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Génétique Médicale
K DieterichAHU Génétique Médicale
HCE CHU Grenoble
Plan• Introduction
• Cytogénétique et cytogénétique moléculaire– Caryotype– FISH– Trisomie 21
• Diagnostic post-natal• DPN
– Indications du caryotype
• Génétique monogénique– Types classiques de transmission mendélienne– Autres types de transmission monogénique
• Maladies à composante génétique
I – Introduction (1/5)
• Génétique– Etude de la transmission des caractères héréditaires
• Génétique formelle (1866, Mendel) – Récessivité, dominance, codominance
– Support de l’information héréditaire • Chromosomes (1915, Morgan)• ADN (1953, Watson Crick)
– Etude des pathologies génétiques chez l’Homme• Génétique Médicale (1940-50, McKusick et autres)
I – Introduction (2/5)
• Génétique Médicale– Étude des variations et de la transmission des traits chez
l’Homme en rapport avec la pathologie
– Domaines « classiques » :• Génétique clinique => phénotype => Ex clinique• Cytogénétique => chromosomes => caryotype• Génétique moléculaire => ADN/ génotype => PCR, …
I – Introduction (3/5)
• Génétique Médicale– « Nouveaux » domaines :
• Cytogénétique moléculaire
=> anomalies submicroscopiques des chromosomes
=> FISH; CGH-array/ puce à ADN• Épigénétique
=> modification de l’expression des gènes sans modification de la séquence de l’ADN (conformation de la chromatine et accessibilité à l’ADN)
=> méthodes de génétique moléculaire
I – Introduction (4/5)
• Classification des maladies génétiques– Anomalies chromosomiques
• Excès ou défaut de gènes, non mutés, contenus dans 1 chromosome ou 1 segment chromosomique
• 0,7 % des naissances
• 50% des FCS
– Maladies monogéniques• Mutation d’un gène ou de ses séquences régulatrices
• Gène nucléaire ou mitochondrial
• 1% des naissances
– Maladies à composante génétique• Maladie à gène majeur de susceptibilité (BRCA1,2,…) : 15% des naissances
• Maladie multifactorielle (DID, maladies auto-immunes,…)
Gènes paternels Gènes maternels
23 chromosomes 23 chromosomes
n ADN n ADN
Fécondation
Zygote 46 chromosomes
2n ADN
Couples de gènes Fonctions cellulaires
I – Introduction (5/5)
II – Cytogénétique : Caryotype (1/5)
– Etude morphologique des chromosomes au microscope optique
– Après traitement chimique ou enzymatique
– Rapport de 1/1000 entre ADN et le chromosome
II – Cytogénétique : Caryotype (2/5)
• 1) Matériel
– A partir de cellules nucléées
en division cellulaire :
• Lymphocytes sanguins ++++
• Cellules amniotiques ++
• Cellules trophoblastiques +
• Fibroblastes cutanés
II – Cytogénétique : Caryotype (3/5)
• 2) Culture cellulaire
– En fonction du type cellulaire – 72h à plusieurs jours – Faire multiplier les cellules (représentatives de l’organisme entier!)
