Le chimérisme chez l'homme

La présence simultanée de cellules de génotypes différents dans l'organisme est appelée chimérisme. Chez l'homme, ce phénomène se manifeste sous plusieurs formes et causes; examinons-le plus en détail.

Dans la mythologie grecque, la chimère est un monstre au corps de chèvre, à la tête et au cou de lion et à la queue de serpent. À ce jour, on recense une centaine de cas de chimérisme humain. Ce phénomène, sans lien avec la mythologie, repose sur une mutation génétique spécifique survenue lors de la conception et du développement embryonnaire. Cette pathologie se présente sous plusieurs formes et types, dont les causes d'apparition diffèrent.

Des chimères biologiques peuvent survenir lors du croisement de deux races différentes. Cela se manifeste très souvent par une pigmentation différente sur le corps. Une fusion complète indique une pathologie sanguine, lorsque l'enfant possède deux brins d'ADN. Des jumeaux ayant grandi dans le même utérus présentent également une tolérance au groupe sanguin de l'autre. Un défaut similaire se produit lors d'une transplantation d'organe, voire d'une transfusion sanguine.

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Causes du chimérisme chez l'homme

D'un point de vue génétique, les mutations surviennent en raison de la présence de deux ou plusieurs brins cellulaires chez une personne, issus de zygotes différents. Les causes du chimérisme sont variées, le plus souvent liées à un mélange sanguin. Cette pathologie provoque l'apparition du caryotype 46,XX/46,XY. Ce défaut peut être associé au mélange de cellules d'un jumeau vivant et d'un jumeau décédé dans l'utérus de la mère, ou à la fusion de deux zygotes en un seul embryon.

Les principales causes de chimérisme chez l’homme:

• Tétragamétique: deux ovules fusionnent en un seul, mais chacun est fécondé par un spermatozoïde différent. Cela se produit lorsque, aux premiers stades de la formation, l'un des embryons absorbe l'autre. De ce fait, les organes et les cellules d'un même organisme possèdent un ensemble de chromosomes différent.
• Microchimérisme: les cellules fœtales pénètrent dans la circulation sanguine de la mère et s'implantent dans ses tissus. On connaît des cas où les cellules immunitaires de l'embryon ont guéri la femme enceinte de maladies graves et renforcé sa résistance aux pathologies oncologiques. Ce processus fonctionne également en sens inverse: les cellules maternelles s'intègrent à l'embryon à travers la barrière placentaire. Le principal danger de cette maladie est que le bébé puisse contracter des maladies maternelles in utero.
• La gémellité est une fusion de vaisseaux sanguins. Les embryons jumeaux hétérozygotes se transmettent des parties de leurs cellules. L'enfant possède alors deux brins d'ADN.
• Post-transplantation – survient à la suite d'une transfusion sanguine ou d'une transplantation d'organe. Les cellules de l'organisme coexistent simultanément avec celles du donneur. Dans certains cas, les cellules du donneur sont complètement intégrées à l'organisme transplanté.
• Greffe de moelle osseuse – La procédure elle-même vise à transformer génétiquement le corps du patient. À l'aide de radiations et de médicaments, la moelle osseuse du patient est détruite. Des cellules du donneur sont réintroduites à sa place. Si un chimérisme du donneur est détecté, la greffe est réalisée.

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Pathogénèse

Le mécanisme de développement du chimérisme dépend des facteurs qui l'ont provoqué. La pathogenèse est classée selon les types suivants:

1. Chimères de transplantation (iatrogènes)
2. Chimérisme primaire

• Embryonnaire
• Incertain

3. Mutations secondaires

• Chimères fœto-fœtales (« fœtus - fœtus »)
• Mutations mère-fœtus
• Chimères du type « fœtus-mère »

Les scientifiques ont diagnostiqué une maladie tétragamétique, c'est-à-dire la fusion de deux ovules fécondés par des spermatozoïdes différents. Le mécanisme de développement de cette maladie indique la présence de deux brins d'ADN dans un embryon (survivant). La pathogénèse du microchimérisme indique la pénétration des cellules du bébé dans le système hématopoïétique de la mère ou des cellules maternelles dans le corps du fœtus.

Une autre variante du développement de cette anomalie est la fusion des vaisseaux sanguins de jumeaux hétérozygotes qui se transmettent mutuellement leurs données génétiques. La post-transplantation survient lors de transplantations de moelle osseuse, d'organes hématopoïétiques et de transfusions sanguines. On connaît également des cas de mutations en laboratoire (des expériences ont été menées sur des animaux et des plantes) selon le mécanisme de chimérisation développé par les scientifiques.

