II - Anomalies Des Gonosomes - Cytogénétique Moléculaire Flashcards
1
Q
Les chromosomes sexuels ou gonosomes
A
Il y a une très grande différence entre les chromosomes X et Y.
- Le chromosome X est un grand chromosome, avec plus d’un millier de gène - c’est un chromosome du groupe C, il a donc à peu près la même taille qu’un chromosome 7 ou 8
- Le chromosome Y est tout petit. Il a seulement quelques dizaines de gènes. Il comporte le gène SRY sur son bras court qui est important pour la détermination masculine.
2
Q
L’inactivation de l’X - fonctionnement
A
Aussi appelé lyonisation. Dans une cellule, à partir du moment où il y a plus d’un chromosome X, les autres chromosomes X vont être inactivés (les gènes portés par ces chromosomes X inactivés vont donc être inactifs).
Cette inactivation permet d’éviter le déséquilibre d’expression des gènes du chromosome X entre une femme et un homme/
3
Q
L’inactivation de l’X - 3 critères qui définissent cette inactivation
A
- Cette inactivation survient tôt, elle est précoce : dès l’implantation du zygote dans la muqueuse utérine.
- Elle a lieu dans toutes les cellules et est aléatoire: soit sur l’X paternel ou l’X maternel (il n’y a qu’un seul X actif dans chaque cellule). Dans la moitié des cellules c’est l’X paternel qui s’exprime, tandis que l’autre moitié c’est l’X maternel. Ce mécanisme confère un avantage pour les femmes car s’il y a des variants sur un des deux chromosomes, l’autre exemplaire va s’exprimer. Les hommes n’ont pas ce second X normal pour éventuellement compenser une pathologie.
- Cette inactivation est stable car elle se transmet de cellule mère à cellules filles de façon clonale.
C’est donc bien une inactivation stable, précoce et aléatoire. Cette inactivation est réversible au moment de faire des enfants
4
Q
L’inactivation de l’X - le mosaïcisme cellulaire
A
Chez les femmes, il y a un mosaïcisme cellulaire car certaines cellules expriment l’X paternel et d’autres l’X maternel. Cela assure une plus grande diversité génétique chez la femme que chez l’homme.
Cette inactivation de l’X est un phénomène épigénétique. Cela signifie que l’inactivation de l’X ne s’accompagne pas d’un changement dans la succession des nucléotides (la séquence ATGC n’est pas modifiée) mais de modifications épigénétiques. Ce sont essentiellement des methylations qui se propagent de façon saltatoire sur l’X afin d’inactiver l’ensemble de ses gènes.
5
Q
Où a-t-elle lieu l’inactivation de l’X?
A
Elle a lieu sur 85% des gènes de l’X mais pas aux extrémités.
- La région tout en haut qui n’est pas inactivée s’appelle la région pseudo-autosomal PAR1 (24 gènes, 2,7Mb), celle qui se situe tout en bas s‘appelle la région pseudo-autosomal PAR2 (qui est bcp plus petite avec 5 gènes et 0,33 Mb).
- Sur PAR1 et PAR2, il n’y a pas d’inactivation des gènes.
6
Q
Pourquoi les appelle-t-on “région pseudo-autosomale”?
A
Parce que ce sont des régions qui sont identiques entre les chromosomes X et Y. C’est là où les chromosomes sexuels (X et Y) s’apparient au cours de la méiose.
7
Q
L’existence de ces gènes dans les régions pseudo-autosomales non inactivées permet d’expliquer certains signes qu’on observe chez les femmes qui ont un seul chromosome X. Comment on peut décrire ces femmes ayant un seul chromosome X (45,X)?
A
Ces femmes ayant une monosomie X (syndrome de Turner), sont des femmes qui vont être plutôt petites. Cette petite taille s’explique par le fait qu’elles n’ont qu’un seul exemplaire d’un gène situé dans PAR1 qui s’appelle SHOX.
8
Q
SHOX
A
Ce gène est impliqué dans la taille des individus situé dans PAR1. À l’état normal, nous avons 2 exemplaires fonctionnelles de SHOX (chez les hommes et femmes).
