Cytogénétique

La cytogénétique est l'étude des chromosomes et de la façon dont la variation de leur structure et de leur nombre est liée à la maladie. On utilise souvent les analyses cytogénétiques afin de diagnostiquer les maladies génétiques et de réaliser des analyses de diagnostic prénatal. Les deux principales techniques utilisées en cytogénétique sont le caryotypage et l'analyse d'hybridation in situ en fluorescence (FISH).

Caryotypage

Le caryotypage sert à confirmer le diagnostic de maladies causées par des aberrations chromosomiques lesquelles peuvent comprendre la variation du nombre de chromosomes, comme la trisomie (trois copies d'un chromosome), la monosomie (une copie d'un chromosome) ou la triploïdie (trois copies de chacun des chromosomes qui porte leur nombre total à 69). Une des trisomies les plus fréquentes est la trisomie 21, également appelée syndrome de Down, cause fréquente de déficience mentale. La trisomie 13 (syndrome de Patau) et la trisomie 18 (syndrome d'Edwards) peuvent également être observées chez les bébés nés vivants, mais toutes les autres formes de trisomie ne sont pas compatibles avec la vie. Un exemple de monosomie est la monosomie X, ou 45X, qui est également connue sous le nom de syndrome de Turner. La monosomie de tout autre chromosome n'est pas compatible avec la vie.

La translocation est une autre forme d'aberration chromosomique qui peut être déterminée par le caryotypage. Une translocation est le transfert d'un fragment d'un chromosome à un autre chromosome. L'extrémité d'un chromosome peut se détacher et se lier à l'extrémité d'un autre chromosome, souvent là où il manque une extrémité. Comme il n'est pas toujours facile de dépister la translocation, on utilise souvent l'analyse d'hybridation in situ en fluorescence afin de confirmer une translocation aperçue sur un caryotype.

Un médecin peut procéder à un caryotype si un patient manifeste certaines caractéristiques d'une maladie dont on sait qu'elle est liée à une aberration chromosomique, ou si un couple qui planifie une grossesse a des antécédents familiaux d'aberrations chromosomiques. Lors d'un analyse de diagnostic prénatal, le liquide amniotique prélevé lors d'une amniocentèse, ou le tissu placentaire présent dans les villosités choriales contiennent des cellules du bébé, qui sont utilisées afin de déterminer le caryotype, permettant ainsi de epérer toute aberration chromosomique.

On peut isoler les chromosomes de presque n'importe quelle cellule de l'organisme, mais on utilise le plus souvent des échantillons de cellules prélevés dans la mœlle osseuse ou dans le liquide amniotique. On retire les cellules de ces échantillons liquides et on stimule leur croissance en les plaçant dans un milieu de culture spécial. Une fois que l'on a obtenu suffisamment de cellules, on utilise un produit chimique afin de synchroniser la division cellulaire. On bloque ensuite la croissance lorsque la division cellulaire a atteint le stade de la métaphase. À ce stade, les chromosomes sont alignés au milieu de la cellule, prêts à être divisés en vue de former deux nouvelles cellules filles. À cette étape, les chromosomes sont très condensés et peuvent facilement être repérés au microscope. On colore les chromosomes à l'aide d'un colorant appelée Giemsa, qui donne aux chromosomes l'apparence caractéristique de bandes sombres et claires. C'est ce que l'on appelle le marquage en bandes G. Un technicien formé pour repérer les chromosomes examine les chromosomes au microscope et les classe afin de former un caryotype (il s'agit de l'alignement des paires de chromosomes de l'organisme selon leur taille afin de former un tableau. On peut ensuite lier les chromosomes aux symptômes (par exemple, les maladies génétiques de l'organisme et les caractéristiques) en utilisant un logiciel. Les techniciens travaillant dans ce domaine connaissent si bien les chromosomes qu'ils savent lorsqu'ils manquent de petits fragments, lorsqu'ils ont été ajoutés ou réorganisés, et ils peuvent cerner avec exactitude les chromosomes entiers excédentaires ou absents.

Analyse d'hybridation in situ en fluorescence (FISH)

Cette méthode a été conçue afin de repérer rapidement un gène ou une zone d'un chromosome. Elle consiste en l'hybridation d'un fragment d'ADN dans la zone d'intérêt. On joint au fragment une étiquette fluorescente. Quand le fragment est mélangé aux chromosomes placés sur une lamelle, il cherchera la séquence à laquelle il correspond et s'y joindra. Si la séquence est absente, le fragment ne s'attache à aucun autre chromosome et est éliminé lors du rinçage de la lamelle avec un certain composé. La lamelle est alors examinée au moyen d'un microscope spécial qui permet de voir la couleur fluorescente.

Applications

La méthode FISH est utilisée afin de confirmer le diagnostic de certaines anomalies congénitales, les analyses de translocation génétique et le diagnostic prénatal de bébés à risque. Elle est conçue en particulier afin d'établir les changements survenant dans le chromosome et que l'on ne peut percevoir en effectuant un caryotype, comme la délétion, la duplication et l'insertion de petits fragments.

On utilise la méthode FISH, par exemple, afin de confirmer le diagnostic du syndrome de la délétion 22q. L'analyse peut se faire au moyen d'un fragment propre à la zone du chromosome 22 où il y a une petite délétion des bases. Si la séquence des deux chromosomes 22 d'une personne est exacte, on apercevra deux signaux fluorescents, un sur chacun des chromosomes. S'il y a eu délétion sur un des chromosomes d'une personne, on ne verra qu'un signal fluorescent parce que le fragment ne peut se lier à la région effacée.