Caryotype - Laboratoire CERBA

1 CaryotypeLe caryotypeconsisteen l tude des chromosomesne sont visiblesque dans les cellulesen division,au stade m fait donc appel soit des tissus riches en divisionscellulairesspontan es,soit des cellulesen culturesin situutilis espour des cellulesadh rentes(exemple:amniocytes)ou les tissus les plus courammentutilis s sont : pour le diagnosticconstitutionnelpostnatal:lesly mphocytesstimul spar la phytoh magglutinine(cultureen 72 heures)et beaucoupplus rarementlesfibroblastes partir d une biopsietissulaire(peauessentiellement); pour le diagnosticconstitutionnelpr natal:les cel-lules du liquideamniotique(cultureen environ10 15 jours), les villosit schoriales(divisionscellu-laires spontan espour les cellulestrophoblastiquesou culture en 10 15 jours pour le stroma villositaire)ou les lymphocytesf taux partir d une ponctiondesang f tal (cultureen 72 heures); pour le diagnostictumoral:les anomalieschromoso-miquessont principalement tudi esdans le cadre del oncoh matologie partir de moelle osseuse,de sangou de biopsieganglionnaire,plus rarementde cellulessont bloqu esen m taphasepar de la col-chicine,soumises unchoc hypotoniquepour disperserles chromosomes,fix es par un m langealcool-acideac tiquepuis tal es sur lame en cas de cultureen appliqueensuitediff rentestechniquesde bandingpermettantd obtenirun marquagesp cifiquede chaquechromosome(traitementpar la chaleur,par la ).

2 Les mitosessont captur essur un logicielanalyseurd imageset les chromosomessont alors class sensibilit du caryotyped penddu degr d tirementdes chromosomesd fini en nombrede bandesparg nomehaplo deneutre(23 chromosomesX). Uncaryotypestandardcomportede 150 500 (850 bandes),on parle de caryotypehaute r so-lution n cessitantl utilisationd agentssynchronisants(BrDU, ).Le niveaude r solutionn ces-saire d pendde l indicationdu techniquesde cytog n tiquemol culaire(FISH,CGH, )permettentde compl terces tech-niques conventionnellesafin de pr ciserdes remanie-ments chromosomiquesou de rechercherdes anomalieschromosomiquesinframicroscopiqu es:syndromesmicrod l tionnels(syndromede DiGeorge,de )ou remaniementsdes t lom res(extr mit sdes chromosomes,riches eng nes etsouventimpliqu esdans l tiologiedes retards mentaux).CaryotypenormalChaquechromosome est constitu de deux chromatidess urs reli es par le centrom reou constrictionprimairequi d finit un bras court (p) et un bras long (q). Lataille du chromosome,la positioncentrom riqueet lesdiff rentesbandes permettentson caryotypenormalcomporte46 chromosomesiden-tiques 2 2, r partisen 22 paires d autosomesnum ro-t s de 1 22 par ordre de taille d croissanteet unepaire de chromosomessexuels(gonosomes)XY chezl hommeet XX chez la formulechromosomiques crit :nombre de chro-mosomes,formulegonosomique,anomalie chromo-somique ventuelle,soit pour un sujet normal:46,XYou 46, finitionsdes anomaliescytog n tiquesles plusfr quentesL anomaliechromosomiquepeut tre homog ne(pr -sente dans l ensembledes cellulesdu patient)ou enmosa que(avec plusieurslign escellulairesayant desformuleschromosomiquesdiff rentes).

3 Les anomalieschromosomiquespeuvent tre quili-br es ou d s quilibr anomaliesd s quilibr es,c est- -direavec perte ougain de mat rielcodant,sont responsablesd un ph no-type anormal(retardmental,malformationscong ni-tales, ).Les anomalies quilibr es,c est- -diresans perte ni gain de mat rielcodant(exemple: changede fragmentschromoso-miquesentre deux chromosomesdiff rents),n ont enr gle g n ralepas d expressionph notypiquemaispeuventavoir pour cons quence,en cas de mals gr ga-tion ou d anomaliede recombinaisonlors de la m iose,la formationde gam tesd s quilibr s l originedetroublesde la reproduction(infertilit ,faussescouchesspontan espr coceset parfoisr cidivantes)ou de lanaissanced enfantsanormauxporteursd une anomalied s quilibr anomalieschromosomiquessont diff rencierdesvariantschromosomiques(fr quencede l ordrede1%). Il s agit de polymorphismesde taille int ressantle plus souventdes r gionsh t rochromatiquesnoncodantesou des r gionsr p t escodantles organisa-teurs nucl olaires(constituantsdu nucl ole),plus rare-ment des r variantsn ontaucunecons quencesur le ph notypeou la reproduc-tion et se transmettentde g n rationen g n tude fait appel des techniquesparticuli resdebanding(BandesC, ).