9
Q
Les gènes dans la région PAR2
A
Sont des gènes impliqués dans le développement des gonades et la formation des caractères sexuels secondaires, cela explique pourquoi les femmes Turneriennes ont une dysgenesie gonadiques (des ovaires fibreux)
10
Q
Le centre de l’inactivation de l’X
A
Le point de départ des methylations inactivant les gènes du chromosome X. Ce point de départ se situe au niveau du locus XIST (X inactive specific transcript). A partir de là, des methylations saltatoires vont se faire en haut et en bas jusqu’à la limite de PAR1 et de PAR2.
11
Q
Comment peut-on identifier l’X inactivé?
A
Barr et Bertram ont observé chez des chattes, mais pas chez des chats, des structures chromatiniennes très condensées au niveau des noyaux des cellules. Cette structure a été appelée “corpuscule de Barr”, elle correspond à l’X inactivé.
Dans les cellules féminines, il y a donc un chromosome X présent est actif. Les femmes avec un syndrome de Turner ne vont pas avoir de corpuscule de Barr puisqu’elles ne possèdent qu’un seul chromosome X.
12
Q
Corpuscule de Barr
A
Structures chromatiniennes très condensées au niveau des noyaux des cellules, elle correspond à l’X inactivé.
- in females, 1 of the 2 is randomly & permanently deactivated -> Barr corpuscle
- Barr corpuscles can be used as a visual indicator of the presence of 2 X chromosomes in females since males typically only have one X + Y.
13
Q
47, XXY - Syndrome de Klinefelter
A
Ce sont des hommes qui sont plutôt grands (ils ont trois exemplaires de SHOX). Ils ont un corpuscle de Barr (lié à l’inactivation d’un de leurs chromosomes).
14
Q
47, XXX (triple X)
A
Inactivent deux chromosomes X (elles ont donc deux corpuscules de Barr)
15
Q
Le nombre de corpuscules de Barr dépend de quoi?
A
Il dépend du nombre d’X.
Nombre total d’X (n) moins 1
Nombre de corpuscules de Barr = (n-1)X
16
Q
Les anomalies de l’inactivation de l’X
A
Normalement l’inactivation de l’X est aléatoire (moitié paternelle et maternelle) sauf que, de temps en temps, il y a des anomalies de structure du chromosome X. À ce moment-la, la nature va essayer de bien faire les choses en essayant de rétablir un maximum d’équilibre au niveau chromosomique.
Si on a des déséquilibres chromosomiques, la nature va inactiver préférentiellement l’X anormal afin de préserver les gènes fonctionnels de l’X normal.
- permet une meilleure tolérance des anomalies de l’X
17
Q
Translocation X-autosome équilibrée
A
L’X normal est inactivé préférentiellement afin de garder un matériel génétique équilibré. (l’inactivation ne touchera par l’autonome).
18
Q
Translocation X-autosome déséquilibrée
A
**L’X transloque va être préférentiellement inactivé, en espérant que cela inactive les gènes de la région du chromosome qui sont transloques sur X.
- L’X normal est actif
- L’inactivation peut s’étendre au segment d’autosome en excès mais ne corrige pas complètement le déséquilibre autosomique
- Phénotype anormal
Ainsi, cette inactivation est physiologiquement aléatoire, mais parfois, pour essayer de corriger un déséquilibre, il y a une inactivation préférentielle.
19
Q
Chez les femmes avec une translocation (X-autosome)
A
- Le point de cassure sur l’X peut entraîner une non expression d’un gène situé sur l’X puisque l’X normal est inactivé préférentiellement
- La seule copie normale du gène est inactivée
20
Q
Chez une femme atteinte d’une maladie récessive liée à l’X
A
Une translocation (X;autosome) équilibrée peut expliquer l’expression et indiquer la position probable du gène en question sur l’X
21
Q
Quelles sont les principales anomalies des chromosomes sexuels?
A
- Le syndrome de Turner
- Le syndrome de Klinefelter
- Le triple X
- Le double Y
22
Q
Le syndrome de Turner - description
A
Le syndrome de Turner (45,X) touche 1/2500 filles (relativement fréquent). C’est fréquent à la conception mais moins à la naissance parce qu’il y a bcp de fausses-couches.
- La difficulté de ce syndrome est qu’il donne un phénotype très variable. Cela peut se manifester par des signes cliniques très sévères, avec une fausse-couche; ou bien être diagnostiqué chez une femme en âge de procréer, qui est plutôt petite et qui n’arrive pas à avoir d’enfant.
