Caryotype

L’analyse morphologique des chromosomes au microscope a pour objet soit de dépister des anomalies constitutionnelles présentes sur toutes les cellules (génétiques), soit de reconnaître des anomalies acquises limitées à un clone cellulaire (cancers et leucémies).

Technique

Un caryotype n’est autre qu’une photographie des chromosomes prise au moment où ils sont visibles, c’est-à-dire pendant la mitose. Une culture cellulaire est d’abord réalisée en milieu approprié. Diverses manipulations (adjonction d’un mitogène, de colchicine, choc hypotonique) permettent d’obtenir des cellules en métaphase visibles sur lame au microscope.

Les lames sont ensuite colorées de façon à visualiser, au sein des chromosomes, des bandes de coloration alternativement claires et foncées (plusieurs techniques).

Des photographies sont prises au photomicroscope, agrandies (grossissement > 1 000) et tirées sur papier. Les chromosomes sont classés par paire selon leur taille et la position du centromère, grâce à un programme informatique.

Une étude en cytogénétique moléculaire peut compléter le caryotype (laboratoires spécialisés).

Prélèvement

Diagnostic prénatal

Les cellules fœtales sont recueillies dans le liquide amniotique prélevé par amniocentèse, ou dans le trophoblaste prélevé par choriocentèse.

Après la naissance les lymphocytes T sont prélevés dans le sang périphérique.

Hémopathies malignes, cancers

En cas d’hémopathie maligne, on prélève plutôt la moelle osseuse, la soumettant à un examen direct (il peut y avoir des cellules en cours de division dans le prélèvement), puis à une culture (sans mitogène car les divisions spontanées se poursuivent in vitro) pendant 24 à 48 h.

En cas d’impossibilité de prélever de la moelle, le sang périphérique est utilisé. Il est également possible de prélever du liquide d’ascite, du liquide pleural ou du LCR en cas d’envahissement.

Pour l’étude des lymphomes on prélève un fragment de ganglion, ou la moelle si elle est envahie.

Prélèvement

Recueil sur anticoagulants en veillant à la parfaite stérilité des prélèvements.

U Prélèvement si possible au laboratoire de cytogénétique. Sinon envoyer le prélèvement dans l’heure (impératif).

U Il faut compter plusieurs jours avant d’obtenir les résultats. Il est très important de fixer la date du prélèvement en accord entre le laboratoire et l’équipe clinique.

Résultats

Les quarante-six chromosomes du caryotype humain sont répartis en vingt-trois paires :

• vingt-deux paires de chromosomes identiques chez l’homme et la femme, nommés autosomes ;

• une paire de chromosomes sexuels nommés gonosomes : XY chez l’homme, XX chez la femme.

Le caryotype reconnaît :

• les anomalies de nombre des chromosomes :

trisomies (chromosomes d’une paire en trois exemplaires au lieu de deux), comme la trisomie 21 (47 XY + 21 : trois chromosomes 21 au lieu de deux) ou le syndrome de Klinefelter (47 XXY, un chromosome Y avec deux chromosomes X au lieu d’un),
monosomies (un seul chromosome au lieu d’une paire) comme le syndrome de Turner (45 X, un seul X) ;

• les anomalies de structure d’un chromosome :

délétion (perte d’un segment de chromosome),
inversion (rotation à 180° d’un fragment),
translocation (échange de fragments entre deux paires différentes),
fusion (caryotype à quarante-cinq chromosomes).

Les anomalies de nombre se produisent accidentellement. Elles ne sont pas familiales. L’âge de la mère est un facteur de risque.

Les anomalies de structure se transmettent au sein d’une famille lorsque l’un des parents est porteur d’un remaniement.

Les anomalies peuvent être identiques (homogènes) ou multiples (mosaïques).

Indications

Maladies génétiques

Chez le nouveau-né, un caryotype est indiqué :

• en cas d’aspect évoquant une trisomie (21 le plus souvent, parfois 18 ou 13), ou une maladie du « cri du chat » (délétion du bras court du chromosome 5) :

• en cas de retard psychomoteur ou de dysmorphie ;

• devant une ambiguïté sexuelle que n’explique pas une hyperplasie congénitale des surrénales.

Chez l’enfant, un caryotype est pratiqué à l’occasion d’un retard mental ou d’une anomalie pubertaire. Il permet de découvrir :

• chez la fille : un syndrome de Turner (45 X), un chromosome Y fragmentaire (hirsutisme + hypertrophie clitoridienne pubertaire) ;

• chez le garçon : une fragilité de l’X en q27, un syndrome de Klinefelter (XXY).

Chez l’adulte, un caryotype est conseillé :

• aux parents d’un enfant porteur d’une anomalie génétique (recherche d’anomalies parentales équilibrées) ;

• aux mères victimes de plusieurs fausses couches spontanées sans cause évidente (recherche de translocations) ;

• aux hommes dont la stérilité sécrétoire reste inexpliquée (recherche d’un Klinefelter fruste).

En cas de grossesse, la recherche d’une anomalie chromosomique dans le liquide amniotique est indiquée :

• lorsque la mère est âgée ;

• lorsque la surveillance échographique fait suspecter une trisomie 21 (clarté nucale augmentée) ou une malformation fœtale ;

• lorsque sont dépistées des anomalies des B-hCG, de l’AFP et de l’estriol (voir hCG).

Maladies du sang

Le caryotype des cellules des tumeurs et des hémopathies malignes est différent de celui des cellules normales, les différences étant d’ordre numérique (polyploïdie, aneuploïdie) et/ou structurelles (réarrangemenents). Cette instabilité chromosomique correspond en général à des troubles de la réparation de l’ADN lésé.

Dans les hémopathies malignes le caryotype aide au diagnostic et conditionne le pronostic.

• L’anomalie la plus connue est la translocation entre chromosome 9 et chromosome 22, qui donne naissance au « chromosome Philadelphie », présent dans 90 % des cas de leucémie myéloïde chronique.

• Dans la leucémie lymphoïde chronique une anomalie fréquente est la trisomie 12.

• Parmi les anomalies rencontrées dans les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) figurent :

la translocation 8/21 caractéristique de la LAM2 ;
la translocation 15/17 présente dans la leucémie à promyélocytes LAM3 ;
l’inversion du chromosome 16 identifiée dans la leucémie aiguë myéloblastique LAM4 avec éosinophiles.

Ces anomalies ont été reprises dans la classification de L’OMS de 2001.

• Parmi les anomalies observées dans les leucémies aiguës lymphoblastiques (LAL) se trouvent :

la translocation 4/11 observée dans les LAL communes ;
la translocation 1/19 ou 9/22 des LAL de mauvais pronostic.

Les anomalies constatées dans les hémopathies malignes sont nombreuses, complexes. Leur interprétation demande de l’expérience, du temps et une bonne coopération clinicobiologique.

La recherche d’anomalies cytogénétiques fait partie du suivi thérapeutique. Le plus souvent les anomalies chromosomiques disparaissent lorsque l’évolution est favorable et réapparaissent (identiques ou différentes) en cas de rechute. Aussi un caryotype est-il pratiqué avant tout traitement, plus tard pour contrôler la rémission ou dépister la maladie résiduelle, et enfin lors d’une rechute pour confirmer la réapparition du clone initial.