Le diagnostic prénatal (DPN) chromosomique et moléculaire vise à identifier les affections à haut risque d'être gravement invalidantes et incurables. Dans ce contexte, le rôle du médecin est d'accompagner le couple tout au long de la démarche, en fournissant une information complète et en proposant un soutien psychologique si nécessaire. Cet article aborde les différentes techniques de diagnostic prénatal des anomalies chromosomiques, en mettant l'accent sur les méthodes de dépistage, les procédures invasives, et les anomalies les plus fréquemment détectées.
Anomalies Chromosomiques : Définition et Types
Les anomalies chromosomiques constitutionnelles représentent une cause fréquente d'anomalie du développement embryo-fœtal. Elles sont à l'origine d'environ 50 % des avortements spontanés survenant pendant le premier trimestre de la grossesse. On distingue deux grands types d'anomalies chromosomiques :
Anomalies de Nombre
Le caryotype normal comporte 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes. Les anomalies de nombre, également appelées aneuploïdies, peuvent être homogènes (présentes dans toutes les cellules) ou en mosaïque (présentes dans une proportion variable de cellules). L'origine des anomalies homogènes se situe soit au moment de la méiose (formation des cellules reproductrices), soit lors des premières divisions mitotiques du zygote (ovule fécondé). L'âge maternel élevé est un facteur de risque prédominant pour les anomalies de disjonction chromosomique méiotique.
- Trisomie : Présence d'un chromosome supplémentaire. Les plus fréquentes à la naissance sont les trisomies 21, 18 et 13, ainsi que la trisomie 8 en mosaïque. Les trisomies des chromosomes sexuels (47,XXX, 47,XXY, 47,XYY) sont également fréquentes.
- Monosomie : Perte d'un des deux chromosomes d'une paire chromosomique. Les monosomies autosomiques sont rarement observées à la naissance, car probablement non viables. La monosomie X est fréquente et responsable du syndrome de Turner.
Anomalies de Structure
Ces anomalies résultent de cassures chromosomiques suivies de recollements anormaux. Les trisomies et monosomies partielles résultent de remaniements de structure. Les anomalies de structure peuvent affecter un ou plusieurs chromosomes (translocations). Elles peuvent être équilibrées ou non équilibrées.
- Anomalies équilibrées : Elles n'entraînent pas de déséquilibre du matériel chromosomique et n'ont habituellement pas d'effet phénotypique, sauf si la cassure interrompt un gène. Elles peuvent entraîner la formation de gamètes déséquilibrés lors de la méiose, conduisant à des avortements ou à la naissance d'enfants porteurs d'anomalies congénitales.
- Anomalies non équilibrées : Elles peuvent survenir de novo (accidentellement) ou être la conséquence d'un remaniement parental équilibré.
Techniques de Diagnostic Prénatal
Dépistage Prénatal
Le dépistage chromosomique prénatal est proposé à toutes les femmes enceintes, quel que soit leur âge et leurs antécédents. Il est basé sur l'étude combinée de marqueurs échographiques (mesure de l'épaisseur de la nuque fœtale) et de marqueurs biologiques (dosage de substances dans le sang maternel) au premier trimestre de grossesse. Un calcul de risque individualisé est réalisé, séquençant l'âge maternel, les marqueurs sériques du premier ou deuxième trimestre, la mesure de la clarté nucale, et d'autres anomalies échographiques.
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En 2017, la HAS (Haute Autorité de Santé) recommande de proposer le dépistage par NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing) de la trisomie 21 aux femmes dont le niveau de risque estimé est compris entre 1 sur 1 000 et 1 sur 51 par le dépistage classique.