23
Q
Syndrome de Turner - Circonstances de diagnostic en prénatal
A
- Les circonstances de diagnostic sont très variables. Il peut s’exprimer en prénatal avec une clarté nucale importante (comme pour la trisomie 21), voire un œdème généralisé.
24
Q
Syndrome de Turner - Circonstances de diagnostic à la naissance
A
Parfois, la clarté nucale est normale et c’est qu’à la naissance que l’on constate qu’il y a des œdèmes au niveau des mains et des pieds.
On peut aussi constater un cou large (pterygium)
25
Syndrome de Turner - circonstances de diagnostic à l’adolescence
On peut retrouver:
- une petite taille,
- un cou large,
- un impuberisme
- des caractères sexuels secondaires peu développés
26
Syndrome de Turner - phénotype
Il y a une grande variabilité en termes de sévérité et d’expression du syndrome de Turner. Les principaux signes sont:
- la **petite taille** (avec un seul exemplaire de SHOX)
- la **dysgenesie gonadique** (des gonades, des ovaires qui ressemblent à des bandelettes fibreuses). Cela altère la fertilité des femmes.
- un cou large, une implantation des cheveux en trident au niveau de la nuque
- une brachymetacarpie
- un éloignement de l’avant-bras
- PAS DE DÉFICIT INTELLECTUEL
27
Syndrome de Turner - la biologie et l’évolution
Au niveau biologique, avec cette dysgenesie gonadique, il y a une:
- **FSH élevée**
- **taux faibles d’œstrogène** parce que les ovaires sont fibreux.
Ces femmes sont le plus souvent infertiles, prises en charge par des endocrino-pédiatres au départ puis par des gynécologues et endocrinologues.
28
Comment les prend-on en charge? (Femmes atteintes du syndrome de Turner)
Lorsqu’elles sont petites, on leur donne des hormones de croissance (GH) afin qu’elles aient une taille “acceptable”. S’il n’y a pas de puberté spontanée, on va essayer de l’induire en donnant des œstrogènes.
29
Est-ce que certaines grossesses sont possibles pour les femmes atteintes du syndrome de Turner?
Oui, elles sont possibles (le plus souvent par un don d’ovocytes). Une femme qui a ce syndrome et qui est enceinte doit être très surveillée, notamment au niveau cardiaque car il y a un gros risque de dilatation et de dissection aortique.
Pour la plupart des femmes on contre-indique la grossesse parce que le risque cardiaque est trop importante.
30
Est-ce que le syndrome de Turner est associé à une déficience intellectuelle?
NON. Certaines ont quelques difficultés à l’école, elles peuvent être plutôt timides avec un manque de confiance en elles.
Elles sont à risque accru de diabète, de thyroïdite et meme peuvent presenter un trouble auditif mais n’ont pas une déficience intellectuelle.
31
Syndrome de Turner - Cytogénétique
La forme typique est : **45,X**
On a assez souvent des mosaïques: une **mosaique** est la **coexistence de cellules avec un caryotype différent chez un individu**.
Parfois, elles ont des anomalies de structure, des pertes d‘une partie du bras court, ou du bras long.
32
Comment peut-on expliquer les signes du syndrome de Turner?
Sur le bras court, il y a PAR1 (avec le gène SHOX) et comme il n’y a qu’un **seul exemplaire de SHOX** qui est actif, ce sont des femmes petites.
Parfois, chez des femmes 46,XX, il y a des délétions, des pertes d’une partie du bras court de l’X et, si cela emporte le gène SHOX, ces femmes seront petites.
En revanche, celles qui **perdent PAR2** ne seront pas forcément petites mais auront une **dysgenesie gonadique et une infertilité**.
33
PAR1
Région pseudo-autosomale 1
- sur le bras court
- 24 gènes
- 2,7Mb
34
PAR2
Region pseudo-autosomale 2
- bcp plus petite
- sur le bras long (q)
- 5 gènes
- 0,33 Mb
35
Le syndrome de Klinefelter - description
La formule chromosomique: **47,XXY**. C’est un syndrome relativement fréquent. Ce sont des hommes qui ont un corpuscule de Barr (un X inactivé).
Ce sont des hommes plutôt grands puisqu’ils ont 3 exemplaires de SHOX (un sur chaque X et un sur Y).
