Qu’est-ce que l’étude de l’analyse cytogénétique ?

L’analyse cytogénétique (caryotype ou chromosomique ou carte) est l’étude des chromosomes des cellules. Les chromosomes contiennent des gènes constitués d’ADN, la molécule qui contient toutes les informations nécessaires à la construction d’un individu et au fonctionnement de l’organisme.

Dans la cellule humaine il y a 46 chromosomes, 23 chromosomes proviennent du père (le sperme) et 23 de la mère (cellule ovulaire). Les spermatozoïdes et les ovules sont des cellules germinales et sont les seuls à ne contenir que 23 chromosomes. Si le spermatozoïde porte le chromosome X, une femelle naîtra, s’il porte le chromosome Y, un mâle naîtra. Le caryotype d’une femme normale sera alors 46, XX alors que celui d’un homme 46, XY. Pour étudier les chromosomes, nous devons utiliser des techniques de culture pendant la division cellulaire pour les visualiser.

 

A quoi sert l’analyse cytogénétique ?

L’analyse cytogénétique vise à déterminer s’il n’y a pas de changements dans le nombre et/ou la structure des chromosomes qui pourraient être responsables de maladies caractérisées par la Trisomie 21, l’infertilité/stérilité (p. ex. syndromes de Turner et de Klinefelter), le syndrome psychomoteur et linguistique, la croissance et le développement. Même l’exposition à un avortement précoce peut être le résultat d’une erreur chromosomique chez l’un des parents (3-5% des cas).

 

Quand devriez-vous subir l’analyse cytogénétique ?

• La cytogénétique prénatale est effectuée dans les grossesses où il y a un risque accru d’anomalies chromosomiques chez le fœtus, un âge maternel égal ou supérieur à 35 ans (complété avant la naissance de l’enfant), la somme du nombre incorrect de chromosomes, des parents porteurs de réarrangements structurels qui ne présentent aucun signe clinique, des parents ayant un nombre erroné de chromosomes sexuels (e.g. 47, XXX ; 47, XXY), malformations congénitales mises en évidence lors d’examens échographiques, indications issues de tests biochimiques (p. ex. bi-test), fausses couches à répétition. En retirant les villosités choriales trans-abdominales, on peut prélever des échantillons au cours du premier trimestre (9-12 semaines) ou d’une amniocentèse au cours du deuxième trimestre (15-18 semaines). En effet, les cellules CVS sont prélevées dans le placenta (prélèvement de villosités choriales) qui ont la même origine (et donc la même génétique) que le fœtus, tandis que l’amniocentèse sert à étudier les cellules fœtales présentes dans le liquide amniotique (amniocentèse).
• Cytogénétique postnatale. Le caryotypage est effectué chez les patients présentant un syndrome chromosomique soupçonné, les parents et les membres de la famille de ceux qui présentent des anomalies chromosomiques, les parents de sujets malformés ou suspects de syndrome chromosomique qui sont morts sans diagnostic, en cas de retard mental et/ou d’anomalies congénitales, de retard, chez les nourrissons nés ou morts, les couples ayant fait plusieurs fausses couches, les hommes qui ont des infertilités ou des femmes présentant une aménorrhée primaire ou secondaire (absence ou interruption du cycle menstruel).
• Cytogénétique du matériel d’avortement. Environ 15 à 20 % de toutes les grossesses reconnues donnent lieu à une fausse couche et plus de 50 % ont un nombre et/ou une structure de chromosomes modifiés en raison de l’interruption de la grossesse. L’étude cytogénétique des tissus abortifs est donc d’une importance fondamentale pour comprendre la cause de l’interruption de grossesse et pour soutenir la paire (car dans la plupart des cas, le chromosome d’erreur est purement accidentel et n’entraîne pas un risque accru que l’événement se répète).
• Cytogénétique des tumeurs. L’analyse cytogénétique peut également être effectuée pour étudier les tumeurs, tant hématologiques (leucémie) que solides (poumon, sein, foie, vessie). Certains réarrangements chromosomiques sont spécifiques de la tumeur et permettent donc un diagnostic correct par rapport à une suspicion ou un doute clinique. Par exemple, la découverte du chromosome Philadelphie dans le prélèvement de moelle osseuse d’un patient atteint d’une leucémie suspectée, est utilisée pour diagnostiquer une leucémie myélogène chronique, ou la présence du t (X ; 18) dans une culture cellulaire préparée par biopsie tumorale solide, permet le diagnostic du Sarcome synovial.