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Symptômes du chimérisme chez l'homme

Pour déterminer si une personne est une chimère, il est nécessaire de procéder à un examen génétique complet. Dans la plupart des cas, aucun symptôme pathologique n'est présent. Bien entendu, la mutation ne présente aucun signe extérieur.

Le chimérisme survient au cours du développement intra-utérin. Il survient lorsque deux ovules fécondés fusionnent, l'un absorbant l'autre, ou encore lorsque l'information génétique de l'embryon et de la mère se mélange, ou encore suite à une complication de transfusion.

Les symptômes externes du chimérisme chez l'homme apparaissent lors du croisement de races différentes. Ils se manifestent par des différences de couleur des yeux chez un enfant ou une mosaïque de couleurs de peau. Mais dans la plupart des cas, les symptômes sont détectés par une analyse sanguine complète, qui révèle la présence de deux lignées d'ADN.

Texas Kid

L'un des cas de chimérisme les plus sensationnels connus de la médecine est l'histoire d'une mutation interraciale. Le bébé texan – c'est ainsi que cet incident a été appelé. La moitié droite du bébé était une fille mulâtre, et la moitié gauche, un garçon noir. Il s'agit d'un véritable exemple d'hermaphrodisme, avec des caractères sexuels primaires et secondaires des deux sexes développés génétiquement dans un seul corps. La chimère a subi une opération lui donnant le sexe masculin, lui ôtant ainsi ses caractéristiques externes féminines. Bien sûr, génétiquement, l'enfant est resté bisexuel avec deux brins d'ADN.

Une autre histoire terrifiante de chimérisme raconte l'histoire d'une petite Chinoise de 11 ans. Un frère jumeau, absorbé par elle, se développe dans son dos. De telles mutations surviennent lors du développement intra-utérin, lorsque deux zygotes (futurs jumeaux) fusionnent en un seul organisme. Autrement dit, deux personnes possédant leurs propres gènes finissent par se retrouver dans un seul corps.

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Premiers signes

La présence de deux brins d'ADN chez une personne est le premier signe de chimérisme. Dans la plupart des cas, la mutation ne se manifeste pas par des symptômes externes. Seul un test génétique permet d'établir qu'une personne est une chimère.

Regardons quelques cas de chimérisme:

• Une enseignante de Boston avait besoin d'une greffe de rein. Ses trois enfants ont accepté d'être donneurs, mais des tests génétiques ont révélé que deux d'entre eux n'étaient pas les enfants biologiques de leur mère. Des analyses plus poussées ont révélé que l'enseignante avait une sœur jumelle qui avait fusionné avec le fœtus survivant pendant le développement embryonnaire. Autrement dit, l'enseignante était une chimère, puisqu'elle possédait deux gènes différents qui n'interféraient pas l'un avec l'autre.
• Un autre cas de chimérisme a également été détecté lors d'une transplantation. D'après les résultats des analyses, les enfants biologiques de la femme n'étaient pas génétiquement les siens. Ils n'étaient apparentés qu'à leur grand-mère. Par conséquent, une analyse des cheveux, contenant un matériel génétique différent, a été réalisée et a confirmé les liens familiaux.

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Formes

Pour déterminer la cause de la mutation, le médecin recueille l’anamnèse et effectue divers tests génétiques diagnostiques.

Chimérisme génétique

En début de grossesse, c'est-à-dire pendant la formation de l'embryon, plusieurs mutations peuvent survenir. Le chimérisme génétique se produit lorsqu'une paire d'ovules fécondés fusionne en un seul. Chaque zygote contient un brin d'ADN parental, c'est-à-dire son propre profil génétique. Pendant l'union, les cellules conservent leur patrimoine génétique individuel. L'embryon qui en résulte est donc une combinaison des deux. Dans la plupart des cas, les personnes présentant de telles mutations ont un système immunitaire tolérant à toutes les populations génétiques de l'organisme.

En substance, une telle mutation humaine est sa propre jumelle et est rare. Pour la déterminer, un examen génétique complet est effectué. Les parents et l'enfant subissent une analyse ADN. Très souvent, de telles études sont nécessaires pour établir un lien biologique entre l'enfant et ses parents, car l'enfant présente un profil génétique différent.

