L’objectif et les étapes d’un test de caryotype

Si votre médecin a recommandé un test de caryotype pour vous ou votre enfant, ou après une amniocentèse, qu’implique ce test ? Quelles sont les conditions qu’un caryotype peut diagnostiquer, quelles sont les étapes de la réalisation des tests et quelles sont ses limites ?

Qu’est-ce qu’un caryotype ?

Un caryotype est une photographie des chromosomes d’une cellule. Les caryotypes peuvent être prélevés sur des cellules sanguines, des cellules de la peau du fœtus (du liquide amniotique ou du placenta) ou des cellules de la moelle osseuse.

Affections diagnostiquées à l’aide d’un caryotype

Les caryotypes peuvent être utilisés pour dépister et confirmer des anomalies chromosomiques telles que le syndrome de Down et le syndrome de l’œil de chat, et plusieurs types d’anomalies peuvent être détectés.

Voici quelques exemples de trisomies :

• Syndrome de Down (trisomie 21)
• Syndrome d’Edward (trisomie 18)
• Syndrome de Patau (trisomie 13)
• Syndrome de Klinefelter (XXY et autres variations) – Le syndrome de Klinefelter touche un nouveau-né de sexe masculin sur 500
• Syndrome du triple X (XXX)

Un exemple de monosomie comprend :

• Syndrome de Turner (X0) ou monosomie X – Environ 10% des fausses couches au premier trimestre sont dues au syndrome de Turner, mais cette monosomie n’est présente que dans environ 1 naissance féminine vivante sur 2 500

Voici quelques exemples de délétions chromosomiques :

• Syndrome du Cri-du-Chat (chromosome 5 manquant)
• Syndrome de Williams (chromosome 7 manquant)

Translocations – Il existe de nombreux exemples de translocations, dont la translocation du syndrome de Down. Les translocations robertsoniennes sont assez courantes et concernent environ une personne sur mille.

Le mosaïcisme est un état dans lequel certaines cellules du corps présentent une anomalie chromosomique alors que d’autres n’en présentent pas. Par exemple, le syndrome de Down mosaïque ou la trisomie 9 mosaïque. La trisomie 9 complète n’est pas compatible avec la vie, mais la trisomie 9 mosaïque peut donner lieu à une naissance vivante.

Quand c’est fait

Il existe de nombreuses situations dans lesquelles un caryotype peut être recommandé par votre médecin. Il peut s’agir notamment des situations suivantes

• • Les nourrissons ou les enfants dont l’état de santé suggère une anomalie chromosomique qui n’a pas encore été diagnostiquée.
  • Les adultes qui présentent des symptômes suggérant une anomalie chromosomique (par exemple, les hommes atteints de la maladie de Klinefelter peuvent ne pas être diagnostiqués avant la puberté ou l’âge adulte). Certains des troubles de la trisomie mosaïque peuvent également ne pas être diagnostiqués.
  • L’infertilité : Un caryotype génétique peut être réalisé pour l’infertilité. Comme indiqué ci-dessus, certaines anomalies chromosomiques peuvent ne pas être diagnostiquées avant l’âge adulte. Une femme atteinte du syndrome de Turner ou un homme atteint d’une des variantes du syndrome de Klinefelter peut ne pas être conscient de cette affection jusqu’à ce qu’il soit confronté à l’infertilité.
  • Tests prénataux : Dans certains cas, comme la translocation du syndrome de Down, la maladie peut être héréditaire et les parents peuvent être testés si un enfant est né avec un syndrome de Down. (Il est important de noter que la plupart du temps, le syndrome de Down n’est pas un trouble héréditaire mais plutôt une mutation fortuite).
  • Mortinaissance : Un caryotype est souvent effectué dans le cadre des tests suivant une mortinatalité.
  • Les fausses couches récurrentes : Un caryotype parental des fausses couches récurrentes peut donner des indices sur les raisons de ces pertes récurrentes dévastatrices. On pense que des anomalies chromosomiques, comme la trisomie 16, sont à l’origine d’au moins 50 % des fausses couches.
  • La leucémie : Le caryotype peut également être utilisé pour aider à diagnostiquer les leucémies, par exemple, en recherchant le chromosome de Philadelphie trouvé chez certaines personnes atteintes de leucémie myélogène chronique ou de leucémie lymphocytaire aiguë.

Raisons pour lesquelles votre médecin peut prescrire un caryotype

Étapes concernées

Un test de caryotype peut ressembler à une simple analyse de sang, ce qui amène beaucoup de gens à se demander pourquoi il faut tant de temps pour obtenir les résultats. Ce test est en fait assez complexe après le prélèvement. Examinons ces étapes pour que vous puissiez comprendre ce qui se passe pendant la période d’attente du test.