4 Une anomaliechromosomiquepeut survenirde novo(caryotypesdes parentsdu sujet porteurnormaux).Lerisque de r currencelors des grossessesult rieuresestfaible. Inversement,une anomaliepeut tre h rit e del un des parents,lui-m meconstitutionnellementpor-teur d un remaniementchromosomique,en r gle quili-br . Il existe alors chaque grossessedu parent porteurun risque de r currencede l anomaliequi d penddutype de remaniement,des chromosomesimpliqu set duparent distingueles anomalieschromosomiquesde nombreet de structure. Anomalieschromosomiquesde nombreToutes les cellulesvivantessont diplo des(46 chromo-somes) l exceptiondes gam tesqui sont dits haplo des(23 chromosomes).La polyplo die,par exemplela triplo die(69 chromo-somes)et la t traplo die(92 chromosomes),se d finitpar la pr senced un nombretotal de chromosomesmultipleentier sup rieur 2dulot haplo de(23 chro-mosomes,X). Ces anomaliessont l tales (in uteroleplus souvent).L aneuplo die(monosomieou trisomie)se d finit par lapr senced un nombretotal de chromosomesanormalmais diff rentd un multipleentier du lot haplo nessont le plus souventl tales,sauf la monosomieXresponsabledu trisomieslibres se d finissentpar la pr -sence d un chromosomesurnum raire( Caryotype 47 chromosomes).

5 Elles constituentles anomalieschromosomiquesles plus fr sont le plussouventde novoet les trisomieslibres et homog nes,seule la trisomie21 est viable long terme. Anomalieschromosomiquesde structureIl s agit de cassureschromosomiquessuiviesou nond une r anomaliesde structureles plus fr quentessont les dis-tingue :Guidedes analysessp cialis es les translocationsr ciproques:cassureau niveau dedeux chromosomesnon homologues,suivie d un changesegmentairer s agit d anomalies quilibr esdans plus de 90 %des cas ; les translocationsrobertsoniennes:elles int ressentles chromosomesacrocentriques(chromosomes13, 14, 15, 21 et 22) dont les bras courts sont constitu sd ADNr p titifcodant les organisateursnucl olaires,ADN dont la perte ou le gain sont sans cons quenceph translocationrobertsonienneestune fusion de deux chromosomesacrocentriquesauniveau de leur centrom re,avec perte des bras plus fr quenteint resseles chromosomes13 et 14(der(13;14)).Elle peut tre quilibr e( Caryotype 45 chromosomes)ou d s quilibr e( Caryotype 46 chromosomes)(figure 3) ; les autres anomalieschromosomiques,de structuremoins fr quentes,qui sont les d l tions(perte d unfragmentchromosomiqueterminalou interstitiel),lesanneaux(deux cassuressitu es de part et d autreducentrom reavec perte des segmentsdistauxet recolle-ment des segmentsproximaux),les inversionsp ri-centriquesou paracentriques,les insertions,lesisochromosomes,les Fr quencedes anomalieschromosomiques Dans les produitsde fausses couchesdu 1ertrimestre:60 %, essentiellementtrisomiesautosomiques:tri somies16,18,13, (50 %), monosomie45 X(20 %), triplo dies(17 %), Chez les enfantsmort-n s(> 28 semainesd am nor-rh e) :6%,trisomies21, 13 ou 18, anomaliesdeschromosomessexuelsou anomaliesde structured s quilibr Chez les nouveau-n svivants:0,6 %.