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Chimérisme tétragamétique

La médecine connaît des cas où, lors des tests, parents et enfants ne présentent aucune similarité génétique, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas apparentés biologiquement. Le chimérisme tétragamétique survient lorsque deux jumeaux s'unissent au cours du développement embryonnaire. L'un des enfants décède, et le survivant porte son ADN.

De tels cas de chimérisme peuvent être identifiés par plusieurs signes:

• Hermaphrodisme
• Population de globules rouges
• Coloration de la peau en mosaïque
• Différentes couleurs d'yeux

Des scientifiques ont décrit un cas où, lors de la conception, l'information génétique de l'enfant a été transmise non pas par le père, mais par son frère jumeau décédé et absorbé dans l'utérus. Autrement dit, d'un point de vue génétique, le parent est le frère jumeau décédé. L'étude de ce cas a révélé une coïncidence de 10 % du code génétique de l'enfant et de son père.

Chimérisme biologique

L'un des phénomènes mystérieux connus de la médecine est la combinaison de plusieurs génomes dans un même organisme. Le chimérisme biologique se produit chez l'homme, l'animal et le végétal. Si l'on considère cette mutation chez l'homme, elle se produit dans les cas suivants:

• La fusion de deux ovules fécondés en un seul au cours du développement embryonnaire.
• Greffe d'organe, greffe de moelle osseuse, transfusion sanguine.
• Inceste de différentes races.

La fusion complète est possible lorsque deux fœtus se développant dans le même utérus utilisent le même placenta et sont tolérants au sang de l'autre. Autrement dit, si nécessaire, ils peuvent recevoir une transfusion sanguine mutuelle, la réaction de rejet étant supprimée génétiquement. Externe, une mutation biologique se manifeste par des iris de couleur différente chez une même personne ou par une combinaison de plusieurs couleurs de peau (généralement en mosaïque).

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Chimérisme sanguin

Un autre phénomène étonnant en médecine est la présence de deux groupes sanguins chez une même personne. Le chimérisme sanguin survient suite à une mutation génétique au cours du développement intra-utérin. Dans la nature, il existe des groupes sanguins de ce type: O (I), A (II), B (III) et AB (IV).

• Le groupe sanguin A porte l'antigène (qui incite le corps à produire des anticorps) A et les anticorps B.
• Le groupe sanguin B porte l’antigène B et l’anticorps A.
• Le groupe AB contient les deux types d’antigènes mais ne possède pas d’anticorps.
• Le groupe A possède les deux types d’anticorps mais aucun antigène.

Sur cette base, le groupe A est compatible avec A et O, et B avec B et O. Les receveurs uniques sont ceux du groupe AB, car leur liquide biologique est compatible avec tous les groupes existants. Le groupe O agit comme un donneur universel, mais il n'est compatible qu'avec le même groupe O.

D'après les cours d'anatomie, il est connu qu'un organisme vivant ne peut en posséder qu'un seul. Les cellules immunitaires n'acceptant pas le sang étranger, elles provoquent une réaction de rejet lors de la transfusion. Les chimères sanguines font exception à cette règle. Ces personnes possèdent deux types de sang différents et des tissus produisant des cellules sanguines des deux types. Cette pathologie survient aussi bien chez l'homme que chez l'animal. Toutes les chimères connues sont des jumeaux. Le sang est réparti entre deux embryons, qui échangent des tissus sanguins, et la réaction de rejet est supprimée.

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Chimérisme incomplet des globules rouges

Il existe des facteurs naturels et artificiels qui provoquent l’apparition d’un chimérisme érythrocytaire incomplet:

• Chez les jumeaux dizygotes, des mutations naturelles se produisent en raison de l'échange de cellules hématopoïétiques par le biais d'anastomoses vasculaires.
• Un chimérisme artificiel se produit lors d'une greffe de moelle osseuse allogénique et après une transfusion sanguine. Il résulte de l'élimination des globules rouges du donneur et du retour au groupe sanguin d'origine. Lors d'une greffe d'organe ou de moelle osseuse, les globules rouges du patient sont remplacés par ceux du donneur.

Le chimérisme incomplet se caractérise par la présence de globules rouges du donneur et autologues chez le receveur. Ce type de chimérisme est une circulation transitoire de globules rouges du donneur ayant commencé à se repeupler ou ayant été transfusés passivement avec de la moelle osseuse.

Cette pathologie est alarmante. Elle est associée à des modifications physiques non spécifiées chez le receveur. De plus, le chimérisme peut entraîner des problèmes psychologiques, car tous les patients ne sont pas prêts à accepter leurs modifications anatomiques et physiologiques.

