Cytogénétique (hors onco-hématologie)

Intérêt médical

Chaque cellule d’un individu contient l’ensemble du matériel héréditaire qui le définit phénotypiquement. Ce matériel, l’ADN est constitué de 3.109 paires de bases par génome haploïde. Au stade de métaphase de la mitose et de la méiose I, l’ADN se condense au maximum sous la forme de chromosomes.

La cytogénétique est la discipline qui permet l’étude du nombre et de la structure des chromosomes. Chez l’homme, le caryotype est composé de 46 chromosomes : 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes déterminant le sexe génotypique. Les autosomes sont numérotés de 1 à 22, du chromosome le plus long (2,5.108 paires de bases) au plus petit (5.107 paires de bases). Une bande chromosomique contient environ 1 à 2.107 paires de bases ; le niveau de résolution chromosomique standard est de 450 bandes.

De façon générale, plus un déséquilibre est important, plus le phénotype associé est sévère ; de plus, les trisomies sont mieux tolérées que les monosomies. Certains syndromes, bien identifiés, peuvent être étudiés par des techniques spécifiques dites de cytogénétique moléculaire ou FISH.

Outre les anomalies déséquilibrées, il existe également des anomalies de la structure équilibrées, c’est-à-dire que la totalité du matériel héréditaire est présente, mais organisée de façon inhabituelle. Ces anomalies sont retrouvées dans certains troubles de la reproduction.

Activité et techniques utilisées

Nous réalisons des caryotypes standard et de haute résolution. Une étude complémentaire de cytogénétique moléculaire (FISH) peut également être effectuée pour l’analyse des remaniements chromosomiques décelés sur le caryotype (translocation, inversion, insertion par exemple), la recherche spécifique de microdélétion, le diagnostic rapide des trisomies (13, 18 et 21) et la détermination du sexe.

Après une phase de culture cellulaire, la cytogénétique constitutionnelle repose sur les analyses numérique et structurale des chromosomes à l'aide de systèmes d'analyse d'images. Toutes les analyses sont faites avec au moins deux systèmes de bandes différents (R + G). Des techniques complémentaires sont utilisées en fonction des anomalies retrouvées (Nors, Bandes C, Cytogénétique Moléculaire).

• Cytogénétique prénatale

Dans 85 % des cas dans notre laboratoire, cette analyse s’effectue sur des prélèvements de liquide amniotique. Les liquides amniotiques sont mis en culture sur des supports (in situ et flacons) qui nous permettent de rendre 50 % des résultats en 8 jours (à date de prélèvement), 80 % en 10 jours et la quasi totalité en moins de 14 jours. L’étude cytogénétique se fait sur 12 à 24 clones (en fonction du caractère du liquide amniotique) indépendants issus d’au moins deux cultures différentes (5 cultures sont réalisées) ; l’emploi de deux milieux de culture différents est systématique. Le mode de mise en culture que nous utilisons nous permet de réaliser dans un second temps, des techniques de cytogénétique moléculaire additionnelles (recherche de microdélétion pour le syndrome de Di George, caractérisation d’un remaniement chromosomique par exemple…) sans avoir à re-prélever la patiente, situation utile lors de l’apparition de signes d’appel à l’échographie du deuxième trimestre. De plus, les cultures sont gardées 5 semaines après le rendu du résultat, ce qui nous permet également des analyses complémentaires si nécessaire. Des cellules non cultivées et des surnageants de liquides amniotiques sont également conservés jusqu’à la fin de la grossesse pour réaliser d’éventuelles analyses ultérieures (biochimie, biologie infectieuse et génétique moléculaire) ; enfin des cellules sont congelées, particulièrement en cas de signes d’appel échographiques. Dans 15 % des cas, l’étude cytogénétique est réalisée sur prélèvement de villosités choriales. Pour ce type d’analyse, notre laboratoire offre une véritable expertise (taux d’échec inférieur à 1 % à l’étude directe et absence d’échec après culture). Les prélèvements de villosités choriales sont techniqués selon les recommandations du Guide des bonnes pratiques de Cytogénétique, c’est-à-dire en utilisant une technique directe rendue sous 48 h (à date de prélèvement) et une technique de culture dont le délai de rendu est généralement inférieur à 10 jours. Plus exceptionnellement, l’étude cytogénétique peut être réalisée sur prélèvement de sang fœtal. Ce type de prélèvement est actuellement le plus souvent réservé au contrôle d’anomalies trouvées sur des cellules des prélèvements de liquide amniotique et de villosités choriales. Les résultats sont rendus en 4 jours.

• Cytogénétique postnatale

Les caryotypes sanguins sont rendus en une quinzaine de jours, sauf demande urgente : enfant de moins d’un mois, notion de grossesse en cours ou demande spécifique précisée par le prescripteur (rendu dans ce cas, en 4 jours). Plus exceptionnellement, l’analyse peut être effectuée sur des prélèvements de biopsie cutanée (culture de fibroblastes). Les résultats sont rendus en 15 jours.

Recherche et développement

Biomnis a été le premier laboratoire d’Europe à se doter et à utiliser en routine l’automate Hannabi pour les étapes choc-fixation des caryotypes en suspension et nous avons fait l’acquisition du premier automate de mise en culture stérile des caryotypes sanguins permettant une traçabilité, grâce à l’utilisation des étiquettes code-barres, de toute la chaîne technique du caryotype constitutionnel sanguin (Hamilton - Microlabstar). Nous utilisons également des systèmes de recherche automatique de métaphases et d’analyse d’image, des enceintes contrôlant la température et l’hygrométrie lors de la préparation des lames sur lesquelles se trouvent les cellules à analyser. Un logiciel dédié à l’activité de Cytogénétique a été développé. Celui-ci permet, pour chaque dossier de Cytogénétique, de connaître le suivi spécifique de chaque étape technique et l’état d’avancement des dossiers en cours.

Nos médecins sont membres du GFCH (Groupe Francophone de Cytogénétique Hématologique), de l’ACLF (Association des Cytogénéticiens de Langue Française), de la SFH (Société Française de Génétique Humaine), de l’ECA (European Cytogenetic Association) et de l’ESHG (European society of human genetic).