Diagnostic Prénatal Invasif
Seul un caryotype fœtal obtenu par un diagnostic prénatal (DPN) invasif permet de poser un diagnostic de certitude. Un caryotype fœtal est proposé aux couples à risque élevé d'anomalies chromosomiques, que ce risque soit prévisible (antécédent familial) ou imprévisible (dépistage chromosomique à risque, anomalies échographiques). L'information, délivrée au cours d'une consultation de conseil génétique, doit être la plus complète possible. A l'issue de celle-ci la patiente signe un consentement pour la réalisation du DPN chromosomique ou moléculaire. Le médecin prescripteur signe une attestation de consultation de conseil génétique. Le résultat de l'analyse sera rendu à ce médecin prescripteur, qui devra le transmettre à la patiente. Dans tous les cas, une prise en charge psychologique doit pouvoir être proposée.
Les principales techniques invasives sont :
- Amniocentèse : Prélèvement de liquide amniotique sous contrôle échographique, généralement réalisé à partir de 15-16 semaines d'aménorrhée (SA). Le risque de fausse couche est de 0,5 à 1 %. La réalisation du caryotype nécessite une étape de culture cellulaire. Dans les situations à haut risque d'aneuploïdies (signes d'appel échographique), la FISH interphasique pour les chromosomes 13, 18, 21, X et Y permet un premier résultat rapide.
- Choriocentèse (Biopsie de Trophoblaste) : Prélèvement d'un fragment de placenta (villosités choriales), généralement réalisé entre 11 et 13 SA. Le risque de fausses couches est de 1 à 2 % (voie abdominale). Un premier caryotype, dont le résultat est obtenu en 24 à 48 h, est réalisé à partir des mitoses spontanées du syncitiotrophoblaste. Il est complété par la réalisation d'un caryotype après culture des cellules de l'axe mésenchymateux.
- Ponction de Sang Fœtal : Réalisée à partir de 22 SA, comporte un risque de fausse couche de 2 à 3 % ainsi qu'un risque important de morbidité. Dans le cadre du diagnostic prénatal, elle est utilisée pour le diagnostic des aneuploïdies, des syndromes microdélétionnels (par exemple : cardiopathie cono-troncale et délétion 22q11.2) ou pour la caractérisation d'anomalies de structure des chromosomes.
Analyse de l'ADN libre circulant (ALC)
Le plasma contient de l’ADN libre circulant (ALC), constitué de très petits fragments, provenant principalement de la dégradation des cellules endothéliales. Durant la grossesse, dès la 7e semaine, la destruction des cellules placentaires fœtales au contact de la circulation maternelle constitue une deuxième source d’ALC (5 à 10 % du total). Sa demi-vie ne dépasse pas 2 jours. Ces techniques permettent d’établir en quelques jours, en un seul temps analytique, la séquence individuelle de plusieurs dizaines de millions de fragments d’ADN isolés du sang maternel, afin d’en déterminer l’origine chromosomique.
Techniques de Laboratoire
- Caryotype : Observation de l'ensemble des chromosomes constituant le patrimoine génétique d'un individu. Une étape de culture des cellules est nécessaire (2 à 3 semaines) afin que les chromosomes puissent être observés au microscope au moment où ils se divisent. C’est le seul moment où ils sont visibles. Le caryotype permet une étude morphologique globale du matériel héréditaire (anomalies du nombre et de la structure des chromosomes).
- FISH (Hybridation In Situ en Fluorescence) : Utilisation de sondes fluorescentes (fragments d'ADN marqués) pour une étude ciblée de certaines régions chromosomiques (centromères, télomères, locus spécifiques de syndrome, peinture chromosomique). La FISH interphasique permet essentiellement d'identifier les principales aneuploïdies (trisomies 13, 18 et 21) sur noyaux interphasiques en s'affranchissant de l'étape de culture cellulaire. Elle est proposée lorsque les signes cliniques orientent l’examen génétique vers un chromosome précis. Cet examen est généralement plus rapide.
