K Dieterich AHU Génétique Médicale HCE CHU Grenoble

Plan Introduction Cytogénétique et cytogénétique moléculaire Caryotype FISH Trisomie 21 Diagnostic post-natal DPN Indications du caryotype Génétique monogénique Types classiques de transmission mendélienne Autres types de transmission monogénique Maladies à composante génétique

I – Introduction (1/5) Génétique Etude de la transmission des caractères héréditaires Génétique formelle (1866, Mendel) Récessivité, dominance, codominance Support de l’information héréditaire Chromosomes (1915, Morgan) ADN (1953, Watson Crick) Etude des pathologies génétiques chez l’Homme Génétique Médicale (1940-50, McKusick et autres)

I – Introduction (2/5) Génétique Médicale Étude des variations et de la transmission des traits chez l’Homme en rapport avec la pathologie Domaines « classiques » : Génétique clinique => phénotype => Ex clinique Cytogénétique => chromosomes => caryotype Génétique moléculaire => ADN/ génotype => PCR, …

I – Introduction (3/5) Génétique Médicale « Nouveaux » domaines : Cytogénétique moléculaire => anomalies submicroscopiques des chromosomes => FISH; CGH-array/ puce à ADN Épigénétique => modification de l’expression des gènes sans modification de la séquence de l’ADN (conformation de la chromatine et accessibilité à l’ADN) => méthodes de génétique moléculaire

I – Introduction (4/5) Classification des maladies génétiques Anomalies chromosomiques Excès ou défaut de gènes, non mutés, contenus dans 1 chromosome ou 1 segment chromosomique 0,7 % des naissances 50% des FCS Maladies monogéniques Mutation d’un gène ou de ses séquences régulatrices Gène nucléaire ou mitochondrial 1% des naissances Maladies à composante génétique Maladie à gène majeur de susceptibilité (BRCA1,2,…) : 15% des naissances Maladie multifactorielle (DID, maladies auto-immunes,…)

I – Introduction (5/5) Fécondation Zygote 46 chromosomes Gènes paternels Gènes maternels 23 chromosomes 23 chromosomes n ADN n ADN Fécondation Zygote 46 chromosomes 2n ADN Couples de gènes Fonctions cellulaires

II – Cytogénétique : Caryotype (1/5) Etude morphologique des chromosomes au microscope optique Après traitement chimique ou enzymatique Rapport de 1/1000 entre ADN et le chromosome

II – Cytogénétique : Caryotype (2/5) 1) Matériel A partir de cellules nucléées en division cellulaire : Lymphocytes sanguins ++++ Cellules amniotiques ++ Cellules trophoblastiques + Fibroblastes cutanés

II – Cytogénétique : Caryotype (3/5) 2) Culture cellulaire En fonction du type cellulaire 72h à plusieurs jours Faire multiplier les cellules (représentatives de l’organisme entier!)

II – Cytogénétique : Caryotype (4/5) 3) Technique d ’obtention des métaphases Choc Fixation Etalement sur lame

II – Cytogénétique : Caryotype (5/5) 4) Observation et analyse Nombre et structure des chromosomes 46,XX 46,XY

II - Cytogénétique : FISH (1/3) Hybridation in situ fluorescente : FISH Fragments d ’ADN marqués par un fluorochrome = Sonde => Fixation de la sonde par complémentarité => Au microscope on repère la présence ou l ’absence de la sonde utilisée et le nombre d ’exemplaire Cette technique peut être appliquée sur des métaphases ou directement sur des noyaux en interphase

II – Cytogénétique : FISH (2/3)

II – Cytogénétique : FISH (3/3) 18 Y X Devillard et al. 2002

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (1/11) Première aberration chromosomique décrite chez l’Homme Première cause de retard mental (1/800 classiquement; < 1/2000 naissances actuellement) 1) Clinique Dysmorphie : Brachycéphalie Cou court / excès de peau Face ronde, fentes palpébrales en haut, en dehors Hypotonie axiale Malformations associées : cardiaques, digestives Retard mental Risque tumoral : Leucémies

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (2/11)

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (3/11) 2) Diagnostic postnatal Cytogénétique à partir d’un prélèvement sanguin veineux Forme libre: 47,XX,+21 47,XY,+21 Obligatoire pour affirmer le diagnostic

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (4/11)

III – Cytogénétique : Trisomie 21 (5/11) 3)Diagnostic prénatal Différents types de prélèvements : Amniocentèse : prélèvement de liquide amniotique LA : Milieu complexe en renouvellement constant 500ml à 20 SA / max 30 34 SA ~ 1l Prélèvement le + employé Le plus souvent entre 15ème et 19ème SA Complications : Avortement spontané / MFIU 0,5 / 100 Réalisation du caryotype fœtal

II – Cyogénétique : Trisomie 21 (6/11) Amniocentèse Avantages Geste simple Technique éprouvée Peu de risque Inconvénients Terme 16 17 SA Délais de résultat Echec possible des cultures après 32SA

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (7/11) Trophocentèse Prélèvement plus précoce 12ème SA Cytotrophoblaste : mitoses spontanées Syncytiotrophoblaste Avantages Précoce Caryotype en 24 à 48h sur examen direct Qualité de l’analyse chromosomique Inconvénient Taux de FCS : 2 à 3%

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (8/11)

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (9/11) Indication de dépistage de la Trisomie 21 par caryotype 1) Age maternel > ou = à 38 ans Risque d ’anomalie de nombre de chromosomes : 25 ans 1 / 2 000 30 ans 1 / 1 000 35 ans 1 / 500 38 ans 1 / 100 40 ans 2 / 100 > 45 ans 6 à 8 / 100 2) Antécédent d ’enfant avec aberration chromosomique

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (10/11) 3) Signes d ’Appel Echographiques Nuque au 1er trimestre Malformations au 2ème trimestre

12 SA Hygroma Clarté

II – Cytogénétique : Trisomie 21 (11/11) 4) Marqueurs sériques Evaluation du risque de trisomie 21 A partir du dosage de bêtaHCG, d’AFP, d’oestriol A 15ème 16ème 17ème 18ème (14 SA 17SA+6j) Indication d ’amniocentèse pour un risque > ou = à 1 / 250 / ! \ Evaluation séquentielle en prenant en compte la mesure d ’épaisseur de la nuque et l ’évaluation à partir des marqueurs sériques (Risque combiné)

II – Cytogénétique : Autres anomalies Autres anomalies de nombre Trisomie 13 Trisomie 18 45,X : sydrome de Turner 47,XXY : Syndrome de Klinefelter 47,XXX 47,XYY Anomalies de structure Délétion Translocation

II – Cytogénétique : Translocation réciproque Equilibré Déséquilibré

Bilan du retard mental

II – Cytogénétique : Indications du caryotype 1) Diagnostic postnatal Naissance : Signes évocateurs d’aberration chromosomique Association syndrome polymalformatif / dysmorphie Enfance : Retard de croissance Retard pubertaire Retard de développement Adulte : Fausses couches à répétition Infertilité

II – Cytogénétique : Indications du caryotype 2) Diagnostic prénatal Age maternel Antécédent d ’enfant avec aberration chromosomique Parent porteur d ’un remaniement chromosomique équilibré Signes d’Appel Echographiques Marqueurs sériques