Biologie Cellulaire
Culture Cellulaire : Cytogénétique
Génome Humain = 6.109 pb ~3 500 gènes
CARYOTYPE = étude des chromosomes
Principe: on classe les chromosomes
On par de prélèvements de tissus pour faire l'étude des caryotype. Normalement le caryotype des tissus représente l'identité chromosomique de l'individu.
Origine des tissus étudiés:
- Lymphocytes, amniocytes, trophoblastes, fibroblastes = pour l'étude des anomalies fonctionnelles.
- Lignées hématopoëtiques, cellule tumorale : pour l'étude des anomalies/maladies acquises.
Il y a donc une approche différente pour ces deux anomalies :
- une anomalie constitutionnelle permet de définir une diagnostic
- une anomalie acquise permet de participer aux diagnostics, de déterminer les bons ou mauvais résultats de la thérapie, permet de voir des signaux précurseurs d'une maladie.
La réalisation d'un caryotype est très longue. Il faut donc des cellules en métaphase, les chromosomes sont dupliqués lors de la division cellulaire.
La coupure des microtubules empêche les chromatides de se séparer. On obtient alors des doubles chromosomes.
Pour cela il faut bloquer les cellules en métaphases.
Caryotype des Lymphocytes
On ne fait de caryotype sur tout le monde, ni n'importe quand !
- Prélèvement de sang sur tube hépariné (= anticoagulant)
- Mise en culture, avec phytohémaglutinine : protéine qui reconnaît des récepteurs sur les LT, elle stimule alors les LT qui se dédifférencient et alors se multiplient. On obtient alors une quantité importante de LT.
- Colchicine : traitement qui permet de couper le fuseau chromatique, alors toutes les cellules en métaphase sont bloquées.
- Choc hypotonique : la membranaire nucléaire disparaissant lors de la division cellulaire, il faut que l'on se débarrasse de le membrane cytoplasmique.
- Fixation : éthanol, méthanol, chloroforme, afin d'éviter la lyse spontanée et conserver les cellules.
- Étalement : on étale les cellules sur une lame et on observe au microscope.
- Coloration Geisma et réalisation de Bandes R : on obtient alors des chromosomes révélés. C'est un marquage par bande pour chaque paire de chromosome. Ce marquage est indispensable.
- Photographie.
- Comptage : on compte 15 cellules en métaphases pour valider une anomalie statistiquement. 3 métaphases sont agrandies et découpées pour reconnaître des chromosomes chevauchant.
- Classement des chromosomes : par leur taille, par rapport à la position de leur centromère (au centre : métacentrique ; aux extrémités : accrocentrique), par rapport au marquage des bandes.
Marquage des Chromosomes
Marquage par bandes :Bandes R : 400 à 500 bandes, bandes G, bandes Q (fluo), bandes C (pour le centromère), bande T (pour le télomère).
Marquage haute résolution : 500 à 800 bandes, voire jusqu’à 1 000 bandes.
Cytogénétique moléculaire (FISH).
Anomalies chromosomiques
Marqueurs
Morceaux de chromosomes en plus ou en moins mais qui ne possède pas de gène donc pas de conséquences chez le porteur, pas de signification pathologiques.
Ils sont appelés « satellites », matériel sur bras court, pas de gènes à l'intérieur de la séquence.
Ils ont le centromère allongé.
Aucune valeur pathologique.
Équilibrées
Ici ni gain, ni perte de matériel génétique. Il y a un désordre au sein du caryotype.
- translocation réciproque(n'importe quel chromosome).
- translocation Roberstionnières(association des bras courts entre 2 chromosomes accrocentriques)
- translocation péricentrique(où il y a coupure autour du centromère)
- inversion paracentrique(où la coupure n'est que sur un bras du chromosome)
Conséquence : infertilité, fausse-couche consécutives, malformations des enfants, par exemple.
Anomalies de nombre (aneuploïdie)
« Homogènes »: où toutes les cellules examinées ont le même remaniement comme la trisomie 21, 18, 13, triploïdie (triploïdie de tous les chromosomes), comme la monosomie (non viable chez l'Homme).
« Gonosomes » : comme le syndrome de Turner : 45, X ; 47, XXY ; 47, XXX = femme normale. 48, XXXX ou 49, XXXXX = catastrophe.
« Mosaïque » : œuf normal qui se modifie après la fécondation : cela peut-être grave. Il peut y avoir deux sortes de cellules différentes au sein d'un même individu.
Anomalies de structures
Peut toucher n'importe quel chromosome.
Remaniement propre à la famille.
