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CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE Pr Jean Pierre Siffroi Service de Génétique et dEmbryologie médicales Hôpital Trousseau.

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1 CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE Pr Jean Pierre Siffroi Service de Génétique et dEmbryologie médicales Hôpital Trousseau

2 CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE 1.Anomalies chromosomiques a- de nombre b- de structure 2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3.Chromosome Y

3 Anomalies chromosomiques et spermatogenèse Anomalies de structure Translocations Robertsoniennes Translocations réciproques Inversions Anomalies de nombre Syndrome de Klinefelter Double Y Marqueurs chromosomiques

4 Caryotype sanguin en bande R

5 SD Klinefelter: clinique –1/800 hommes –47, XXY –Stérilité : le plus souvent azoospermie –Gynécomastie –Atrophie testiculaire –Homogène ou en mosaïque 47,XXY ou 47,XXY/46,XY

6

7 Syndrome de Klinefelter Syndrome de Klinefelter en mosaïque 47,XXY/46,XY Syndrome de Klinefelter homogène 47,XXY Azoospermie Oligozoospermie Risque pour la descendance? IAD Biopsie testiculaire IAD Positive Négative ICSI Fécondité naturelle?

8 Ségrégation théorique des gonosomes dans les gamètes X X Y X X Y XX XY XY 2 fois plus de spz 23, X que de 23, Y Autant de formes normales que de disomiques Formes disomiques 24, XY > 24, XX En fait, les formes disomiques ne dépassent pas les quelques % et des spz 24, YY sont retrouvés

9 X 18 Y

10 Hypothèse de lenvironnement testiculaire 23,X23,Y Spermatogonies XY Variabilité inter-individus très probable 24,XY 22, / Erreur en méïose I nullisomie disomie 24,XX 24,YY Erreur en méïose II disomie

11 Conduite à tenir pour la prise en charge dun sujet Klinefelter en AMP Oligozoospermie FISH sur spz possible Azoospermie BT et congélation des spz Evaluation du risque individuel ICSI « à laveugle » Proposition de DPN voire de DPI

12 ANOMALIES DE STRUCTURE Translocations robertsonniennes Translocations réciproques Inversions > 8 à 10 fois chez les hommes infertiles

13 LES ANOMALIES DE STRUCTURE Equilibrées: pas de gain ou de perte de matériel chromosomique: -translocation -inversion -insertion Déséquilibrées: monosomie et/ou trisomie partielle -transmission déséquilibrée dun remaniement parental -anomalie déséquilibrée demblée (délétion, duplication)

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16 TRANSLOCATIONS 1/500 dans la population générale 2 types: -translocations Robertsoniennes ou fusions centriques = fusion de chromosomes acrocentriques au niveau du centromère ex: t(14;21), t(13;14) -translocations réciproques = toutes les autres

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18 13;

19 13; Trisomie 13 Trisomie 14

20 13; Trisomie 13 Disomie uniparentale du 14

21 CAT Antécédent familial de T21 et caryotype du cas index inconnu Faire le caryotype de lapparenté : éliminer une translocation impliquant le chromosome 21

22 Caryotype sanguin en bande R

23 Translocations réciproques Atteinte de la fertilité FCS à répétition Anomalies congénitales Gravité selon les chromosomes impliqués la taille des fragments transloqués

24 CARYOTYPE NORMAL CARYOTYPE TRANSLOQUE EQUILIBRE SEGREGATION ALTERNE TRISOMIE ROUGE MONOSOMIE VERT TRISOMIE VERT MONOSOMIE ROUGE SEGREGATION ADJACENTE I Modes de ségrégation dun remaniement chromosomique parental

25 Facteur de risque des translocations réciproques Mode de recrutement : Risque de récurrence élevé si naissance dun premier enfant malformé ( environ 20%) Taille du déséquilibre potentiel globalement, plus les fragments impliqués sont de petites tailles plus le risque de naissance dun enfant avec sd polymalformatif et retard mental est grand Chromosomes en cause, données de la littérature Sexe du parent porteur (risque > si femme porteuse)