Chimérisme post-transfusionnel

La transfusiologie est la science qui prend en charge l'organisme par un impact ciblé sur la composition morphologique du sang par transfusion. Le chimérisme post-transfusionnel survient lorsque deux groupes sanguins différents sont mélangés, lorsque les cellules du donneur remplacent complètement le code génétique du receveur ou coexistent avec celui-ci. Cette pathologie peut être qualifiée de complication de la transfusion ou de la transplantation.

On distingue les agents transfusionnels suivants:

• Le sang et ses composants (érythrocytes, leucocytes, plaquettes, plasma).
• Les substituts sanguins sont des solutions médicamenteuses utilisées en cas de dysfonctionnement sanguin, pour le normaliser ou le remplacer.
• Transplantation de moelle osseuse et d'organes hématopoïétiques.

Un chimérisme post-transfusionnel peut survenir en raison de la présence de leucocytes dans le sang du donneur. Si les leucocytes sont retirés du liquide biologique ou de la masse de globules rouges, le risque de chimérisme post-transfusionnel, d'allo-immunisation et d'autres complications est minime.

Complications et conséquences

L'un des dangers du chimérisme réside dans les processus incontrôlés du corps humain. Les conséquences de la chimérisation peuvent être associées à des procédures post-transfusionnelles ou à des pathologies du développement intra-utérin.

Le chimérisme remet également en question la validité des tests ADN et de nombreux litiges judiciaires. Cette maladie génétique pose de nombreux problèmes pour établir la paternité. Un certain pourcentage de couples sont également infertiles en raison de cette mutation.

La présence de deux brins d'ADN dans un même organisme peut entraîner de nombreuses complications. Celles-ci sont tout d'abord associées à des pathologies physiques. La science connaît plusieurs cas d'enfants nés de jumeaux avec des couleurs d'yeux différentes, une pigmentation marbrée ou des membres supplémentaires.

Une autre complication de cette mutation est la découverte d'une incompatibilité génétique lors d'une transplantation d'organe et de la sélection d'un donneur apparenté. Cela soulève de nombreuses questions et complique le processus de transplantation. Après la transplantation, des modifications de la structure capillaire, du groupe sanguin et du facteur Rh peuvent survenir.

On connaît le cas d'un patient atteint du sida et d'un lymphome ayant bénéficié d'une greffe de moelle osseuse. Le donneur était porteur d'une mutation lui conférant une résistance au virus. Après la greffe, le receveur a transmis cette mutation avec sa moelle osseuse. Le patient a ainsi été complètement guéri de ses maladies.

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Diagnostics du chimérisme chez l'homme

En règle générale, le chimérisme est diagnostiqué par analyse ADN, un test visant à déterminer les liens familiaux. Le choix de cette étude s'explique par le fait qu'au niveau cellulaire, le défaut est un mélange de deux génotypes dans un même organisme.

Des méthodes moléculaires de haute technologie sont utilisées pour l'examen. En cas de suspicion de chimérisme, le patient subira une série de tests, ainsi que des diagnostics instrumentaux et différentiels obligatoires. Le médecin se renseignera sur les antécédents familiaux, c'est-à-dire sur la prédisposition héréditaire aux mutations.

Tests

Le recours à l'une ou l'autre méthode dépend des informations disponibles sur le type de trouble potentiel. Les tests de suspicion de chimérisme reposent sur des analyses génétiques sanguines et ADN. Des méthodes de dépistage et de détection en laboratoire sont utilisées. Voici quelques exemples:

1. Le dépistage des mutations est utilisé lorsque la nature de la mutation est inconnue, mais que les antécédents familiaux suggèrent la présence d’un réarrangement génétique.

• Analyse des macroréarrangements par transfert d'ADN.
• Analyse hétéroduplex.
• Analyse du polymorphisme de conformation de l'ADN simple brin.
• Électrophorèse d'ADN double brin dans un gradient dénaturant.
• Chromatographie liquide haute performance dénaturante.

2. Détection chimique des nucléotides non appariés: la détection des mutations repose sur la dénaturation d'un échantillon témoin par de l'ADN normal. Les échantillons sont refroidis, ce qui forme des duprex, dont certains contiennent des bases non appariées indiquant une mutation.

• Protection RNase.
• Dépistage.
• Détection de mutation.

Les analyses décrites ci-dessus sont utilisées dans la recherche sur l'ADN moléculaire pour diverses pathologies génétiques, mutations, y compris le chimérisme.