36
Le syndrome de Klinefelter - signes
- Infertilité (ils ont une azoospermie)
- Ils ont des caractères sexuels secondaires peu développés : une pilosité peu développée, des petits testicules (mais peuvent avoir une sexualité normale)
- certains ont une gynécomastie (les seins qui poussent)
- ils ont une répartition plutôt gynoide des graisses
- quelques difficultés d’apprentissage mais sans déficit intellectuel
- un hypogonadisme hypergonadotrope: cela veut dire qu’ils sécrètent moins de testosterone et ont une FSH élevée.
Malgré tous ces signes, ce sont des hommes qui vont assez bien. Il y a pas mal de personnes qui ne sont pas diagnostiquées qui viennent consulter pour un problème de fertilité qui découvre après-> caryotype 47,XXY
37
La trisomie X
La **formule 47,XXX** est également fréquente et il y a bcp de personnes qui le sont mais qui ne sont pas diagnostiquées car cela concerne une naissance de fille sur 1000 (1/1000).
Le phénotype est pourtant normal, ce sont des femmes plutôt grandes car elles ont 3 exemplaires de SHOX, elles ont quelques problèmes de fertilité mais ce n’est pas fréquent et elles peuvent très bien avoir des enfants (qui vont bien).
38
Le double Y (YY)
Concerne 1/1000 des naissances de garçon. Ils sont plutôt grands puisqu’ils ont trois exemplaires de SHOX.
39
Cytogénétique moléculaire
2 techniques: la **FISH** et la **CGH-array**
La cytogénétique moléculaire permet d’aller **un peu plus loin dans l’analyse des chromosomes**
*remarque: ce n’est cependant pas avec la cytogénétique moléculaire qu’on va diagnostiquer les maladies monogéniques comme la mucoviscidose*
40
FISH et CGH-array: notions de base
FISH et CGH sont liées aux notions de base de complémentarité des nucleotides: A-T (2 liaisons H) et C-G (3 liaisons H)
Ces techniques utilisent des **variations de température** pour ouvrir le brin d’ADN lorsqu’on le chauffe, ou pour le refermer lorsqu’on le refroidit.
Si on chauffe notre brin d’ADN natif => dénaturation des brins (séparer)
Si on refroidit => on va le renaturer (=hybrider)
41
Hybridation in situ fluorescente (FISH) - principe général
Le principe général est d’utiliser une **sonde complémentaire** qui va aller se fixer **spécifiquement** sur la région que l’on veut analyser.
42
Hybridation in situ fluorescente (FISH) - sonde de FISH
Une sonde de FISH est un fragment d’ADN **marqué, choisi,** qui a une **position génomique** bien connue. C’est une sonde fabriquée artificiellement et marquée avec un fluorochrome d’une couleur rouge/verte/bleue que l’on va analyser au microscope à fluorescence.
43
Hybridation in situ fluorescente (FISH) - technique en théorie
On décrit la FISH **métaphasique** et **interphasique**.
**FISH interphasique**: on regarde les **noyaux**
**FISH métaphasique**: on regarde dans les **mitoses**.
4 étapes: “Don’t Hesitate, Run Immediately”
- D: **dénaturer** (par chaleur) l’échantillon et la sonde en transformant notre ADN d’intérêt double brin en simple brin
- H: **hybridation** = la fixation de la sonde. Le principe est que la sonde qui est en très grand excès va aller se fixer sur le chromosome et va aller reconnaître la séquence d’intérêt.
- R: **révélation**: on va laver, contre-colorer et visualiser au microscope à fluorescence nos sondes qui sont fixées sur les chromosomes ou dans les noyaux
- I: **interpretation**
44
Hybridation in situ fluorescente (FISH) - technique en pratique
1. Sortir les sondes du congélateur ou du frigo
2. Dans les flacons de culture, on centrifuger avec les cellules en division et on étale sur des lames blanches notre préparation : des cellules en interphase et on espère un max de cellules en métaphase.
3. Ensuite on pose la sonde à la pipette et notre ADN sur une plaque chauffante pour le dénaturer pendant 2-5 min à 80-95*C.