26 En pratique : La découverte dune translocation réciproque impose: la réalisation dune enquête familiale Un conseil génétique: évaluer le risque pour la descendance Une prévention du risque par la réalisation dun DPN

27 INVERSIONS 2 types: Inversions péricentriques: le centromère est compris dans le segment inversé Lindice centromérique est modifié

28 Inversions paracentriques: le centromère nest pas compris dans le segment inversé Lindice centromérique reste inchangé

29 Inversions chromosomiques Infertilité par: Contraintes mécaniques imposées par la machinerie meiotique sur la formation dune boucle dinversion perturbant la méiose. Arrêt en méiose Gamètes déséquilibrés Conseil génétique: Risque pour la descendance évalué au mieux par FISH sur spz + DPN

30 CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE 1.Anomalies chromosomiques constitutionnelles 2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3.Chromosome Y

31 Voies génitales masculines et azoospermie obstructive Exemple de labsence bilatérale congénitale des canaux déférents ABCD (CBAVD: Congenital Bilateral Absence of Vas Deferens) Malformation pratiquement constante dans la mucoviscidose (98% des cas) (atrésie secondaire et non pas agénésie) Azoospermie, volume faible, pH acide Diagnostic clinique et échographique

32 CBAVD = forme génitale de mucoviscidose ? Pourquoi les patients ne développent-ils pas de mucoviscidose classique avec signes pulmonaires et digestifs? Tout dépend du type datteinte: mutation grave, peu grave et variants

33 Mutations graves: Classe I et II Mutations potentiellement moins graves: Classe III et IV Protéine CFTR: Canal ionique intra-membranaire Mouvements deau de part etdautre de la membrane plasmique

34 Actuellement, plus de 1500 mutations (dont de nombreux polymorphismes) ont été décrites mais certaines sont beaucoup plus fréquentes que dautres Exemple de la ΔF 508 qui représente ~ les ¾ des chromosomes mutés en France

35 Recherche des mutations du gène CFTR positive dans environ 80% des cas de CBAVD (4% dans la population générale) (en labsence danomalie rénale associée) 20% de doubles hétérozygotes 1 mutation grave + 1 mutation modérée 33% dhétérozygotes simples + allèle 5T 1 mutation grave (classe I, II) + 5T 27% hétérozygote simple ou allèle 5T 20% sans mutation absence de mutation ou mutation non détectable ?

36 Facteurs de modulation de leffet des mutations CFTR Présence de lallèle 5T INTRON 7 INTRON 8 GTGTGTTTTTTTTTAACAG 9T GTGTGTTTTTTTAACAG 7T GTGTGTTTTTAACAG 5T 11% 84% 5% Population générale ~ 50% des hommes CBAVD ont lallèle 5T EXON 7EXON 8EXON 9EXON 10 INTRON 9 Conséquences EXON 8EXON 9EXON 10 EXON 7EXON 8EXON 10 Excision de lexon 9 dans 90% des cas Protéine tronquée

37 % d ARNm CFTR normal 100% 10% Normal Phénotype clinique Génotype PolyT Mutation CF 9T /9T 9T /7T 7T /7T 9T /5T 7T /5T Mucoviscidose ± CBAVD 5T / 7T + / CF classe I ou II 7T / 7T CF mineure / CF mineure 5T /5T Mucoviscidose ++ CF / CF

38 Dans tous les cas, la spermatogenèse est conservée spermatozoïdes ++ lors dune ponction de lépididyme.

39 Conséquences pour lAMP: calcul du risque résiduel de mucoviscidose pour un enfant à naître Cest principalement le statut génétique de la conjointe qui définit le risque Quelle est la probabilité quelle soit quand même porteuse dune mutation du gène CFTR même si le dépistage des principales mutations est négatif? 1/25 x (1 – sensibilité) Dépistage des 30 mutations les plus fréquentes: sensibilité ~ au moins 80% pour la France (86-90% en Bretagne) 1/25 x (1- 0,8) = 1/125

