Karotyoping : Ce qu’il peut révéler et comment il est fait

Un caryotype est, littéralement, une photographie des chromosomes qui existent dans une cellule. Un médecin peut prescrire un caryotype pendant la grossesse afin de dépister des anomalies congénitales courantes. Il est aussi parfois utilisé pour confirmer un diagnostic de leucémie. Moins souvent, le caryotype est utilisé pour dépister les parents avant qu’ils ne conçoivent s’ils risquent de transmettre une maladie génétique à leur bébé. Selon l’objectif du test, la procédure peut impliquer une analyse sanguine, une aspiration de la moelle osseuse ou des procédures prénatales courantes comme l’amniocentèse ou le prélèvement de villosités choriales.

Les bases de la génétique

Les chromosomes sont les structures filiformes du noyau des cellules que nous héritons de nos parents et qui portent notre information génétique sous forme de gènes. Les gènes dirigent la synthèse des protéines dans notre corps, ce qui détermine notre apparence et notre fonctionnement.

Tous les êtres humains possèdent généralement 46 chromosomes, dont 23 sont hérités de nos mères et de nos pères, respectivement. Les 22 premières paires sont appelées autosomes, qui déterminent nos caractéristiques biologiques et physiologiques uniques. La 23e paire est composée de chromosomes sexuels (appelés X ou Y), qui indiquent si nous sommes de sexe féminin ou masculin.

Toute erreur dans le codage génétique peut affecter le développement et le fonctionnement de notre corps. Dans certains cas, elle peut nous exposer à un risque accru de maladie ou de déficience physique ou intellectuelle. Un caryotype permet aux médecins de détecter ces erreurs.

Les défauts chromosomiques surviennent lorsqu’une cellule se divise pendant le développement du fœtus. Toute division se produisant dans les organes reproducteurs est appelée méiose. Toute division se produisant en dehors des organes reproducteurs est appelée mitose.

Ce qu’un caryotype peut montrer

Un caryotype caractérise les chromosomes en fonction de leur taille, de leur forme et de leur nombre afin d’identifier les défauts numériques et structurels. Alors que les anomalies numériques sont celles dans lesquelles vous avez trop ou trop peu de chromosomes, les anomalies structurelles peuvent englober un large éventail de défauts chromosomiques, notamment

• Suppressions, dans lesquelles une partie d’un chromosome est manquante
• Lestranslocations, dans lesquelles un chromosome n’est pas à sa place
• Inversions, dans lesquelles une partie d’un chromosome a basculé dans la direction opposée
• Lesduplications, dans lesquelles une partie d’un chromosome est accidentellement copiée

Anomalies numériques

Certaines personnes naissent avec un chromosome supplémentaire ou manquant. S’il y a plus de deux chromosomes alors qu’il ne devrait y en avoir que deux, on parle de trisomie. S’il y a un chromosome manquant ou endommagé, c’est une monosomie.

Parmi les anomalies numériques qu’un caryotype peut détecter, on peut citer

• Lesyndrome de Down (trisomie 21), dans lequel un chromosome 21 supplémentaire provoque des traits faciaux distinctifs et des handicaps intellectuels.
• Lesyndrome d’Edward (trisomie 18), dans lequel le chromosome 18 supplémentaire se traduit par un risque élevé de décès avant le premier anniversaire.
• Le syndrome dePatau (trisomie 13), dans lequel un chromosome 18 supplémentaire augmente la probabilité de problèmes cardiaques, de déficience intellectuelle et de décès avant la première année.
• Lesyndrome de Turner (monosomie X), dans lequel un chromosome X manquant ou endommagé chez les filles se traduit par une taille plus petite, un handicap intellectuel et un risque accru de problèmes cardiaques.
• Le syndrome deKlinefelter (syndrome XXY), dans lequel un chromosome X supplémentaire chez les garçons peut entraîner la stérilité, des difficultés d’apprentissage et des organes génitaux sous-développés.

Anomalies structurelles

Les anomalies structurelles ne sont pas aussi communément vues ou identifiées que les trisomies ou les monosomies, mais elles peuvent être tout aussi graves. En voici quelques exemples ;

• Lamaladie de Charcot-Marie-Tooth, causée par une duplication du chromosome 17, entraînant une réduction de la taille des muscles, une faiblesse musculaire et des difficultés motrices et d’équilibre.
• Inversion du chromosome 9, associée à une déficience intellectuelle, une malformation du visage et du crâne, une infertilité et une perte récurrente de grossesse.
• Lesyndrome du Cri-du-Chat, dans lequel la délétion du chromosome 5 entraîne un retard de développement, une petite taille de tête, des difficultés d’apprentissage et des traits faciaux distinctifs.
• Lechromosome de Philadelphie, causé par la translocation réciproque des chromosomes 9 et 22, entraînant un risque élevé de leucémie myéloïde chronique.
• Lesyndrome de Williams, dans lequel la translocation du chromosome 7 provoque une déficience intellectuelle, des problèmes cardiaques, des traits faciaux distinctifs et des personnalités extraverties et engageantes.

L’expression des anomalies chromosomiques structurelles est vaste. Par exemple, environ 3 % des cas de trisomie 21 sont causés par une translocation sur le chromosome 21. Cependant, toutes les anomalies chromosomiques ne confèrent pas une maladie. Certaines, en fait, peuvent être bénéfiques.

C’est le cas de la drépanocytose (SCD), causée par un défaut sur le chromosome 11. Bien qu’hériter de deux de ces chromosomes conduise à la Drépanocytose, en avoir un seul peut vous protéger contre la malaria. On pense que d’autres défauts assurent une protection contre le VIH, en stimulant la production d’anticorps anti-VIH (BnAbs) largement neutralisants chez un rare sous-ensemble de personnes infectées.

