Caryotypage

Les hémocultures à court terme, les cellules de moelle osseuse et les cultures de fibroblastes sont le plus souvent utilisées pour étudier les chromosomes. Le sang anticoagulant livré au laboratoire est centrifugé pour sédimenter les érythrocytes, puis les leucocytes sont incubés dans un milieu de culture pendant 2 à 3 jours. De la phytohémagglutinine est ajoutée à l'échantillon sanguin, car elle accélère l'agglutination des érythrocytes et stimule la division lymphocytaire. La phase la plus adaptée à l'étude des chromosomes est la métaphase de la mitose; la colchicine est donc utilisée pour stopper la division lymphocytaire à ce stade. L'ajout de ce médicament à la culture entraîne une augmentation de la proportion de cellules en métaphase, c'est-à-dire au stade du cycle cellulaire où les chromosomes sont les plus visibles. Chaque chromosome se réplique (produit sa propre copie) et, après une coloration appropriée, est visible sous forme de deux chromatides attachées au centromère, ou constriction centrale. Les cellules sont ensuite traitées avec une solution hypotonique de chlorure de sodium, fixées et colorées.

Pour la coloration des chromosomes, on utilise généralement le colorant Romanovsky-Giemsa, l'acétylcarmin à 2 % ou l'acétarséine à 2 %. Ces colorants colorent les chromosomes de manière uniforme et complète (méthode courante) et permettent de détecter les anomalies numériques des chromosomes humains.

Pour obtenir une image détaillée de la structure des chromosomes et identifier (définir) des chromosomes individuels ou leurs segments, diverses méthodes de coloration différentielle sont utilisées. Les plus courantes sont le Giemsa, ainsi que les bandes G et Q. L'examen microscopique de la préparation sur toute la longueur du chromosome révèle un certain nombre de bandes colorées (hétérochromatine) et non colorées (euchromatine). La nature de la striation transversale ainsi obtenue permet d'identifier chaque chromosome de l'ensemble, car l'alternance des bandes et leurs tailles sont strictement individuelles et constantes pour chaque paire.

Les plaques métaphasiques de chaque cellule sont photographiées. Les chromosomes sont découpés sur les photographies et collés dans l'ordre sur une feuille de papier; cette image des chromosomes est appelée caryotype.

L’utilisation de colorations supplémentaires, ainsi que de nouvelles méthodes d’obtention de préparations chromosomiques permettant d’étirer les chromosomes en longueur, augmentent considérablement la précision des diagnostics cytogénétiques.

Une nomenclature spécifique a été développée pour décrire le caryotype humain. Le caryotype normal d'un homme et d'une femme est respectivement désigné par 46, XY et 46, XX. Dans le syndrome de Down, caractérisé par la présence d'un chromosome 21 supplémentaire (trisomie 21), le caryotype d'une femme est décrit comme 47, XX 21+, et celui d'un homme comme 47, XY 21+. En présence d'une anomalie structurelle du chromosome, il est nécessaire d'indiquer le bras long ou court altéré: la lettre p désigne le bras court, q le bras long et t la translocation. Ainsi, en cas de délétion du bras court du chromosome 5 (syndrome du cri du chat), le caryotype féminin est décrit comme 46, XX, 5p-. La mère d'un enfant atteint du syndrome de Down par translocation, porteur de la translocation équilibrée 14/21, présente un caryotype 45, XX, t(14q; 21q). Le chromosome de translocation est formé par la fusion des bras longs des chromosomes 14 et 21, les bras courts étant perdus.

Chaque bras est divisé en régions, elles-mêmes divisées en segments, tous deux désignés par des chiffres arabes. Le centromère du chromosome est le point de départ du dénombrement des régions et des segments.

Ainsi, quatre étiquettes sont utilisées pour la topographie des chromosomes: le numéro du chromosome, le symbole du bras, le numéro de la région et le numéro du segment au sein de la région. Par exemple, l'entrée 6p21.3 signifie qu'il s'agit du chromosome 6 de la 6e paire, son bras court, région 21, segment 3. Il existe également d'autres symboles, notamment pter (extrémité du bras court) et qter (extrémité du bras long).

La méthode de recherche cytogénétique permet de détecter des délétions et d’autres changements dans les chromosomes d’une taille d’environ 1 million de bases (nucléotides).

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