1. Prélèvement d’échantillons

La première étape de la réalisation d’un caryotype consiste à prélever un échantillon. Chez les nouveau-nés, on prélève un échantillon de sang contenant des globules rouges, des globules blancs, du sérum et d’autres liquides. Un caryotype sera effectué sur les globules blancs qui se divisent activement (état appelé mitose). Pendant la grossesse, l’échantillon peut être soit du liquide amniotique prélevé lors d’une amniocentèse, soit un morceau de placenta prélevé lors d’un test de prélèvement des villosités choriales (CVS). Le liquide amniotique contient des cellules cutanées fœtales qui sont utilisées pour générer un caryotype.

2. Transport vers le laboratoire

Les caryotypes sont réalisés dans un laboratoire spécifique appelé « laboratoire de cytogénétique », un laboratoire qui étudie les chromosomes. Tous les hôpitaux ne disposent pas de laboratoires de cytogénétique. Si votre hôpital ou votre établissement médical ne dispose pas de son propre laboratoire de cytogénétique, l’échantillon sera envoyé à un laboratoire spécialisé dans l’analyse des caryotypes. L’échantillon est analysé par des cytogénéticiens spécialement formés, des cytogénéticiens titulaires d’un doctorat ou des généticiens médicaux.

3. Séparation des cellules

Pour pouvoir analyser les chromosomes, l’échantillon doit contenir des cellules qui se divisent activement. Dans le sang, les globules blancs se divisent activement. La plupart des cellules fœtales se divisent aussi activement. Une fois que l’échantillon atteint le laboratoire de cytogénétique, les cellules qui ne se divisent pas sont séparées des cellules qui se divisent à l’aide de produits chimiques spéciaux.

4. Cultures de cellules

Afin d’avoir suffisamment de cellules à analyser, les cellules en division sont cultivées dans des milieux spéciaux ou dans une culture cellulaire. Ce milieu contient des produits chimiques et des hormones qui permettent aux cellules de se diviser et de se multiplier. Ce processus de culture peut prendre trois à quatre jours pour les cellules sanguines, et jusqu’à une semaine pour les cellules fœtales.

5. Synchronisation des cellules

Les chromosomes sont une longue chaîne d’ADN humain. Pour pouvoir les observer au microscope, les chromosomes doivent se trouver sous leur forme la plus compacte dans une phase de division cellulaire (mitose) appelée métaphase. Afin d’amener toutes les cellules à cette étape spécifique de la division cellulaire, les cellules sont traitées avec un produit chimique qui arrête la division cellulaire au point où les chromosomes sont les plus compacts.

6. Libérer les chromosomes de leurs cellules

Pour voir ces chromosomes compacts au microscope, il faut que les chromosomes soient hors des globules blancs. Pour ce faire, on traite les globules blancs avec une solution spéciale qui les fait éclater. Cela se fait pendant que les cellules sont sur une lame microscopique. Les débris restants des globules blancs sont éliminés par lavage, laissant les chromosomes collés sur la lame.

7. Coloration des chromosomes

Les chromosomes sont naturellement incolores. Afin de distinguer un chromosome d’un autre, un colorant spécial appelé colorant Giemsa est appliqué sur la lame. Le colorant Giemsa colore les régions des chromosomes qui sont riches en bases adénine (A) et thymine (T). Lorsqu’ils sont colorés, les chromosomes ressemblent à des chaînes avec des bandes claires et sombres. Chaque chromosome présente un motif spécifique de bandes claires et sombres qui permettent au cytogénéticien de distinguer un chromosome d’un autre. Chaque bande claire ou foncée englobe des centaines de gènes différents.

8. Analyse

Une fois les chromosomes colorés, la lame est placée sous le microscope pour analyse. Une photo des chromosomes est alors prise. À la fin de l’analyse, le nombre total de chromosomes sera déterminé et les chromosomes seront classés par taille.

9. Compter les chromosomes

La première étape de l’analyse consiste à compter les chromosomes. La plupart des humains ont 46 chromosomes. Les personnes atteintes du syndrome de Down ont 47 chromosomes. Il est également possible que des personnes aient des chromosomes manquants, plus d’un chromosome supplémentaire, ou une partie d’un chromosome qui est soit manquante soit dupliquée. En examinant uniquement le nombre de chromosomes, il est possible de diagnostiquer différentes affections, dont le syndrome de Down.

10. Tri des chromosomes

Après avoir déterminé le nombre de chromosomes, le cytogénéticien commencera à trier les chromosomes. Pour trier les chromosomes, le cytogénéticien comparera la longueur des chromosomes, le placement des centromères (les zones où les deux chromatides sont jointes), ainsi que l’emplacement et la taille des bandes G. Les paires de chromosomes sont numérotées de la plus grande (numéro 1) à la plus petite (numéro 22). Il existe 22 paires de chromosomes, appelées autosomes, qui correspondent exactement. Il y a aussi les chromosomes sexuels, les femmes ont deux chromosomes X alors que les hommes ont un X et un Y.