4. Ensuite, on met la préparation dans un appareil (automate d’hybridation) pendant toute la nuit. 5. Le lendemain on l’a en on met un contre colorant bleu
6. On observe au microscope à fluorescence
45
Hybridation in situ fluorescente (FISH) - différentes sondes
Il existe des sondes qui reconnaissent:
- les centromères des chromosomes
- les télomères
- certaines régions sub-telomeriques
Il y a aussi
- des sondes locus-spécifique qui reconnaissent des régions d’intérêt
- des sondes de peinture qui s’hybrident sur la totalité d’un chromosome
En hématologie, il existe d’autres types de sondes, plus spécifiques, qui vont permettre de détecter des remaniements de telle ou telle hémopathie maligne
46
FISH: Une sonde break-apart
Lorsqu’il n’y a pas d’anomalie, il y a une fusion rouge-vert (fusion des spots car les 2 sondes ciblent le même chromosome). Lorsqu’il y a un réarrangement, les signaux sont séparés: c’est alors évocateur d’une translocation
47
FISH: une sonde double couleur-double fusion
C’est une sonde qui permet d’identifier un transcrit de fusion.
- Pas d’anomalie: spots colorés (rouge/vert) sont séparés
- Anomalie: signal de fusion apparaît et les spots sont superposés
*Ce qui est important: suivant les anomalies qu’on veut analyser, on va choisir la **sonde adaptée**.
48
FISH interphasique: on observe et on compare quoi?
On observe noyaux uniquement **avant** culture cellulaire
Comparaison:
- la taille et le nombre de signaux
- la position des signaux uns//autres
49
FISH métaphasique + interphasique: on observe et compare quoi?
On observe: noyaux ET cellules en division **après** culture cellulaire
Comparaison:
- la taille et le nombre de signaux
- la position des signaux uns // autres
- la position des signaux sur les chromosomes
50
Avantages de la FISH
Par rapport at caryotype, la **résolution** est plus **importante**.
- c’est-à-dire qu’on peut détecter des syndromes microdeletionnels
- on peut également détecter des anomalies cryptique
On est aussi meilleur quand il y a des mosaïques pour préciser le degré de mosaicisme. En effet, il est plus facile de compter un grand nombre de spots dans les noyaux
51
Les limites de la FISH
C’est une technique ciblée donc il faut **savoir ce que l’on cherche**
52
Exemples d’application de la FISH
- Caractérisation d’anomalies vues au caryotype: translocation réciproque équilibrée
- Détection d’anomalies cryptiques: translocation réciproque équilibrée cryptique
- Détection d’anomalies cryptiques: délétion 22q.11.2, syndrome de DiGeorge : on peut utiliser la FISH pour détecter des syndromes microdeletionnels comme de DiGeorge
(DiGeorge est associé à une délétion récurrente: la perte d’une région qui fait 3Mb)
- Diagnostic prénatal rapide des aneuploidies
- Évaluation d’un mosaicisme tissulaire
- Détection d’anomalies chromosomiques récurrentes dans les hémopathies avec impact thérapeutique : amplification génique ABL1 dans les LAL-T
En résumé:
- c’est une technique plus **résolutive** que le caryotype mais souvent **complémentaire**
- c’est une technique **ciblée**, il faut savoir ce que l’on cherche !
53
Hybridation génomique comparative (CGH) - principe
Le principe de la **CGH** est une **hybridation compétitive** d’une même quantité (ng) de 2 ADN marqués différemment sur un troisième ADN qui sert de support.
Il y a donc 2 ADN:
- un échantillon à étudier (patient) que l’on compare à:
- un second ADN connu (référence ou témoin) marqués tous deux différemment
Chacun émet un signal différentiable. Le phénomène de compétition est montré par l’hybridation de l’un ou l’autre. Il y a également un 3ème ADN support: des métaphases ou des puces à ADN.
On prend donc un ADN référent/témoin et l’ADN de notre patient. On marque l’un en vert (référence) et l’autre en rouge (patient). On mélange les 2 et les hybride sur une lame avec des métaphases ou des puces ADN. Il va y avoir une hybridation compétitive entre les 2 ADN. On peut ainsi visualiser le ratio de fluorescence rouge et vert.