6 Chez l enfantet l adulte: retard mental :3 10%(15 20%en associantles techniquesde cytog n tiquemol culaire); st rilit masculine:1 10%; fausses couches r p tition:2 5%(essentielle-ment anomalies quilibr es); anomaliede la diff renciationsexuelle(femme):25 %.Les anomalieschromosomiquesconstituentl anomalieg n tiquela plus fr quenteavec, pour la trisomie21,1/700 s quilibr e,46chromosomestranslocationrob. quilibr e,45chromosomescaryotypenormal46chromoso mesTrisomie21 Trisomie21 libreet homog ne(47,XX,+21ou 47,XY,+21):92%Le m canismeest une non-disjonctiondes chromo-somes 21 survenantlors de la premi reou de ladeuxi medivisionm iotiquematernelleou paternelle(premi redivisionm iotiquematernellele plus sou-vent), aboutissant ungam te disomiquepour le chro-mosome21. L ge maternelavanc augmentele risquede survenued une non-disjonctionmaternelledes risque de r currenceest estim 1%pour lesfemmesde moins de 38 ans et reste celui de l ge mater-nel pour une femme de plus de 38 ans. Trisomie21 par translocation( Caryotype 46chromosomes):5%Le chromosome21 surnum raireest transloqu sur unautre chromosome: le plus souventsur un chromosomeacrocentrique,par translocationrobertsonienne(95 %des cas) ; plus rarementsur un autre chromosomepar translo-cation r ciproque,souventh rit trisomieestalors partielle(ne concerneque la partie distale duchromosome21) et associ e une monosomiepar-tielle de l autre chromosomeint ress par la translo-cation.

7 Le tableaupeut tre moins risque de r currenced penddu type de translocationparentaleet du parent libreen mosa que:3%Le ph notypequi en r sulte (syndromemalformatifetretard mental)est tr s m canismele plus souvent voqu est celui d unecorrectionmitotiqued une trisomie21 homog de r cidiveest donc identique celui d une triso-mie 21 homog caryotypeconstitutionnelpostnatalest r alis par-tir de 10 ml de sang total veineuxp riph rique(5 mlchez l enfant)pr lev sur tube st rile vacutainer h pa-rinate de r alisationd un caryotypepeut tre motiv epar dif-f rents tableaux: un retard psychomoteur,un retard mental,des mal-formationsvisc raleset/ou squelettiques,une dys-morphiecraniofaciale,une hypotonieaxiale ou unehypotrophiechez le nouveau-n font rechercheruneanomaliechromosomiquede nombreou une anoma-lie de structured s quilibr est dans ce typed indicationque l examenstandardpeut tre com-pl t par un caryotypeen haute r solutionou de laFISH ; une ambigu t sexuelledoit faire tablir le sexe chro-mosomiquede l enfantet faire rechercherplus parti-culi rementdes anomaliesdes aussi volontiersretrouv esdans un contextederetard pubertaireou de retard de croissancestaturo-pond ralechez le grand enfant ou l rieure 2 DSchez la filletteou l adolescente,une am norrh eprimaire(absencede survenuedes premi resr gles) chez l adolescenteet la jeune fille voquentun syndromede Turner:monosomieXouvariant cytog n tiquefr quent; chez l adulte,les principalesindicationssont les checs de reproduction,l hypofertilit ou l infertilit : les avortementsspontan spr coces r p tition(plus de deux faussescouchesspontan es[FCS] au1ertrimestrede la grossesse)indiquentla r alisationdu caryotypechez le anomaliede struc-ture quilibr eest trouv echez l hommeou lafemme dans 1cas sur 300 couplestest s.