- Séquençage : Lecture des bases (code génétique) pour repérer une erreur parmi les gènes (mutation). Contrairement aux chromosomes, l’ADN n’est pas visible au microscope. Une étape préalable est donc nécessaire pour que le séquenceur puisse lire le gène. Elle consiste à reproduire le fragment d’ADN en plusieurs millions de copies identiques (technique dite de PCR (Polymerase Chain Reaction). Les nouvelles générations de séquenceurs (NSG pour l’anglais New Generation Sequencing) permettent cette lecture de manière beaucoup plus rapide. Ces techniques sont généralement utilisées pour lire plusieurs gènes en même temps, voire l’ensemble des gènes d’une personne si l’indication le nécessite (on parle alors d’ « exome »).
- Puces à ADN : Comparaison de l’ADN du patient à de l’ADN standard.
Anomalies Chromosomiques Fréquentes
Trisomie 21 (Syndrome de Down)
La trisomie 21 est une anomalie chromosomique définie par la présence d'un chromosome 21 surnuméraire (trisomie 21 complète) ou d'un fragment de chromosome 21 surnuméraire (trisomie partielle). Elle est la première cause génétique de déficience intellectuelle. Elle associe des anomalies développementales (dysmorphie faciale et malformations viscérales) à une déficience intellectuelle de sévérité variable. De nombreuses complications somatiques peuvent survenir au cours du temps. La trisomie 21 fait l’objet d’une proposition de dépistage systématique en cours de grossesse, fondé sur un prélèvement de sang maternel.
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Le phénotype de la trisomie 21 est variable. Les malformations sont souvent identifiées avant la naissance. À l’hypotonie néonatale quasi constante succède un retard des acquisitions psychomotrices, avec un retard de langage marqué. Le déficit cognitif est très variable. De nombreuses complications peuvent survenir, notamment des maladies auto-immunes. Les sujets trisomiques 21 ont des difficultés à décrire leurs symptômes ou à localiser et quantifier leurs douleurs.
La confirmation diagnostique de la trisomie 21 requiert un caryotype sanguin, même si le diagnostic clinique paraît évident. Le conseil génétique s’adresse aux couples ayant un risque accru d’avoir un fœtus atteint de trisomie 21 et aux couples ayant eu un fœtus ou un enfant atteint de trisomie 21 ou des antécédents familiaux de trisomie 21. Une trisomie 21 libre est due à une non-disjonction méiotique accidentelle. L’examen des caryotypes parentaux est inutile. Pour un couple ayant eu un fœtus ou un enfant atteint d’une trisomie 21 libre, le risque de récurrence pour un nouvel enfant est de 1 %. Dans le cas d’une trisomie 21 par translocation, le caryotype des parents est indispensable.
L’annonce d’un diagnostic de trisomie 21 est toujours délicate, car c’est une affection que « tout le monde connaît », ce qui signifie beaucoup de préjugés et de figurations erronées. Il est inutile d’inonder les parents d’informations médicales complexes à ce stade et il faut éviter les affirmations péremptoires sur le pronostic ou le devenir : l’avenir d’un enfant atteint de trisomie 21 est aussi imprévisible que celui de tout enfant. Une présentation positive de la prise en charge est indispensable. En période anténatale, l’IMG doit être envisagée et discutée au cours de la consultation. Il faut tenir compte de la culture et des positions éthiques, philosophiques ou des convictions religieuses des parents.
La prise en charge médicale est pluridisciplinaire et à vie. Dès l’âge de 3 à 6 mois, une rééducation en psychomotricité peut être prescrite dans le cadre d’une prise en charge dans un CAMSP (jusqu’à l’âge de 6 ans), un SESSAD, ou par un praticien libéral formé. Les personnes trisomiques ont pour la plupart la capacité de mener une vie affective normale et peuvent être sexuellement actives.
Trisomie 18 (Syndrome d'Edwards)
La trisomie 18 est une anomalie chromosomique due à la présence d'un chromosome 18 supplémentaire. Elle est caractérisée par un retard de croissance, de malformations viscérales touchant tous les organes dont le cœur dans plus de 90 %, les membres (pieds bots, mains et doigts repliés et fixés), le tube neural (anencéphalie, spina bifida) le tube digestif, les reins, la face (fente labio-palatine). Plus de 95 % des fœtus atteints décèdent in utero. Hypotonie et difficultés de succion dans les premières semaines évoluent vers une hypertonie, avec quasi-absence de contact. Un retard psychomoteur sévère est constant.
