Une aberration chromosomique, également appelée anomalie chromosomique, est une modification du nombre ou de la structure des chromosomes. Les chromosomes sont des structures constituées d’ADN et de protéines qui se trouvent principalement dans le noyau des cellules et portent une grande partie de l’information génétique.
Les aberrations chromosomiques peuvent toucher le nombre total de chromosomes ou modifier la structure d’un chromosome. Certaines sont compatibles avec un développement normal et peuvent être découvertes fortuitement, tandis que d’autres peuvent entraîner des anomalies du développement, des maladies génétiques, des troubles de la fertilité ou des cancers.
1. Types d’aberrations chromosomiques
Les aberrations chromosomiques sont généralement réparties en deux grandes catégories : les anomalies numériques et les anomalies structurales.
Anomalies numériques
Elles correspondent à une modification du nombre de chromosomes.
- Trisomie : présence de trois exemplaires d’un chromosome au lieu de deux. La trisomie 21 est notamment responsable du syndrome de Down.
- Monosomie : présence d’un seul exemplaire d’un chromosome au lieu de deux. La monosomie X est notamment associée au syndrome de Turner.
- Polyploïdie : présence d’un ou plusieurs jeux complets supplémentaires de chromosomes, par exemple la triploïdie.
Une anomalie du nombre de chromosomes est appelée aneuploïdie lorsqu’elle concerne un ou plusieurs chromosomes particuliers plutôt qu’un jeu chromosomique complet.
2. Anomalies structurales
Les anomalies structurales résultent d’une modification de la structure d’un chromosome. Elles peuvent survenir après une cassure chromosomique suivie d’une réparation anormale.
Les principales formes comprennent :
- Délétion : perte d’une portion d’un chromosome.
- Duplication : présence d’une copie supplémentaire d’une portion chromosomique.
- Inversion : un segment chromosomique se détache, pivote puis se réinsère dans une orientation inversée.
- Translocation : déplacement d’un segment chromosomique vers un autre chromosome ou vers une autre région chromosomique.
- Insertion : déplacement d’un segment d’ADN chromosomique vers une autre région.
- Chromosome en anneau : chromosome dont les extrémités se sont rejointes après la perte éventuelle de segments terminaux.
- Isochromosome : chromosome présentant une duplication d’un bras et une perte de l’autre.
Certaines anomalies structurales sont équilibrées, c’est-à-dire qu’elles ne s’accompagnent pas nécessairement d’une perte ou d’un gain net de matériel génétique. D’autres sont déséquilibrées et entraînent une perte ou un gain de matériel chromosomique.
3. Origine des aberrations chromosomiques
Les anomalies chromosomiques peuvent apparaître de différentes façons.
Erreurs de division cellulaire
Une non-disjonction peut survenir lorsque les chromosomes ou les chromatides ne se séparent pas correctement pendant la division cellulaire. Elle peut entraîner la formation de cellules possédant un nombre anormal de chromosomes.
Cassures et réarrangements chromosomiques
Des cassures de l’ADN peuvent être suivies d’une réparation incorrecte et entraîner des délétions, duplications, inversions ou translocations.
Facteurs environnementaux
Certains agents peuvent endommager l’ADN et les chromosomes, notamment certaines formes de rayonnements ionisants et certains agents chimiques génotoxiques.
Transmission familiale
Certaines anomalies chromosomiques peuvent être héréditaires. Par exemple, un parent porteur d’une translocation équilibrée peut transmettre à sa descendance une réorganisation chromosomique déséquilibrée.
Cependant, de nombreuses anomalies chromosomiques apparaissent de novo, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas héritées des parents.
4. Anomalies constitutionnelles et acquises
Une aberration chromosomique peut être présente dans l’ensemble ou une partie des cellules de l’organisme dès les premiers stades du développement. On parle alors généralement d’une anomalie constitutionnelle.
D’autres anomalies apparaissent au cours de la vie dans certaines cellules seulement. Elles sont dites acquises ou somatiques.
Les anomalies chromosomiques acquises sont particulièrement importantes en cancérologie, car certaines translocations, délétions ou duplications peuvent contribuer à la transformation cancéreuse.
5. Mosaïcisme
Lorsqu’une anomalie chromosomique apparaît après la fécondation, elle peut être présente seulement dans une partie des cellules. L’organisme peut alors contenir plusieurs populations cellulaires génétiquement différentes.
Cette situation est appelée mosaïcisme.
Les manifestations cliniques d’un mosaïcisme dépendent notamment du chromosome concerné, du type d’anomalie et de la proportion ainsi que de la répartition des cellules affectées dans les différents tissus.
6. Conséquences médicales
Les conséquences d’une aberration chromosomique sont extrêmement variables.