11. Examen de la structure

En plus d’examiner le nombre total de chromosomes et les chromosomes sexuels, le cytogénéticien examinera également la structure des chromosomes spécifiques pour s’assurer qu’il n’y a pas de matériel manquant ou supplémentaire ainsi que des anomalies structurelles comme les translocations. Une translocation se produit lorsqu’une partie d’un chromosome est attachée à un autre chromosome. Dans certains cas, deux morceaux de chromosomes sont échangés (une translocation équilibrée) et d’autres fois, un morceau supplémentaire est ajouté ou manquant d’un seul chromosome.

12. Le résultat final

En fin de compte, le caryotype final indique le nombre total de chromosomes, le sexe et toute anomalie structurelle des chromosomes individuels. Une image numérique des chromosomes est générée, tous les chromosomes étant classés par numéro.

Limites du caryotype

Il est important de noter que si le caryotype peut donner beaucoup d’informations sur les chromosomes, ce test ne peut pas vous dire si des mutations génétiques spécifiques, telles que celles qui causent la mucoviscidose, sont présentes. Votre conseiller génétique peut vous aider à comprendre ce que les tests de caryotype peuvent vous dire et ce qu’ils ne peuvent pas vous dire. D’autres études sont nécessaires pour évaluer le rôle possible des mutations génétiques dans la maladie ou les fausses couches.

Il est également important de noter que parfois, les tests de caryotype peuvent ne pas être capables de détecter certaines anomalies chromosomiques, par exemple en cas de mosaïque placentaire.

À l’heure actuelle, les tests de caryotype dans le cadre prénatal sont assez invasifs et nécessitent une amniocentèse ou un prélèvement des villosités choriales. Cependant, l’évaluation de l’ADN libre de cellules

dans un échantillon de sang de la mère est maintenant courante et constitue une alternative beaucoup moins invasive pour le diagnostic prénatal des anomalies génétiques chez un fœtus.

En attendant les résultats de votre caryotype, vous pouvez vous sentir très anxieux, et la semaine ou les deux semaines qu’il faut pour obtenir les résultats peuvent vous sembler interminables. Prenez ce temps pour vous appuyer sur vos amis et votre famille. Il peut également être utile de vous renseigner sur certaines des conditions associées aux chromosomes anormaux. Bien que bon nombre des affections diagnostiquées avec un caryotype puissent être dévastatrices, il existe de nombreuses personnes qui vivent avec ces affections et qui ont une excellente qualité de vie.

Sources des articles (certains en anglais)

1. Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis. Medline Plus. Test génétique de caryotype. Mis à jour le 4 février 2019.
2. Witters G, Van Robays J, Willekes C, et al. Trisomie 13, 18, 21, Triploïdie et syndrome de Turner : les 5 T. Regardez les mains. Facts Views Vis Obgyn. 2011;3(1):15-21.
3. Apprendre la génétique, apprendre les sciences génétiques. Exemples d’arrangements chromosomiques déséquilibrés. Mis à jour en 2020.
4. Song J, Li X, Sun L, et al. Une famille avec translocation Robertsonienne : un mécanisme potentiel de spéciation chez l’homme. Mol Cytogenet. 2016;9:48. Publié le 18 juin 2016. doi:10.1186/s13039-016-0255-7
5. Copel, JA, D’Alton, ME. Imagerie obstétrique : Diagnostic et soins du fœtus. New York, NY : Elsevier ; 2018.
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7. Centre médical de santé UVA. Laboratoire de cytogénétique. Mis à jour en 2020.
8. O’Connor, C. Caryotype pour les anomalies chromosomiques. Nature Education 2008:1(1):27.
9. Centre national pour l’avancement des sciences translationnelles. FAQ sur les anomalies chromosomiques. Mis à jour le 25 octobre 2017.
10. Grace MR, Hardisty E, Dotters-katz SK, Vora NL, Kuller JA. Dépistage de l’ADN sans cellules : complexité et défis de la mise en œuvre clinique. Obstet Gynecol Surv. 2016;71(8):477-87. doi:10.1097/OGX.0000000000000342

Lectures complémentaires

• Kumar, Vinay, Abul K. Abbas et Jon C. Aster. Robbins et Cotran Pathologic Basis of Disease. Philadelphie : Elsevier-Saunders, 2015. Imprimer.
• Norton, M., et B. Rink. Changing Indications for Invasive Testing in an Era of Improved Screening. Séminaires en périnatologie. 2016. 40(1):56-66.
• Shah, M., Cinnioglu, C., Maisenbacher, M., Comstock, I., Kort, J. et R. Lathi. Comparison of Cytogenetics and Molecular Karyotyping for Chromosome Testing of Miscarriage Specimens. Fertilité et stérilité. 2017. 107(4):1028-1033.