- Si le patient a perdu une région chromosomique => au niveau de la puce qui représente cette région chromosomique, il y aura une hybridation uniquement de la référence et donc on aura plutôt un signal vert
- Si en revanche on a du materiel en trop (trisomie 21 par ex) => au niveau des puces du chromosome 21ca apparaîtra plus rouge que vert
- S’il n’y a pas de déséquilibre, ca apparaîtra autant vert que rouge donc ce sera jaune
RATIO = Intensité de fluorescence ADN patient / Intensité de fluorescence ADN témoin
54
CGH - technique
Cette technique se déroule en 5 étapes: “MyDoctor Might Have Rabies Innit”
- MD: **marquage** des ADN (patient + référence) et la **dénaturation**
- M: Ensuite, le **mélange** des ADN
- H: Puis, l’**hybridation** sur lame avec la fixation compétitive des ADN marqués sur la lame
- R: après, il y a le lavage et la lecture par un scanner => **révélation**
- I: **interprétation**: l’interprétation se fait à partir de la représentation chromosome par chromosome des différentes régions représentées par nos puces ADN en fonction du nombre de copies du patient et du nombre de copies de la référence.
Normalement pour les autosomes, il y a 2 copies pour le patient, 2 copies pour la référence. Le ratio est donc de 1. Par exemple, le log ratio de 1 = 0.
55
CGH: interprétation des résultats (cas de délétion et duplication)
Si on a une duplication (3 copies au lieu de 2):
- cela apparaîtra + rouge que vert
- ratio = 1,5
- on définit une duplication lorsqu’on a un log ratio = 0,6
Si on a une délétion (1 copie pour le patient contre 2 copies pour la référence)
- cela apparaîtra + vert que rouge
- ratio = 0,5
- on définit une délétion lorsqu’on a un log ratio = -1
Cette technique de CGH-array permet donc de détecter des gains ou des pertes de matériel: des CNV (=variation du nombre de copies)
56
Critères d’interprétation : comment interpréter les résultats?
Quand on fait une CGH, on trouve quasi systématiquement des CNV. On sait que plus il y a de puces plus le système sera résolutif et plus on sera susceptible de trouver des variations du nombre de copies car il existe une variabilité du génome.
Le travail en génétique est de les **classer**.
57
CGH - Classe 1
- Bénin -
Caractérisé par:
- on en retrouve dans la population générale
- il n’y a pas de phénotype anormal associé, pas de signes cliniques particuliers
- c’est décrit dans les bases de données et littérature comme polymorphe
- fréquent > 1%
- CNV de petites tailles (~100kb)
- CNV hérités
- Contenu en gènes faible
58
CGH - classe 2
Probablement bénin
59
CGH - classe 3
Signification indéterminée
- Variant à signification indéterminée, c’est-à-dire qu’il y a du matériel en plus ou en moins, pas forcément de grande taille
- À ce moment-la, pour aller plus loin, on fait la même analyse chez les parents: est-ce que le père ou la mère a le même CNV, car ils vont bien
— si c’est un variant qui est hérité du père qui lui va bien, alors on va le classer comme bénin ou probablement bénin
— si c’est un variant qui est assez grand et ni présent chez le père ou mère, donc qui est survenu de novo -> peut-être il est pathogène parce qu’il est présent uniquement chez l’individu au phénotype anormal
- Le CNV ne remplit pas les critères pour entrer dans une autre classe
60
CGH - classe 4
Probablement pathogène
61
CGH - classe 5
- Pathogène -
- déséquilibre impliquant des gènes importants
- décrit dans les bases de données de maladie: OMIM, ClinGen
- associé à un phénotype pathologique bien connu
- bien caractérisée dans la littérature: plusieurs publications
- peu fréquent
- absence des bases de données de la population générale
- CNV de grande taille
- Dépend du contenu en gène -> gènes d’intérêt +++
62
CGH: PIEV
Classe uniquement français
- Ce sont des CNV de penetrance incomplète et d’expressivité variable
- Ce sont des CNV qu’on peut retrouver chez des individus avec des troubles du neurodéveloppement
- On ne le prend pas en compte en prénatal, car on est pas sûr que ca donne un phenotype anormal
63
Qu’est-ce que va nous aider dans l’interprétation ?
- les bases de données
- etudes familiales
- données de littérature médicale
64
CGH - Avantages
- C’est une analyse pangenomique, qui vise l’ensemble des chromosomes, environ 1000 fois plus précis que le caryotype —> + résolutif
- pas besoin d’attendre la culture cellulaire, juste besoin d’ADN
- avec un prélèvement natif
65
Les limites de la CGH-array
- On voit **uniquement les déséquilibres** (gains ou pertes). Si on a un remaniement équilibré, on le voit pas.