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Trisomie 13 (Syndrome de Patau)
La trisomie 13 est une anomalie chromosomique due à la présence d'un chromosome 13 supplémentaire. Elle est caractérisée par l'association de malformations cérébrales (holoprosencéphalie notamment), de dysmorphie faciale avec fréquence des fentes labio-palatines, d'anomalies oculaire (microphtalmie)s, de malformations des mains (polydactylie), de malformations viscérales (cardiopathie) et d'un retard psychomoteur très sévère. Plus de 95 % des fœtus atteints décèdent in utero. La présentation neurologique est sévère : hypotonie, hyporéactivité avec quasi-absence de contact. Les anomalies faciales sont variables. La moitié des enfants décèdent le premier mois et 90 % avant 1 an de complications cardiaques, rénales ou neurologiques.
Syndrome de Turner
Le syndrome de Turner est une affection chromosomique liée à l'absence complète (monosomie X) ou partielle d'un chromosome X. L'origine en est accidentelle, liée à une non-disjonction des chromosomes sexuels lors de la méiose avec perte d'un chromosome X. Les formes partielles ou en mosaïque) peuvent avoir des conséquences plus modérées. Cette affection concerne un nouveau-né féminin sur 2500 : son incidence à la conception est beaucoup plus élevée mais de nombreuses conceptions 45,X conduisent à une fausse-couche au premier ou deuxième trimestre.
Les circonstances de diagnostic sont variables selon la période considérée :
- en prénatal, la mise en évidence d'une hyperclarté nucale dans le cadre du dépistage chromosomique au premier trimestre, et surtout d'un hygroma colli voire d'un œdème généralisé plus ou moins associé à des malformations cardiaques conduit à proposer un caryotype fœtal ,
- à la naissance, le diagnostic peut être proposé chez une petite fille présentant une petite taille, des œdèmes des mains et des pieds, ainsi que des malformations cardiaques et/ou rénales ,
- dans l'enfance, c'est le retard de croissance qui doit impérativement faire évoquer le diagnostic ,
- à l'adolescence ou chez l'adulte, le diagnostic sera évoqué en cas d'impubérisme ou d'infertilité chez une femme d'une petite taille.
Syndrome de Klinefelter
Le syndrome de Klinefelter regroupe un ensemble d'anomalies chromosomiques caractérisées chez l'humain par la présence d'au moins un chromosome sexuel X supplémentaire. L'origine en est accidentelle, liée à une non-disjonction des chromosomes sexuels lors de la méiose. Le facteur de risque essentiel de survenue est l'âge maternel avancé. La formule chromosomique est 47,XXY. Dans 10 % à 20 % des cas, ce chromosome X supplémentaire n'est pas présent dans toutes les cellules : il s'agit d'une mosaïque chromosomique 47,XXY/46,XY dont les conséquences peuvent être plus modérées. Ce syndrome concerne un individu de sexe masculin sur 600. Ce syndrome est responsable d'un dysfonctionnement testiculaire responsable d'un défaut pubertaire et d'une infertilité fréquente. Le développement cognitif est superposable à celui de la population générale , des difficultés d'apprentissage légères et inconstantes (notamment retard d'acquisition du langage) sont parfois observées. Le développement physique est normalement masculin, en dehors d'un retard des signes pubertaires. Compte tenu de l'absence de malformation, le diagnostic est volontiers tardif, à l'adolescence ou à l'âge adulte. Son diagnostic en prénatal est ainsi fortuit, notamment dans le cadre du dépistage chromosomique.
Importance du Conseil Génétique
Le conseil génétique est une étape essentielle dans le processus de diagnostic prénatal. Il permet d'informer les couples sur les risques, les avantages et les limites des différentes techniques de dépistage et de diagnostic. Il offre également un soutien émotionnel et aide les couples à prendre des décisions éclairées concernant leur grossesse.
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