II – Cytogénétique : Caryotype (4/5)
• 3) Technique d ’obtention des métaphases
– Choc – Fixation– Etalement sur lame
II – Cytogénétique : Caryotype (5/5)
• 4) Observation et analyse
– Nombre et structure des chromosomes– 46,XX – 46,XY
II - Cytogénétique : FISH (1/3)
• Hybridation in situ fluorescente : FISH
• Fragments d ’ADN marqués par un fluorochrome = Sonde=> Fixation de la sonde par complémentarité=> Au microscope on repère la présence ou l ’absence de la sonde utilisée et le nombre d ’exemplaire
• Cette technique peut être appliquée sur des métaphases ou directement sur des noyaux en interphase
II – Cytogénétique : FISH (2/3)
II – Cytogénétique : FISH (3/3)
18
18
18
18
18
18
18
Y
Y
Y
Y
YY
X
X
X
X
XX
Devillard et al. 2002
18
X
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (1/11)
• Première aberration chromosomique décrite chez l’Homme
• Première cause de retard mental (1/800 classiquement; < 1/2000 naissances actuellement)
• 1) Clinique– Dysmorphie : Brachycéphalie
Cou court / excès de peau
Face ronde, fentes palpébrales en haut, en dehors
– Hypotonie axiale– Malformations associées : cardiaques, digestives– Retard mental– Risque tumoral : Leucémies
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (2/11)
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (3/11)
• 2) Diagnostic postnatal
• Cytogénétique à partir d’un prélèvement sanguin veineux
• Forme libre:– 47,XX,+21– 47,XY,+21
• Obligatoire pour affirmer le diagnostic
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (4/11)
III – Cytogénétique : Trisomie 21 (5/11)
• 3)Diagnostic prénatal
• Différents types de prélèvements :
• Amniocentèse : prélèvement de liquide amniotique
– LA : Milieu complexe en renouvellement constant500ml à 20 SA / max 30 34 SA ~ 1l
– Prélèvement le + employé– Le plus souvent entre 15ème et 19ème SA
– Complications : Avortement spontané / MFIU0,5 / 100
– Réalisation du caryotype fœtal
II – Cyogénétique : Trisomie 21 (6/11)
AmniocentèseAvantages
Geste simple
Technique éprouvée
Peu de risque
Inconvénients
Terme 16 17 SA
Délais de résultat
Echec possible des cultures après 32SA
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (7/11)
• Trophocentèse
– Prélèvement plus précoce 12ème SA– Cytotrophoblaste : mitoses spontanées– Syncytiotrophoblaste
– Avantages• Précoce• Caryotype en 24 à 48h sur examen direct• Qualité de l’analyse chromosomique
– Inconvénient• Taux de FCS : 2 à 3%
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (8/11)
Technique Terme Cellules caryotypées
Délai Qualité Contamination maternelle
Mosaïques
Villosités -Direct -Culture
A partir de 11 SA
Cytotropho blaste Axe mésen chymateux
48h 10-20j
Moyenne
Bonne
-
Non rare
Fréquentes Faux+ (1%) Faux- (0,1%)
LA
A partir de 15SA
Multiples
10-20j
Bonne
Rare
Rares
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (9/11)
• Indication de dépistage de la Trisomie 21 par caryotype• 1) Age maternel > ou = à 38 ans
Risque d ’anomalie de nombre de chromosomes :
25 ans 1 / 2 000
30 ans 1 / 1 000
35 ans 1 / 500
38 ans 1 / 100
40 ans 2 / 100
> 45 ans 6 à 8 / 100
• 2) Antécédent d ’enfant avec aberration chromosomique
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (10/11)
• 3) Signes d ’Appel Echographiques– Nuque au 1er trimestre– Malformations au 2ème trimestre
12 SA : longueur tête-fesses = 55 mm
12 SA
Hygroma Clarté
II – Cytogénétique : Trisomie 21 (11/11)
• 4) Marqueurs sériques– Evaluation du risque de trisomie 21– A partir du dosage de bêtaHCG, d’AFP, d’oestriol– A 15ème 16ème 17ème 18ème (14 SA 17SA+6j)– Indication d ’amniocentèse pour un risque > ou = à 1 / 250
• / ! \ Evaluation séquentielle en prenant en compte la mesure d ’épaisseur de la nuque et l ’évaluation à partir des marqueurs sériques (Risque combiné)
II – Cytogénétique : Autres anomalies
• Autres anomalies de nombre– Trisomie 13– Trisomie 18– 45,X : sydrome de Turner– 47,XXY : Syndrome de Klinefelter– 47,XXX– 47,XYY
• Anomalies de structure– Délétion– Translocation
II – Cytogénétique : Translocation réciproque
Equilibré Déséquilibré
Bilan du retard mental
II – Cytogénétique : Indications du caryotype• 1) Diagnostic postnatal
– Naissance :• Signes évocateurs d’aberration chromosomique• Association syndrome polymalformatif / dysmorphie
– Enfance :• Retard de croissance• Retard pubertaire• Retard de développement
– Adulte :• Fausses couches à répétition• Infertilité
II – Cytogénétique : Indications du caryotype
• 2) Diagnostic prénatal
– Age maternel
– Antécédent d ’enfant avec aberration chromosomique
– Parent porteur d ’un remaniement chromosomique équilibré
– Signes d’Appel Echographiques
– Marqueurs sériques
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