40 Si lhomme est hétérozygote et la femme négative, le risque pour lenfant est: 1 x 1/125 x 1/4 = 1/500 Soit x ~ 6 par rapport à la population générale non testée Séquencer le gène CFTR pour: -Trouver une 2eme mutation chez lhomme -Détecter une mutation rare mais potentiellement grave chez la femme ? à discuter

41 CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE 1.Anomalies chromosomiques constitutionnelles 2.Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3. Chromosome Y

42 Le chromosome Y humain - seul chromosome constitutionnellement à létat de monosomie - petit chromosome: 2 à 3% du génome haploïde (difficulté danalyse par les techniques cytogénétiques classiques) - seul chromosome pour lequel la nullosomie est « viable » 45, X syndrome de Turner

43 PAR1 Région pseudo-autosomale 1 PAR2 Région pseudo-autosomale 2 Zone Non recombinante NRY P Q Centromère Hétérochromatine Région euchromatique du bras long Bras court A lorigine, lX et lY étaient une paire dautosomes: lY a divergé vers des fonctions de déterminisme testiculaire et de fertilité par une série de remaniements interstitiels qui ont épargné les extrémités

44 Description par Tiepolo et Zuffardi (1976) de chromosomes Y non fluorescents chez 6 patients azoospermiques le terme de facteur AZF (AZoospermia Factor) était né A lorigine, lY était fluorescent! Le chromosome Y

45 Microdélétions dAZF AZF en Yq11 comprend 3 régions AZFa, AZFb et AZFc contenant les principaux gènes responsables de la production de SpZ Les microdélétions AZFa, AZFb, AZFb+c et AZFc sont la conséquence de la recombinaison entre des blocs de séquences répétées : Séquences rétrovirales (AZFa) Séquences palindromiques (AZFb, AZFb+c et AZFc)

46 Femme H20 M Diagnostic moléculaire Utilisation de marqueurs STSs (Sequence Tag Sites) séquence de localisation connues tailles variables (quelques dizaines à quelques centaines de paires de bases) facilement amplifiables par PCR à partir de lADN dun individu.

47 Diagnostic par FISH

48 AZFa - SCOS Sertoli cell only AZFb Arrêt en méiose AZFc spz AZFc - SCOS Sertoli cell only Vogt et al., (1996) Microdélétion AZF et Phénotype testiculaire Spermatozoïdes testiculaires absents Spermatozoïdes testiculaires présents

49 Stabilité mitotique des chromosomes Y porteurs de microdélétions Iso Yp Iso dic Yp r(Y) Anomalies de structure de lY: association très fréquente avec un clone 45,X Délétion Yq ter Même observation pour les grandes délétions terminales La même instabilité est-elle rencontrée dans les chromosomes Y porteurs dune microdélétion? Conséquences pour la pratique de lICSI

50 Conséquences de linstabilité des Y délétés sur la descendance des hommes traités par ICSI Spermatozoïde fécondant nullisomique pour lX et lY Spermatozoïde fécondant Y mais Y instable Syndrome de Turner homogène Syndrome de Turner Ambiguités sexuelles Garçon normal Mosaïque constitutionnelle 45,X/46,X,del(Y) survenant avant la détermination du sexe Patientes Turner en mosaïque 45,X/46,XY +30% de chromosomes Y délétés! (Patsalis et al. Lancet 2002;360: )

51 En pratique: Rechercher les microdélétions dans les oligozoospermies sévères (< 2M) ou les azoospermies idiopathiques (+ si recherche) Prise de sang 10ml EDTA, consentement Conseil génétique sur les conséquences du diagnostic FISH sur spermatozoïdes chez les oligozoospermiques (et sur biopsie testiculaire chez les azoospermiques) DPN? Toujours commencer par le caryotype (5ml sur héparine, consentement)


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