l’analyse de régression logistique, le modèle de risque antérieur étendu (ePRM) a été utilisé pour évaluer la sensibilité des prédictions du modèle.
Résultats de l’étude
Sur les 28 898 régions différentiellement méthylées retenues après filtrage de qualité, 2 068 et 1 547 régions présentaient une hypo- et une hyperméthylation. Parmi celles-ci, 132 et 99 régions, respectivement, ont réussi plusieurs tests de correction et ont été utilisées pour la formation des modèles.
Les analyses de l’ADN du sang périphérique ont révélé que les modifications du cfDNAme étaient plus fortement associées à l’ADN dérivé du placenta qu’à l’ADN dérivé des cellules sanguines, les changements se produisant principalement à proximité des gènes liés au développement (formation de vaisseaux sanguins placentaires, différenciation des trophoblastes et maturation placentaire).
Le modèle non supervisé s’est avéré regrouper séparément les cohortes de cas et de contrôle en utilisant à la fois l’ADNc et l’ADN dérivé du placenta ou des cellules sanguines.
Une analyse de validation croisée décuplée a révélé des performances robustes (aire sous la courbe (AUC) = 0,979, intervalle de confiance (IC) à 95 % : 0,956–1,000), indiquant que le profilage cfDNAme peut confirmer un diagnostic d’EP. Notamment, 54 des 64 patients atteints d’EP ont reçu des stéroïdes pour accélérer la maturation pulmonaire fœtale avant le prélèvement de cfDNA, mais cela n’a pas affecté les modifications de cfDNAme associées à l’EP.
De Borre et al. (2023)
Le modèle final formé a utilisé 1 392 régions pour classer le sang et l’ADN dérivé du placenta, avec des résultats suggérant que l’ADN placentaire était un prédicteur plus précis de l’EP précoce (AUC = 0,678) que le sang (AUC = 0,527). Cela implique que le modèle peut identifier et utiliser les signaux cfDNAme du placenta associés à l’EP pour diagnostiquer l’EP lors des grossesses.
Des analyses de modèles entraînés d’échantillons de cfDNA obtenus auprès de femmes avant (n = 38), pendant (n = 112) ou après (n = 49) 12 semaines de grossesse ont révélé que, même si toutes les cohortes présentaient des scores cfDNAme plus élevés pour les cas que pour les témoins, les résultats à partir de la semaine 12 étaient significatifs et capables d’identifier une PE précoce (ASC = 0,792 pour la semaine 12 contre 0,629 avant la semaine 12).
Cela suggère que le modèle formé peut être utilisé pour prédire et diagnostiquer l’EP chez les femmes de manière pré-symptomatique avant la 12e semaine de gestation, plus tôt que les approches diagnostiques conventionnelles.
La validation externe du modèle à l’aide de l’ePRM et de la régression logistique a révélé que le modèle entraîné avait une précision de 72 % et une spécificité de 80 %, ce qui est plus que suffisant pour une utilisation diagnostique clinique.
Conclusions
La prééclampsie, bien qu’elle soit une affection courante et grave, est difficile à étudier car elle ne survient que spontanément chez les primates. Les méthodologies in vitro conventionnelles et les modèles murins in vivo ne peuvent pas être recrutés pour tester les hypothèses d’EP, obligeant les chercheurs à se concentrer sur les études d’EP étiopathogénétiques menées sur des patients humains atteints d’EP.
En raison de la rareté de la recherche sur l’EP, les procédures de diagnostic conventionnelles sont très invasives avec un risque de fausse couche ou soumises à un biais élevé d’expérience de l’échographiste. De plus, la plupart des approches diagnostiques traditionnelles sont de faible sensibilité, en particulier avant la présentation des symptômes de l’EP.
Les preuves cliniques montrent que la prophylaxie peut réduire l’incidence de l’EP prématurée de 62 % et de l’EP précoce de 82 %, mais les estimations du risque devraient être disponibles bien avant 16 semaines de gestation, car la prophylaxie initiée après cette fenêtre temporelle est inefficace.
De Borre et al. (2023)
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé le dépistage différentiel de méthylation du cfDNA obtenu à partir du plasma de femmes enceintes, une procédure mini-invasive, pour construire un modèle capable de prédire avec précision l’EP et d’évaluer le risque d’EP dès 12 semaines de gestation.
Le modèle s’est avéré avoir une précision de 72 % et une spécificité de 80 %, ce qui est nettement supérieur aux approches diagnostiques actuelles et sans le démérite du biais de l’opérateur.
Notre étude ouvre ainsi la voie à des études de cohortes prospectives pour évaluer avec précision les performances. En tant que tel, le pouvoir prédictif du profilage cfDName que nous décrivons est prometteur pour améliorer la détection de l’EP – et potentiellement d’autres troubles – et pourrait ainsi permettre une surveillance complète de la santé de la mère et de l’enfant pendant la grossesse.
De Borre et al. (2023)
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