Trisomie partielle, monosomie partielle, délétion, insertion, anneaux, ...
Indications Post-natales
On établit un caryotype en postnatal quand :
- quand le nouveau né présente une malformation qui apparaît progressivement : caryotype pour déterminer l'anomalie.
- quand le nouveau né présente une ambiguïté sexuelle, le caryotype est indispensable (il existe des différences entre le sexe génétique et le sexe phénotypique).
- chez les jeunes filles, quand elle ne grandissent pas bcp, pas de règles à l'adolescence, on recherche une anomalie chromosomique.
- quand le nouveau né présente une malformation dès la naissance.
- si aménorrhée secondaire (quand les règles disparaissent).
- quand la jeune femme faire 2 à 3 fausse-couhes à répétition.
- quand le couple ne peut pas avoir d'enfant sans raison apparente,
- le caryotype est fait obligatoirement avant le don de gamètes volontaire et anonyme.
On établit un caryotype pour vérifier si la modification génétique provient des parents ou si elle provient de la synthèse des novo.
Maladies dominantes autosomiques
Si un gène est modifié, l'origine est obligatoirement maternelle ou paternelle. Dans ce cas de « maladie dominante autosomique » : un gène touché = une seule lettre modifiée = maladie. Le gène modifié domine le gène normal.
Risque 50% de transmission.
Maladie récessives liées à l'X
Dans ce cas ce sont les femmes qui transmettent le gène modifié car elles ont deux X. Elle ne sont jamais atteintes, ou très peu car les deux chromosomes X proviennent de la mère et du père. Or le X du père ne peut provenir que de la mère. Donc si l'enfant garçons reçoit le « mauvais » X de la mère il est sur d'avoir la maladie, 50% de risque de transmission aux Hommes.
Maladie récessives autosomiques
Elles sont communes aux deux parents.
Le sujet atteint est homozygote (les deux parents sont hétérozygotes).
Risque de 1/4 d'avoir un enfant atteint. Transmission dite « horizontale ». Maladie presque toujours sévère. Maladie favorisée par la consanguinité.
Indication prénatales
Échographies + Grossesse
1er trimestre : entre 11ème et 13ème semaine d’aménorrhée (SA). On vérifie le nombre de fœtus, la viabilité, la clarté nucale (de la nuque).
2nd trimestre : entre le 21ème et 23ème semaine. On vérifie la morphologie, la biomérie, étude du liquide amniotique.
3ème trimestre : on vérifie la position du fœtus, la position du placenta, anomalie fœtale.
Prélèvement Ovulaire
Amniocentèse : entre les 16ème et 35 SA, sous contrôle échographique. Il y a toujours un risque de fausse-couche.
Choriocentèse : entre 11 et 35ème SA, prélèvement de villosités choriales, transabdominale, très opérateur dépendant, résultats plus rapides, risque de fausse-couche <<1%.
Indication de dépistage pré-natal (DPN)
1. Abération chromosomiques
Age maternel : la meïose commence pendant la vie intracellulaire puis se stop, elle reprend à partir de la puberté dans les ovules sont de vielles cellules. La probabilité d'avoir une trisomie 21 augmente fortement avec l'âge de la mère (l'âge du père n'intervient pas ici).
Antécédent d'une trisomie : risque de récurrence de 1% (à 25 risque de 1/1500, si antécédent risque devient 1/100).
Parent porteur d'un remaniement équilibré : risque de fausse-couche, risque d'enfant malformé, mais probabilité importante d'avoir un enfant vivant bien portant.
DPN pour une maladie génétique.
DPN pour une anomalie échographique.
Facteurs sériques maternels : 25% des Trisomies 21 dépistées par l'âge maternel, 40 à 80% dépistées par échographie.
2. Diagnostic de maladies génétiques
Sans antécédent : découvertes à l'échographie.
Avec antécédent : étude de la famille et/ ou du couple.
3. Limites du DPN
DPN est anxiogène.
Il s'agit d'un geste invasif : risque de fausse-couche.
DPN est réservé aux couples « à risques ».
Les analyses doivent être fiables.
Seul traitement possible : Interruption Médical de Grossesse (IMG).
4. Bénéfices du DPN
Il permet aux couples avec antécédents d'avoir d'autres enfants indemnes de la maladie.
Pour les maladies récessives liées à l'X : IMG proposé que pour fœtus atteint.
Permet le traitement de certaines pathologies.
Permet aux patientes d'accoucher dans des centres permettant la prise en charge rapide des nouveax nés ayant des malformations curables.
Permet à certains couples d’accueillir un enfant différent dont le handicap est curable ou incurable.