8 Il s agit leplus souventd une translocationr ciproque quili-br e, d une translocationrobertsonienneou d uneinversionp FCS r p t espeuvent tre, dans ce cas, la cons quenced un d s quilibrem iotiquede l anomaliede structure quilibr eparentale(mals gr gationd une translocationr ci-proqueou robertsonienne;aneusomiede recombi-naisond uneinversionp ricentrique).Lad couverted une anomalie quilibr eparentaleimpliqueun conseilg n tiqueavec valuationdurisque de d s quilibredu conceptus(syndromepolymalformatifet/ou retard mental terme). Cerisque varie de 1 40 %selon l anomalieet talest propos en cas de grossesse,et une enqu tefamilialeest r alis e; l infertilit masculinepar oligospermieou azoo-spermied origines cr toireest associ e une ano-malie chromosomiqueconstitutionnelledans 10 %des cas. L anomaliechromosomiquela plus fr -quente(20 %) est la formule47,XXYet sesvariantescytog n tiquesen mosa que,associ esausyndromede Klinefelteravec azoospermies cr -toire autres anomaliessont des ano-maliesdes gonosomeset des anomaliesautosomiquesde structure quilibr es; l infertilit f minineavec insuffisanceova-rienne(am norrh esecondaire,m nopausepr -coce) fait rechercherplus particuli rementlesanomaliesdu chromosomeX, anomaliede nombrele plus souventen mosa queou anomaliedestructure; lebilan biologiqued un coupleinfertileavantprocr ationm dicalementassist e(FIV, ICSI)comporteen g n ralun caryotypeest galementr alis chez lespersonnes donneuses dans les dons de gam tes.

9 Les enqu tesfamilialesfont tablir le caryotypedesujets apparent s uncas index porteurd une ano-malie de structure quilibr eou d s quilibr econnue:onr alise d abordles caryotypesdesparentsdu sujet index, afin de pr cisersi l anomalieesth rit eoudenovo,p uis,lecas ch ant,lecaryo-type des descendantset collat apporteune aide pr cieuseau conseilg n est noter que la recherched une anomaliechromoso-mique chez un sujet ph notypiquementnormalnepeut tre r alis eque chez des sujets majeurs; plus rarement,le caryotypeest tabli partir defibroblastesde peau cultiv s:c est le cas en particu-lier lorsquela mise en videncesur lymphocytessanguinsd une mosa quefaible (coexistencede cel-lules normaleset de cellulesanormalesminori-Guidedes analysessp cialis estaires) n cessiteune confirmationsur unautre notypessont galement vocateursd anomalieslimit esaux fibroblastes,commelesyndromede natalUn diagnosticpr natalest propos lorsqu ilexiste uneaugmentationsignificativedu risque d anomalieschro-mosomiquesd s quilibr eschez le f tus susceptiblesd entra nerdes troublesdu d veloppementsuffisam-ment graves et/ou l taux (malformations,retard psy-chomoteur)pourproposeruneinterruptio nm anomaliechromosomiquela plus fr quem-ment d pist eest la trisomie21.

10 Le conseilg n tiqueest particuli rementdifficilelors de la d couverted anomaliesde pronosticplus incertainen l absencedesignes d appel chographiques:anomaliesde nombreou de structuredes gonosomes,anomaliesde structureapparemment quilibr esde novo,petit marqueursur-num rairede indicationsdu caryotypef tal prises en charge parl assurancemaladiesont les suivantes: ge maternelsup rieur 38ans :ilexiste une aug-mentationprogressiveavec l ge materneldu risquede trisomiespar non-disjonctionchromosomiquelorsde la premi redivisionde m iose (risque d anomaliechromosomique 38ans :1%, 40ans :2%); signes d appelbiologiques:une tude du caryotypef tal est propos epour un risque de trisomie21 sup -rieur 1/250 apr s dosagedes marqueurss riquesmaternels( -hCG, estriol, alphaf toprot ine)entre la15eet la 18eSA (semained am norrh e).L valuationstatistiquede ce risque tient galementcomptede l gematernel; mesurede la clart nucale lors de l chographiedu1ertrimestreentre la 11eet la 13eSA :elle est l undes meilleursmarqueursde trisomie21 f d finir un risque individuel,int grantl aussi l ge maternel,et d avoirun diagnosticpr cocesur villosit schoriales; signe(s)d appel chographique(s):l chographiedu1ertrimestrepourra mettre en videnceun retard decroissancepr coce,des anomaliesdu p le c phaliquemotivantl tude du de l chographiemorphologique(20 22SA), le caryotypef tal estindiqu en cas d anomaliequantitativedu liquideamniotique(volumeinsuffisant:olig oamnios,enexc s :hydramnios),de malformation(s)f tale(s),deretard de croissanceintra-ut