Introduction
Le caryotype est un outil essentiel en génétique médicale, permettant de visualiser l'ensemble des chromosomes d'un individu. Il est particulièrement utile pour détecter des anomalies chromosomiques, qu'elles soient numériques (aneuploïdies, polyploïdies) ou structurales (translocations, délétions, inversions). La trisomie 18, également appelée syndrome d'Edwards, est une aneuploïdie fréquente, caractérisée par la présence d'un chromosome 18 supplémentaire. Cet article explore les principes du caryotype, son application au diagnostic de la trisomie 18, et les implications génétiques associées.
Comprendre le Caryotype
Technique et Analyse
Un caryotype est réalisé à partir de cellules en division (métaphase). Différents types de prélèvements peuvent être utilisés (sang, fibroblastes, moelle osseuse…). La croissance cellulaire est souvent stimulée par des agents mitogènes. Après culture, un choc hypotonique est appliqué pour éclater les membranes cytoplasmiques et séparer les chromosomes. Une technique de coloration, souvent au Giemsa, permet de visualiser les chromosomes.
Il existe différentes techniques de coloration, notamment les bandes G (après dénaturation enzymatique) et les bandes R (après dénaturation thermique). L'analyse du caryotype permet de détecter des anomalies de nombre et/ou de structure. Une simple coloration au Giemsa ne permet pas de visualiser des bandes sur les chromosomes.
Interprétation du Caryotype
Le caryotype normal d'un humain possède 46 chromosomes, organisés en 23 paires. Les 22 premières paires sont appelées autosomes, et la dernière paire est constituée des chromosomes sexuels (XX chez la femme, XY chez l'homme). La formule chromosomique normale est donc 46,XX ou 46,XY.
Les anomalies chromosomiques sont décrites selon une nomenclature précise. Par exemple, 47,XX,+21 indique une trisomie 21 chez une femme (syndrome de Down). 46, XY, t(7 ;14)(q36 ;q11) décrit une translocation réciproque équilibrée entre le chromosome 7 et le chromosome 14. Le temps de culture est variable en fonction du prélèvement et/ou de la pathologie. Le poison du fuseau (colchicine ou sulfate de vinblastine) est utilisé pour bloquer les cellules en métaphase.
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Trisomie 18 : Aspects Génétiques
Définition et Caryotype
La trisomie 18 est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence de trois copies du chromosome 18 au lieu de deux. Le caryotype typique d'un individu atteint de trisomie 18 est 47,XX,+18 (femme) ou 47,XY,+18 (homme). Dans la métaphase A, on compte 47 chromosomes. Sur la métaphase B, on identifie 3 chromosomes 21 sur cette métaphase. La formule chromosomique est : 47,XY, +21.
Mécanismes d'Apparition
La trisomie 18 est généralement due à une non-disjonction des chromosomes 18 lors de la méiose (division cellulaire produisant les gamètes). Cette non-disjonction peut survenir lors de la première ou de la deuxième division méiotique, entraînant un gamète avec deux copies du chromosome 18. Après fécondation par un gamète normal, le zygote résultant possède trois copies du chromosome 18. Les trisomies libres sont issues d’accidents survenus par non disjonction des chromosomes lors de la première ou de la deuxième division méïotique mais ne sont pas consécutives à l’existence de translocations équilibrées chez un des parents.
Trisomie 18 : QCM Génétique et Applications Cliniques
Indications du Caryotype
La réalisation d'un caryotype est indiquée dans plusieurs situations, notamment :
- En prénatal : présence de signes d'appel échographiques fœtaux, antécédents d'anomalies chromosomiques chez un premier enfant, femme à risque accru de trisomie 21 (âge maternel > 38 ans, résultat du triple test supérieur au seuil du dépistage sérique), présence d'une anomalie chromosomique connue chez l'un des parents. Il doit être réalisé chez un couple après deux fausses couches spontanées ou un antécédent d’une mort in-utéro inexpliquée, chez les parents d’un enfant porteur d’une anomalie chromosomique.
- En postnatal : tableau clinique évocateur d'une des principales anomalies chromosomiques rencontrées en pathologie humaine (trisomie 21, 18, 13 ou certaines anomalies de structure (5p-)), syndrome polymalformatif, retard mental, troubles du comportement, retard des acquisitions psycho-motrices, retard de croissance, troubles pubertaires, infertilité, stérilité, fausses couches spontanées à répétition, parents d'enfants porteurs d'anomalies chromosomiques, enquête familiale. Enfant de 10 ans avec un diagnostic de leucémie aiguë lymphoblastique. Il est réalisé lorsqu’il existe une infertilité chez un couple.