Diagnostic instrumental

En cas de suspicion de chimérisme, le patient devra subir toute une série d'examens diagnostiques. Un diagnostic instrumental est nécessaire pour étudier l'état et la structure des organes internes et d'autres structures de l'organisme. Il est connu qu'en cas de chimérisme, les organes hématopoïétiques (moelle osseuse, thymus, rate, glandes endocrines, etc.) produisent du sang avec différents allèles d'ADN.

Le patient subit des examens de dépistage, notamment une tomodensitométrie, une IRM, une échographie et d'autres examens. Dans la plupart des cas, des diagnostics instrumentaux détaillés sont nécessaires pour une transplantation d'organe ou une transfusion sanguine, lorsque le patient souhaite être donneur ou receveur.

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Diagnostic différentiel

Une chimère est un organisme combiné issu de plusieurs zygotes. Il existe de nombreux cas pathologiques d'origine similaire. Le diagnostic différentiel vise à les identifier.

Considérons qui ressemble à une chimère mais n’en est pas une:

1. Hybrides

• Génétique.
• Somatique.

2. Mosaïques

• Chromosomique.
• Génétique.
• Épigénétique.

3. Gynandromorphes
4. Effets tératogènes de gravité variable causés par la perturbation des gènes responsables des processus de développement.
5. Phénomènes naturels pouvant être accompagnés de mutations

• Martins libres.
• Faux hermaphrodisme.
• Anomalies congénitales graves.
• Véritable hermaphrodisme.
• Ovotestis.
• Maclage anormal.

Au cours du processus de différenciation, toutes les mutations génétiques décrites ci-dessus sont prises en compte et l’ADN du patient et de ses proches est examiné.

Traitement du chimérisme chez l'homme

L'un des outils de la biotechnologie est le génie génétique. Cette science regroupe un ensemble de méthodes visant à isoler des gènes d'un organisme, à les manipuler, à les introduire dans différents organismes et à obtenir de l'ADN et de l'ARN recombinants. Le traitement, l'étude et la création du chimérisme sont possibles grâce à ces technologies génétiques.

Grâce au génie génétique, les médecins contrôlent le processus de chimérisation. Ce phénomène est possible lors de greffes de moelle osseuse, d'autres organes ou de transfusions sanguines. Il s'agit d'une forme de chimérisme radioactif en conditions cliniques.

Quant au traitement des chimères présentant des manifestations externes, comme dans le cas de l'enfant texan, avec une peau en mosaïque, des yeux de couleurs différentes ou des membres supplémentaires issus de jumeaux in utero, la thérapie vise à corriger les défauts externes. Le traitement est réalisé dès les premières années de vie du patient. Cela permet d'obtenir de bons résultats et de minimiser les perturbations du processus de socialisation. Dans ce cas, aucune modification génétique, c'est-à-dire l'ablation d'un brin d'ADN, n'est utilisée.

La prévention

L'étude des anomalies génétiques du corps humain vise à prévenir diverses mutations. Il est impossible de prévenir le chimérisme causé par des facteurs naturels. Il n'existe aujourd'hui aucune méthode accessible et sûre permettant de suivre le développement de l'embryon dans l'utérus.

Il est toutefois possible de prévenir le chimérisme causé par les procédures post-transfusionnelles (greffe de moelle osseuse, transplantation d'organe, transfusion sanguine). Le génie génétique est utilisé par les couples présentant un risque élevé d'avoir des enfants atteints de pathologies génétiques. Dans ce cas, pour prévenir les mutations, des cellules supplémentaires sont implantées dans l'embryon, normalisant ainsi le nombre de chromosomes du futur enfant.

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Prévoir

Chez l'homme, le chimérisme est une mutation génétique différente au sein d'un même organisme. Le pronostic d'une telle mutation dépend de sa cause. S'il s'agit de chimères sanguines, une personne peut ignorer tout au long de sa vie qu'elle possède deux jeux d'ADN. Cela est dû au fait que des études spécifiques sont nécessaires pour détecter l'anomalie et que, dans la plupart des cas, ce type de trouble ne présente aucun signe extérieur. Si la chimérisation est associée à des méthodes artificielles, son pronostic est difficile à établir. Ainsi, lors d'une greffe de moelle osseuse, le groupe sanguin, le facteur Rh et certaines caractéristiques physiques (couleur des yeux, cheveux) du donneur peuvent changer.