- On ne peut pas envisager la mécanique chromosomique
- On ne voit pas les mosaïques faibles
- On ne voit pas la morphologie des chromosomes
66
CGH - Exemples d’applications
- Caractérisation d’anomalies vues au caryotype: identification d’un chromosome marqueur
- Diagnostic étiologique de la déficience intellectuelle ou des malformations congénitales
- Hémopathies malignes Myélome multiple: tri cellulaire plasmocytes (CD 138) : dans les hémopathies malignes, on retrouve de nombreuses anomalies équilibrées, ainsi qu’un mosaicisme cellulaire important avec des cellules tumorales anormales et des cellules stromales saines. On peut, grâce à la CGH, rechercher des anomalies pronostiques de LAL (leucémies aiguës lymphoblastiques) comme une hyperdiploidie avec gains chromosomiques récurrents
67
Comparaison CGH vs FISH
FISH et CGH-array sont des techniques entre la cytogénétique conventionnelle (caryotype) et la biologie moléculaire. Ce sont des techniques qui se concentrent sur l’analyse chromosomique. Elles sont basées sur la complémentarité des séquences ADN.
- La FISH est ciblée
- La FISH métaphasique est morphologique
- La CGH n’est pas ciblé mais pangenomique, on ne voit pas la morphologie des chromosomes.
(P.25 Ronéo no2)
68
Syndrome microdélétionnel
C’est une maladie cliniquement reconnaissable liée à une microdeletion, c’est-à-dire une perte d’un fragment chromosomique trop petit pour qu’on puisse le voir sur le caryotype.
Ce sont des maladies chromosomiques rares (fréquence < 1/2000) avec des cas donc sporadiques. Le plus souvent, le conseil génétique est rassurant parce qu’il y a assez peu de syndromes microdélétionnels qui sont transmis ou liés à des remaniements parentaux.
Le risque est plus souvent lié à une mosaïque germinale. Pour les cas familiaux, on observe une **pénétrance incomplète** et une **expressivite variable**.
69
SMITH-MAGENIS
Syndrome microdélétionnel au niveau du bras court du chromosome 17
- dysmorphie faciale
- déficience intellectuelle
- des gros troubles du comportement: auto-agressivité, se mordre, ne dort pas bien du tout et ne peut pas suivre un cursus scolaire normal
Pour ce syndrome, il n’y a pas de traitement curatif mais seulement un traitement symptomatique à base de psychotropes, de mélatonine, afin que le patient puisse dormir
70
Syndrome de PRADER-WILLI
Microdélétion au niveau du bras long du chromosome 15 - la perte d’une région au niveau du chromosome 15 est une anomalie récurrente qui contient des gènes importants.
71
Un syndrome
C’est un ensemble de signes cliniques rattachés à une étiologie commune
72
Une microdeletion
C’est une anomalie non détectable au caryotype standard (cryptique) dont la taille est inférieure à 5Mb. C’est la **FISH ou la CGH-array qui permettent d’en faire le diagnostic** (haute résolution).
73
Parmi les syndromes microdélétionnels, on retrouve quoi?
Des micro-délétions interstitielles (plutôt proche du centromère)
- Syndrome de DiGeorge (délétion 22q11.2)
- Syndrome de Prader-Willi (délétion 15q11-q12)
Des remaniements terminaux proches des telomeres, de taille variable et parfois visibles au caryotype à haute résolution:
- Syndrome de délétion (Délétion 1p36)
74
Méthodes diagnostiques - syndromes microdélétionnels
On va pouvoir **confirmer** un syndrome microdélétionnel par:
- **FISH** si l’orientation clinique est **forte**
- **CGH-array** si l’orientation clinique est **faible**
La CGH-array a permis de trouver bcp de microremaniements que l’on ne voyait pas sur le caryotype. On a ainsi pu diagnostiquer davantage de syndromes microdélétionnels
C’est l’examen de 1ere intention dans bilan étiologique de déficience intellectuelle et/ou malformation congénitale.
75
Délétion
C’est la **perte d’une région chromosomique**, c’est-à-dire la perte d’une copie d’un ou de plusieurs gènes qui sont proches physiquement.