Indications

Lorsqu’ils sont utilisés pour le dépistage prénatal, les caryotypes sont généralement effectués au cours du premier trimestre et à nouveau au cours du deuxième trimestre. Le panel standard teste 19 maladies congénitales différentes, dont le syndrome de Down et la mucoviscidose.

Les caryotypes sont parfois utilisés pour le dépistage préconceptionnel dans des conditions spécifiques, à savoir

• Pour les couples ayant un passé ancestral commun de maladie génétique
• Lorsqu’un des partenaires est atteint d’une maladie génétique
• Lorsqu’un partenaire est connu pour avoir une mutation autosomique récessive (qui ne peut causer la maladie que si les deux partenaires apportent la même mutation)

Le caryotype n’est pas utilisé pour le dépistage de routine avant la conception, mais plutôt pour les couples dont le risque est considéré comme élevé. On peut citer comme exemple les couples juifs Ashkanzi qui présentent un risque élevé de maladie de Tay-Sachs ou les couples afro-américains ayant des antécédents familiaux de drépanocytose.

Les couples qui sont incapables de concevoir ou qui ont des fausses couches à répétition peuvent également subir un caryotypage parental si toutes les autres causes ont été explorées et exclues.

Enfin, un caryotype peut être utilisé pour confirmer une leucémie myéloïde chronique en association avec d’autres tests. (La présence du chromosome de Philadelphie ne peut à elle seule confirmer le diagnostic de cancer).

Comment ils sont exécutés

Un caryotype peut théoriquement être réalisé sur n’importe quel fluide ou tissu corporel, mais, en pratique clinique, les échantillons sont obtenus de quatre manières :

• • L’amniocentèse consiste à insérer une aiguille dans l’abdomen pour obtenir une petite quantité de liquide amniotique de l’utérus ; elle est effectuée sous le guidage d’une échographie pour éviter de nuire au fœtus. La procédure est effectuée entre les 15e et 20e semaines de grossesse. Bien que relativement sûre, l’amniocentèse est associée à un risque de fausse-couche de un sur 200.
  • Leprélèvement de villosités choriales (CVS) utilise également une aiguille abdominale pour extraire un échantillon de cellules des tissus placentaires. Généralement effectué entre les semaines 10 et 13 de la grossesse, le CVS comporte un risque de fausse couche de 1 sur 100.
  • Laphlébotomie est le terme médical qui désigne une prise de sang. L’échantillon de sang est généralement prélevé dans une veine de votre bras, qui est ensuite exposée au chlorure d’ammoniaque pour isoler les leucocytes (globules blancs) en vue du caryotypage. Une douleur, un gonflement et une infection au point d’injection sont possibles.
  • L’aspiration de la moelle osseuse peut être utilisée pour faciliter le diagnostic de la leucémie myéloïde chronique. Elle est généralement réalisée en insérant une aiguille au centre de l’os de la hanche et se fait sous anesthésie locale dans un cabinet médical. La douleur, les saignements et les infections font partie des effets secondaires possibles.

Évaluation de l’échantillon

Une fois l’échantillon prélevé, il est analysé en laboratoire par un spécialiste appelé cytogénéticien. Le processus commence par la culture des cellules collectées dans un milieu enrichi en nutriments. Cette opération permet de déterminer le stade de la mitose où les chromosomes sont les plus faciles à distinguer.

Les cellules sont ensuite placées sur une lame, colorées avec un colorant fluorescent et placées sous la lentille d’un microscope électronique. Le cytogénéticien prend ensuite des microphotographies des chromosomes et réorganise les images comme un puzzle pour faire correspondre correctement les 22 paires de chromosomes autosomiques et les deux paires de chromosomes sexuels.

Une fois que les images sont correctement positionnées, elles sont évaluées pour déterminer si des chromosomes sont manquants ou ajoutés. La coloration peut également aider à révéler des anomalies structurelles, soit parce que les bandes sur les chromosomes sont mal assorties ou manquantes, soit parce que la longueur d’un « bras » chromosomique est plus longue ou plus courte qu’un autre.

Résultats

Toute anomalie sera répertoriée sur un rapport de caryotype par le chromosome concerné et les caractéristiques de l’anomalie. Ces résultats seront accompagnés d’interprétations « possibles », « probables » ou « définitives ». Certaines affections peuvent être diagnostiquées de façon définitive par un caryotype, d’autres non.

Les résultats d’un caryotype prénatal prennent entre 10 et 14 jours. D’autres sont généralement prêts dans un délai de trois à sept jours. Votre médecin examinera généralement les résultats avec vous, mais un conseiller génétique peut être présent pour vous aider à mieux comprendre ce que les résultats signifient et ne signifient pas. Cela est particulièrement important si une maladie congénitale est détectée ou si le dépistage préconceptionnel révèle un risque accru de maladie héréditaire si vous avez un bébé.

Sources des articles (certains en anglais)

1. Collège américain des obstétriciens et gynécologues. Tests de diagnostic génétique prénatal. Mis à jour en janvier 2019.
2. Société de leucémie et de lymphome. Tests de sang et de moelle osseuse.
3. Institut national de recherche sur le génome humain. Fiche d’information sur les anomalies chromosomiques.
4. Centres de contrôle et de prévention des maladies. Faits sur le syndrome de Down. Mis à jour le 5 décembre 2019.
5. Thompson PA, Kantarjian HM, Cortes JE. Diagnostic et traitement de la leucémie myéloïde chronique en 2015. Mayo Clin Proc. 2015;90(10):1440-1454. doi:10.1016/j.mayocp.2015.08.010