 

Nouvelles technologies : Hybridation fluorescente in situ (FISH)

Le développement de techniques sophistiquées définies en cytogénétique moléculaire, comme l’hybridation fluorescente in situ (FISH), nous permet de réaliser des études cytogénétiques plus approfondies car il permet de localiser une séquence d’ADN spécifique sur des préparations fixes de chromosomes, d’interphase nucléique et de sections tissulaires obtenues à partir de tout type de matériel biologique (sang, biopsies, liquide amniotique, gamètes) frais, cryopréservés ou paraffiniques. La technique FISH est basée sur les propriétés de la dénaturation de l’ADN de manière réversible (ouverture de la double hélice) et assure le lien entre un fragment d’ADN spécifique à la région d’intérêt – marqué avec des composés fluorescents (sonde) – et la préparation de séquence ADN complémentaire qui est montée sur une lame microscope : la région chromosomique d’intérêt est ainsi facilement identifiée avec un microscope de fluorescence.

 

FISH est un complément indispensable à la cytogénétique traditionnelle car il se caractérise par un plus grand pouvoir de résolution, ce qui permet de caractériser les anomalies chromosomiques en nombre et en structure, qui ne peuvent être définies par les techniques de la cytogénétique classique et d’identifier les réarrangements cryptiques, qui ne sont pas visibles même après une haute résolution. FISH n’est pas appliqué à l’analyse caryotypique de routine A, mais seulement dans des cas sélectionnés basés sur des soupçons spécifiques diagnostiqués ou pour approfondir certaines anomalies cytogénétiques.

L’une des dernières applications est dans le domaine de l’oncologie : dans de nombreux cas, en fait, en particulier pour les cultures de tumeurs solides, qui n’ont pas de croissance et de division cellulaire et ne peuvent donc pas mettre en évidence les chromosomes et les analyser. De plus, le niveau de résolution de l’étude menée avec la cytogénétique traditionnelle, ne nous permet pas d’identifier des anomalies qui peuvent ne concerner qu’un seul gène.

A partir de 2000 ont été développées des sondes d’ADN capables de reconnaître des anomalies spécifiques, par exemple le cancer de la vessie pour lequel on utilise quatre sondes qui reconnaissent les chromosomes 3, 7, 17:09 marqués avec différents fluorochromes (Multicolor FISH) .

Le Laboratoire de cytogénétique de l’Institut clinique Humanitas est un centre de référence pour l’étude du cancer de la vessie. Après une étude menée pour tester l’efficacité de ce test, l’analyse d’UROVYSION® en pratique clinique a été introduite, en collaboration avec l’Unité d’Urologie. Le test est non invasif et permet une détection en 48 heures, via des cellules tumorales obtenues à partir d’un simple échantillon d’urine. Le test a un pouvoir prédictif élevé, ce qui signifie que le FISH identifie les anomalies chromosomiques typiques du cancer avant qu’il y ait des preuves de la maladie ou une investigation cystoscopique positive d’autres marqueurs diagnostiques comme les cellules tumorales malignes (CTM). En 2001, le test a été approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) pour la surveillance de la récurrence de la maladie chez les patients qui ont déjà reçu un diagnostic de cancer et qui ont subi une intervention chirurgicale pour enlever et/ou traiter le BCG, et en 2004 pour le diagnostic des patients atteints d’hématurie.

La technique FISH peut également fournir des informations sur le traitement le plus approprié pour un certain type de cancer chez un patient donné (thérapie ciblée). On sait par exemple que les patientes atteintes d’un cancer du sein qui présentent un FISH positif pour l’amplification d’un gène appelé HER-2 / neu, dont la protéine est exposée sur la membrane cellulaire de la tumeur, répondent au traitement par un médicament particulier, le trastuzumab, un anticorps qui se lie au récepteur neutralisant (immunothérapie). Le test s’appelle PATHVYSION® et est approuvé par la FDA. FISH peut également être utilisé pour étudier l’amplification d’un autre gène appelé EGFR dans le cancer du poumon et du colon. Dans ce cas également, vous pouvez utiliser différents médicaments selon que la tumeur du patient est trouvée ou non, en fonction de l’amplification du gène. Dans ces cas, ce n’est pas la thérapie qui utilise des anticorps mais de petites molécules qui inhibent la division cellulaire (thérapie biologique).

De nouvelles frontières s’ouvrent avec l’application de FISH pour d’autres cancers comme le mélanome, où le diagnostic différentiel du naevus dysplasique est particulièrement difficile si l’on se base uniquement sur des critères morphologiques.

En raison de sa haute sensibilité, de sa spécificité et de son pouvoir d’anticipation, la technique FISH est particulièrement efficace dans l’étude des tumeurs hématologiques et solides. En particulier, elle est non seulement diagnostique/pronostique, mais elle est cruciale dans le choix de la thérapie en fonction du profil génomique de la tumeur.