CARYOTYPE

 

Ensemble des chromosomes d'une cellule ou d'un individu, spécifique d'une espèce donnée.

Synonyme : complément chromosomique.

Par extension, le terme caryotype désigne la représentation photographique des chromosomes d'une cellule. En effet, à un stade précis de la division cellulaire, les paires de chromosomes sont parfaitement visibles. Elles sont alors photographiées, puis numérotées de 1 à 22 par ordre décroissant de taille, les chromosomes sexuels étant notés X et Y et rangés séparément.

 En médecine, l'examen du caryotype permet de mettre en évidence les aberrations chromosomiques (anomalies du nombre ou de la structure des chromosomes). Ainsi, dans la trisomie 21, le caryotype montre 3 chromosomes 21 (d'où le nom de la maladie) au lieu de 2.

Le caryotype (ou caryogramme) est l'arrangement standard de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, à partir d'une prise de vue microscopique. Les chromosomes sont photographiés et disposés selon un format standard : par paire et classés par taille, et par position du centromère. On réalise des caryotypes dans le but de détecter des aberrations chromosomiques (telles que la trisomie 21) ou d'identifier certains aspects du génome de l'individu, comme le sexe (XX ou XY). Notons qu'un caryotype se présente sous forme de photographie.

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Caryotype d'un être humain de sexe féminin (XX).

Réalisation d'un caryotype

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Caryotype d'un individu de sexe masculin (XY). Coloration au Giemsa. Remarque : il s'agit ici de paires de chromosomes métaphasiques c'est-à-dire avec chacun deux chromatides mais ici, elles sont encore fusionnées et on ne peut les distinguer.

Après un prélèvement sur l'individu, des cellules (souvent des lymphocytes obtenus par un prélèvement sanguin) sont mises en culture in-vitro. La culture est alors mise en présence de colchicine qui perturbe les fuseaux mitotiques et bloque les cellules en métaphase de la mitose. Les cellules en mitose sont alors récoltées, on les fait gonfler par une incubation dans un milieu hypotonique ; on les met ensuite en présence d'un fixateur, et l'on étale la suspension cellulaire fixée sur une lame de verre, en vue de l'observation microscopique, c'est ce que l'on appelle un étalement chromosomique.

Cette préparation est ensuite colorée. La coloration la plus classique est la coloration au Giemsa qui entraîne, après l'application d'un traitement approprié, l'apparition de bandes sombres et claires alternées sur les chromosomes : le « G-banding ». La topographie des bandes est caractéristique d'un chromosome et permet de l'identifier (les deux chromosomes d'une même paire ont la même topographie de bandes). Il existe également d'autres méthodes de coloration qui font apparaître d'autres types de bandes (Q-Banding, R-Banding, etc.). Certaines de ces méthodes font appel aux colorants fluorescents.

Technique FISH (fluorescent in situ hybridization)

La technique FISH, qui ne doit pas être confondue avec celles citées ci-dessus, utilise des sondes spécifiques de certaines séquences de nucléotides, et non des colorants qui se fixent sur tous les chromosomes.

Des séquences d'ADN complémentaires de la séquence d'un gène ou d'une partie du génome sont préparées in vitro et couplées à des fluorochromes. Cette sonde ainsi que les chromosomes sont chauffés, ce qui a pour effet de dissocier les brins complémentaires (dénaturation thermique). Ils sont alors mis en présence et on les laisse refroidir. De cette manière, la sonde (fluorescente) peut s'apparier avec sa séquence homologue sur le chromosome. On obtient donc un ADN hybride. Ceci permet de repérer à l'aide d'un microscope à fluorescence, la position d'un gène ou d'une séquence génomique sur le caryotype et donc de mettre en évidence, par exemple, une position anormale due à une translocation.

Caryotype spectral (technique SKY:Spectral Karyotype).

 

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Caryotype spectral : photographie de l'étalement chromosomique après hybridation. En insert : le caryogramme obtenu après identification et classement des chromosomes. Remarque : il s'agit d'un individu de sexe féminin avec 2 chromosomes X

Dans cette nouvelle technique, différentes sondes, spécifiques chacune d'un seul chromosome entier, et marquées avec des proportions variables de cinq fluorochromes différents sont hybridées avec les chromosomes. Ceci donne une signature spectrale caractéristique à chaque paire de chromosomes (c'est-à-dire des couleurs différentes en raison des proportions variables de fluorochromes sur chaque chromosome).

Indications pour la réalisation d'un caryotype :

  • retard mental ou retard de développement ;
  • traits dysmorphiques ;
  • malformation congénitale ;
  • ambiguïté sexuelle ;
  • antécédents familiaux d'anomalies chromosomiques;
  • fausses-couches à répétition ;
  • problèmes de fertilité ;
  • examen préliminaire pour fécondation in vitro ou don de gamètes.

Le caryotype correspond à l’analyse morphologique (nombre et structure) des chromosomes.

Le caryotype correspond à l’analyse morphologique (nombre et structure) des chromosomes.

Ces éléments microscopiques sont présents dans toutes les cellules de l’organisme. Ils sont constitués d’ADN et sont les porteurs de l’information génétique propre à chaque individu.

L’analyse du caryotype a pour objet de dépister des anomalies chromosomiques qui sont présentes dans toutes les cellules de l’organisme dès la naissance. Dans certains cas très particuliers – cancers ou leucémie –, le caryotype peut être effectué sur des cellules anormales afin de dépister des anomalies chromosomiques apparues au cours de la vie et à l’origine de dysfonctionnements cellulaires spécifiques (multiplication des cellules).

Les cellules prélevées au laboratoire sont mises en culture et, à un moment précis de leur développement (mitose), les cellules sont détruites et les chromosomes sont photographiés grâce à un photo-microscope.

Les chromosomes sont au nombre de 46 soit 22 paires identiques et une paire de chromosomes sexuels XX chez la femme et XY chez l’homme. Ils sont classés par paires selon leur taille et la position du centromère (région de la division du chromosome en deux bras). Puis, grâce à des techniques de microgénétique, des techniciens procèdent à l’analyse des chromosomes afin de rechercher des anomalies de structure ou de nombre.

 

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