Anomalies Chromosomiques de Structure
Les anomalies chromosomiques de structure incluent les inversions, les duplications, les isochromosomes, les délétions et les chromosomes en anneau. Les duplications, les isochromosomes, les délétions et les chromosomes en anneau correspondent à un état déséquilibré du génome. Une perte ou un gain de matériel chromosomique se traduit par un état déséquilibré.
Anomalies Équilibrées et Déséquilibrées
Les anomalies équilibrées (translocations réciproques, inversions) ne causent généralement pas de problèmes de santé chez le porteur, mais peuvent entraîner des problèmes de fertilité ou des fausses couches à répétition. Les anomalies déséquilibrées (délétions, duplications) entraînent souvent des syndromes polymalformatifs.
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Un jeune couple a eu trois avortements spontanés précoces. L’examen cytogénétique révèle chez le mari une anomalie de structure équilibrée autosomique. On peut s'attendre à trouver chez cet homme une inversion ou une translocation réciproque. Un couple au phénotype normal vient consulter pour des avortements spontanés précoces. Le caryotype est effectué chez les deux partenaires. Il révèle une anomalie chez l’un d’entre eux. Il peut s’agir d’une translocation équilibrée ou d'une inversion péricentrique.
Translocation et Trisomie 21
Une femme est porteuse d’une translocation équilibrée entre le chromosome 14 et le chromosome 21. Son époux a un caryotype normal : 46,XY. Les résultats des caryotypes partiels de la mère et du père vous sont présentés ci dessous (schéma 1). Un schéma de ségrégation méïotique est également réalisé (schéma 2).
Les gamètes 1 et 2 représentent des gamètes équilibrés. Les gamètes 3, 4, 5 et 6 représentent des gamètes déséquilibrés. Le gamète 1 est porteur d’une translocation. Dans le gamète 5, il existe du matériel du chromosome 21 en 2 exemplaires. Le gamète 6 aboutira à un zygote normal.
À la fécondation, les différents types de zygotes qui peuvent être obtenus sont : zygote trisomique 14, zygote normal, zygote trisomique 21, zygote monosomique 21. La représentation schématique manquante correspond à une monosomie 14. À la naissance, le caryotype de l’enfant peut être : 46, XY, rob(14; 21)(q10; q10), + 21, zygote normal, 45, XX, rob(14; 21)(q10; q10), 47, XY, + 14, 45, XX, - 21.
Caryotype et Anomalies de Structure : Inversion Péricentrique
Une anomalie de structure peut être une inversion péricentrique du chromosome 11. Il s’agit d’une anomalie déséquilibrée. Cette anomalie de structure ne concerne qu’un seul chromosome. Dans une inversion péricentrique, les points de cassure sont situés de part et d’autre du centromère, c’est le cas sur l’iconographie présentée. Elles peuvent être transmises à la descendance sans conséquence phénotypique. A la méïose, il y a formation d’une boucle d’inversion qui peut être à l’origine de gamètes déséquilibrés.
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Aneuploïdies et Polyploïdies Constitutionnelles
Les sujets présentant un caryotype avec une monosomie homogène, impliquant la totalité d’un chromosome ne sont jamais viables. Les sujets porteurs d’aneuploïdies des gonosomes (par exemple 45, X ou 47,XXY) ou de trisomie 21 sont viables à long terme. La plupart des monosomies X aboutissent à des fausses couches spontanées. Les polyploïdies ne sont jamais viables à long terme. A l’exception de la monosomie X ( Syndrome de Turner) et d’exceptionnelles monosomies autosomiques en mosaïque, les sujets atteints de monosomie ne sont jamais viables. Pour les trisomies, un nouveau né peut être porteur d’une trisomie d’un chromosome sexuel ou d’un chromosome 13, 18 ou 21 . La monosomies X est caractérisée par une forte sélection de la conception à la naissance (fausses couches ou mort fœtale in utéro). La fréquence à la naissance n’est que de 0,4 pour 1000. Les polyploïdies constitutionnelles ( 3n ou 4n dans l’espèce humaine) ne sont jamais viables à long terme.
Caryotype et Trisomie 18 : Étude de Cas et QCM
Un caryotype de fœtus peut révéler une trisomie 18. Ce caryotype est celui d'une cellule d'un homme dont la formule chromosomique est 2n+1 = 47. Ce caryotype présente une trisomie 18. Ce caryotype peut être issu de la fécondation d'un gamète au caryotype normal par un gamète résultant d'une méiose dont la première division a présenté une anomalie.
Conséquences Évolutives
L'anomalie n'est pas transmissible et ne peut donc pas avoir de conséquences évolutives.
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