76
Duplication
C’est le **gain d’une copie d’un ou de plusieurs gènes** qui sont proches physiquement.
77
Dosage génique
Certains gènes sont sensibles (haplo-insuffisance/duplication), certains gènes n’aiment pas être seul ou en triple exemplaire.
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Haplo-insuffisance
Situation dans laquelle 1 seul allèle fonctionnel d’un gène n’est pas suffisant pour que le produit de ce gène soit présent en quantité suffisante pour le bon fonctionnement cellulaire.
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Syndrome en miroir (délétion/duplication) RUNX2 (6p21.1)
On parle de **syndrome en miroir** lorsque la délétion et la duplication d’une même région sont associées à un phénotype miroir.
Exemple (pas a connaître)
Délétion RUNX2 -> hyperdontie
Duplication RUNX2 -> Oligo/hypodontie
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Microdélétions et gènes soumis à l’empreinte
Il peut également y avoir l’expression de maladies lorsque ces délétions impliquent des gènes soumis à empreinte. En effet, il existe des gènes pour lesquels il est important et primordial d’avoir un exemplaire paternel et un exemplaire maternel.
**Empreinte** : les gènes ne s’expriment pas de la même façon selon l’origine du chromosome qui les porte (maternelle ou paternelle)
(Exemple du syndrome d’ANGELMAN / PRADER-WILLI)
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Syndrome des gènes contigus
Le phénotype du syndrome correspond à l’association des phénotypes dus à l’ensemble (ou une partie) des gènes délétés/dupliqués.
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Syndrome délétion 17q11.2
NF1
+ dysmorphie faciale, retard mental, retard neuro-développement
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Comment est-ce que les syndromes microdélétionnels se forment-ils?
Pour répondre à cela, faut séparer les syndromes récurrents des syndromes non récurrents. Pour la plupart des syndromes microdélétionnels, on a des régions répétées qu’on appelle des Low Copy Repeats (LCR) ou duplications génomiques segmentaire.
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LOW COPY REPEATS (LCR)
Sont des séquences d’ADN présentes à plusieurs endroits dans un génome qui partagent des niveaux élevés d’identité de séquence.
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Remaniements récurrents
Les points de cassures sont identiques, ce sont des **points de cassure préférentiels** au niveau de ces régions d’ADN répétées. Chez tous les sujets, on retrouve le même phénotype/genotype avec des CNV bénins ou pathogènes.
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Remaniements accidentels (privés)
Les points de cassure sont variables, ce sont des **points de cassure non récurrents**. Il existe un chevauchement partiel pour lequel on définit une région minimale critique.
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Mécanisme de remaniements récurrents - recombinaison homologue allelique
À l’état normal, on a un phénomène de recombinaison homologue, les crossing over. Lors de ces recombinaisons, il y a des cassures de brins de l’ADN et des échanges entre chromosomes homologues. C’est tout à fait normal.
Exemple de recombinaison homologue allelique:
- crossing over en **équilibre chromosomique**
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Mécanisme de remaniements récurrents - recombinaison homologue non allelique (NAHR)
C’est lorsque les chromosomes se trompent de LCR!
Ce phénomène peut avoir lieu en inter-chromosomique, mais aussi en inter-chromatidien, ou en intra-chromatidien lors de la formation d’une boucle (entre les 2 chromatides sœurs).
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Mécanisme de remaniements non récurrents
Dans cette situation, les points de cassure ne sont pas toujours les mêmes, la corrélation génotype / phénotype va être plus difficile à définir. Pour cela, il faut définir c’est la **région minimale critique**.
Il existe 2 mécanismes à l’origine de ces remaniements non récurrents: NHEJ & l’interruption de La Fourche de replication et commutation de la matrice
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La jonction d’extrémité non homologuée ou NHEJ
C’est un mécanisme de réparation des cassures doubles brin de l’ADN par mesappariement (= mécanisme physiologique), avec pertes de quelques nucleotides du fait d’une micro homologie de séquence. C’est un mécanisme non conservatif.
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L’interruption de La Fourche de réplication et commutation de la matrice
C’est une erreur lors de la réplication de l’ADN du fait d’une zone de micro homologie et d’un glissement de l’ADN polymerase sur autre brin matrice, générant des points de cassure.