Elles peuvent inclure :
- un développement physique ou neurologique atypique ;
- des malformations congénitales ;
- une déficience intellectuelle ou des troubles du développement ;
- des troubles de la fertilité ;
- des pertes de grossesse ;
- certaines maladies génétiques ;
- une prédisposition ou une contribution au développement de certains cancers.
Une anomalie chromosomique ne provoque toutefois pas nécessairement de symptômes. Certaines anomalies équilibrées peuvent être découvertes chez des personnes ne présentant aucune manifestation clinique.
7. Aberrations chromosomiques et grossesse
Les anomalies chromosomiques constituent une cause importante de certaines fausses couches spontanées, particulièrement au début de la grossesse.
Certaines anomalies peuvent également être détectées avant la naissance.
Le dépistage prénatal permet d’estimer la probabilité que le fœtus présente certaines anomalies chromosomiques. Le dépistage prénatal non invasif (DPNI), fondé sur l’analyse d’ADN fœtal circulant dans le sang maternel, peut notamment être utilisé pour évaluer le risque de certaines trisomies.
Un résultat de dépistage indiquant un risque élevé ne constitue cependant pas, à lui seul, un diagnostic.
8. Diagnostic prénatal
Lorsqu’une confirmation diagnostique est nécessaire, certains examens permettent d’analyser directement le matériel génétique fœtal.
Biopsie de villosités choriales
La biopsie de villosités choriales consiste à prélever un petit échantillon du placenta afin d’effectuer des analyses génétiques.
Amniocentèse
L’amniocentèse consiste à prélever une petite quantité de liquide amniotique contenant notamment des cellules fœtales pouvant être analysées.
Ces examens sont invasifs et comportent certains risques. Leur indication dépend notamment du contexte de la grossesse, des résultats du dépistage et des antécédents familiaux.
9. Méthodes de détection
Plusieurs techniques permettent d’identifier les anomalies chromosomiques.
Caryotype
Le caryotype consiste à observer les chromosomes au microscope et à les classer selon leur taille, leur forme et leur structure. Il permet notamment de détecter de nombreuses anomalies numériques et certaines anomalies structurales de taille suffisante.
Hybridation in situ en fluorescence
La FISH (fluorescence in situ hybridization) utilise des sondes fluorescentes qui se fixent sur des séquences chromosomiques spécifiques. Cette méthode permet de rechercher rapidement certaines anomalies ciblées.
Microarray chromosomique
Le microarray chromosomique, qui comprend notamment l’hybridation génomique comparative sur puce (array-CGH) et les puces SNP, permet de détecter de nombreuses variations du nombre de copies de segments d’ADN, notamment des délétions et des duplications qui peuvent être trop petites pour être observées au caryotype.
Séquençage et autres techniques moléculaires
Certaines anomalies ou certains mécanismes génétiques nécessitent des techniques moléculaires plus spécialisées. Le séquençage peut notamment être utilisé lorsqu’une anomalie chromosomique est suspectée mais qu’une analyse chromosomique classique ne permet pas d’en déterminer précisément la cause.
10. Interprétation des résultats
La découverte d’une aberration chromosomique ne permet pas toujours de prédire précisément ses conséquences.
L’interprétation dépend notamment :
- du chromosome concerné ;
- de la région chromosomique touchée ;
- de la taille du segment perdu ou gagné ;
- du nombre de copies concernées ;
- du caractère équilibré ou déséquilibré de l’anomalie ;
- du fait qu’elle soit constitutionnelle ou acquise ;
- de la proportion de cellules porteuses de l’anomalie lorsqu’il existe un mosaïcisme ;
- du contexte clinique et familial.
L’interprétation d’une anomalie chromosomique peut donc nécessiter l’intervention d’un généticien médical ou d’un conseiller en génétique.
11. Conseil génétique
Lorsqu’une anomalie chromosomique est identifiée, le conseil génétique peut permettre d’expliquer sa nature, son origine possible, ses conséquences potentielles et le risque de transmission à la descendance.
Une analyse des chromosomes des parents peut parfois être proposée, notamment lorsqu’une anomalie structurale est identifiée chez un enfant ou lorsqu’il existe des antécédents de fausses couches répétées.
À retenir
Une aberration chromosomique est une modification du nombre ou de la structure des chromosomes. Elle peut être constitutionnelle ou acquise, héritée ou apparaître spontanément.
Les principales anomalies comprennent les trisomies, monosomies, délétions, duplications, inversions et translocations. Leurs conséquences sont très variables : certaines sont sans conséquence apparente, tandis que d’autres peuvent être associées à des anomalies du développement, à des problèmes de fertilité, à des pertes de grossesse ou à certaines formes de cancer.
Le caryotype, la FISH et les techniques de microarray chromosomique font partie des principales méthodes utilisées pour détecter ces anomalies. L’interprétation des résultats doit tenir compte du contexte clinique et peut nécessiter une expertise en génétique médicale.
Sources
- