Qu'est-ce que l'étude cytogénétique ? Analyse cytogénétique et diagnostic précoce des maladies

By Cristiano-Antonino On Le 31 décembre 2022

L'analyse cytogénétique (ou carte chromosomique ou caryotype) est l'étude des chromosomes des cellules

Les chromosomes contiennent des gènes qui sont constitués d'ADN, la molécule qui contient toutes les informations nécessaires à la « construction » de l'individu et au fonctionnement de l'organisme.

Dans les cellules des êtres humains, il y a 46 chromosomes : 23 chromosomes proviennent du père avec le spermatozoïde et 23 de la mère avec l'ovule.

Les spermatozoïdes et les ovules sont des cellules germinales et sont les seuls à ne contenir que 23 chromosomes.

Si le spermatozoïde porte le chromosome X, une femelle naîtra, s'il porte le chromosome Y, un mâle naîtra.

Le caryotype d'une femme normale sera donc 46, XX alors que celui d'un homme 46, XY.

Pour étudier les chromosomes, il est nécessaire d'utiliser des techniques de culture car ce n'est qu'au cours de la division cellulaire qu'ils peuvent être visualisés.

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A quoi sert une étude cytogénétique ?

L'étude cytogénétique permet de vérifier qu'il n'y a pas d'altérations du nombre et/ou de la structure des chromosomes pouvant être responsables de maladies caractérisées par un retard mental (ex. syndrome de Down), l'infertilité/stérilité (ex. syndromes de Turner et Klinefelter), psychomotrices et la parole, la croissance et le retard de développement.

Les fausses couches précoces répétées peuvent aussi être la conséquence d'une erreur chromosomique chez l'un des parents (3 à 5 % des cas).

Quand une étude cytogénétique est-elle appropriée ?

Cytogénétique prénatale

Elle est pratiquée lors de grossesses présentant un risque accru d'anomalies chromosomiques chez le fœtus : âge maternel supérieur ou égal à 35 ans (avant la naissance de l'enfant), enfant présentant une erreur de nombre chromosomique, parents présentant des remaniements structurels ne présentant aucun signe clinique signes, parents avec des erreurs de nombre de chromosomes sexuels (ex. 47,XXX; 47,XXY ), anomalies fœtales révélées par échographie, indications de tests biochimiques (ex. bi-test), fausses couches à répétition.

Le prélèvement de villosités transabdominales peut être effectué au cours du premier trimestre de la grossesse (9-12 semaines) ou l'amniocentèse au cours du deuxième trimestre (15-18 semaines).

Pour le prélèvement de villosités choriales, on prélève des cellules du placenta (villosités choriales) qui ont la même origine (et donc le même patrimoine génétique) que celles du fœtus, tandis que l'amniocentèse étudie les cellules fœtales présentes dans le liquide amniotique (amniocytes).

Cytogénétique postnatale

L'étude du caryotype est réalisée chez des patients suspects de syndrome chromosomique, des parents et proches d'individus présentant des anomalies chromosomiques, des parents d'individus malformés ou suspects de syndrome chromosomique décédés sans diagnostic, en cas de retard mental et/ou d'anomalies congénitales, de retard de croissance , mort-nés, couples avec fausses couches à répétition, infertilité masculine, femmes en aménorrhée primaire ou secondaire (absence ou interruption du cycle menstruel).

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Cytogénétique sur le matériel d'avortement

Environ 15 à 20 % de toutes les grossesses reconnues aboutissent à une fausse couche et plus de 50 % ont un nombre et/ou une structure chromosomique altérés qui est la cause de l'interruption de grossesse.

L'étude cytogénétique des tissus abortifs est donc d'une importance fondamentale dans la compréhension de la cause de l'interruption de grossesse, et de l'accompagnement du couple (puisque dans la plupart des cas l'erreur chromosomique est purement fortuite et n'entraîne pas de risque accru que l'événement se reproduise).

Cytogénétique des tumeurs

L'analyse cytogénétique peut également être réalisée pour étudier les tumeurs, à la fois hématologiques (ex. leucémie) et solides (ex. poumon, sein, foie, vessie).

Certains remaniements chromosomiques sont « spécifiques à la tumeur » et permettent ainsi un diagnostic correct face à une suspicion ou à un doute clinique.

Par exemple, la découverte du chromosome Philadelphie dans une aspiration de moelle osseuse d'un patient suspect de leucémie permet le diagnostic de leucémie myéloïde chronique ; ou la présence de la translocation t(X;18) dans une culture cellulaire préparée à partir d'une biopsie de tumeur solide permet le diagnostic de Sarcome Sinovial.

Nouvelles technologies : Hybridation In Situ Fluorescente (FISH)

Le développement de techniques sophistiquées dites de 'Cytogénétique Moléculaire', telles que l'Hybridation In Situ Fluorescente (FISH), permet de réaliser des études cytogénétiques plus approfondies car elle permet la localisation d'une séquence d'ADN spécifique sur des préparations fixées de chromosomes, noyaux interphases et coupes de tissus, obtenus à partir de tout type de matériel biologique (sang, biopsies, liquide amniotique, gamètes), qu'il soit frais, cryoconservé ou inclus en paraffine.

La technique FISH est basée sur la propriété de dénaturation réversible de l'ADN (ouverture de la double hélice) et implique la liaison d'un fragment d'ADN spécifique de la région d'intérêt - marqué avec des composés fluorescents (sonde) - à la séquence d'ADN complémentaire de la préparation qui a été fixé et monté sur une lame de verre : la région chromosomique d'intérêt est ainsi facilement identifiée au microscope à fluorescence.

La FISH représente un complément indispensable à la cytogénétique traditionnelle car elle se caractérise par son plus grand pouvoir de résolution : elle permet la caractérisation d'anomalies chromosomiques d'un nombre et d'une structure qui ne peuvent être définis par les techniques cytogénétiques classiques et l'identification de réarrangements cryptiques qui ne sont même pas visibles après bande à haute résolution.

FISH peut également fournir des informations sur la thérapie la plus appropriée pour un certain type de tumeur chez un patient donné (Targeted Therapy)

On sait, par exemple, que les patientes atteintes d'un cancer du sein qui ont un FISH positif pour l'amplification d'un gène appelé HER-2/neu, dont la protéine est exposée sur la membrane cellulaire tumorale, répondent à un traitement avec un médicament particulier, le trastuzumab, un anticorps qui se lie au récepteur et le neutralise (thérapie immunologique).

Le test s'appelle PATHVYSION® et est approuvé par la FDA.

FISH peut également être utilisé pour étudier l'amplification d'un autre gène appelé EGFR, dans le cancer du poumon et du côlon.

Là aussi, différents médicaments peuvent être utilisés selon que l'on retrouve ou non une amplification du gène dans la tumeur du patient.

Dans ces cas, la thérapie n'utilise pas d'anticorps mais de petites molécules qui inhibent la division cellulaire (thérapie biologique).

De nouvelles frontières s'ouvrent avec l'application de la FISH pour d'autres types de tumeurs comme le mélanome, où le diagnostic différentiel avec le naevus dysplasique est particulièrement difficile s'il repose uniquement sur des critères morphologiques.

Compte tenu de sa sensibilité, de sa spécificité et de son pouvoir anticipatif élevés, la technique FISH est particulièrement efficace dans l'étude des tumeurs hématologiques et solides.

En particulier, il a non seulement une valeur diagnostique/pronostique mais est fondamental dans le choix de la thérapie basée sur le profil génomique de la tumeur.

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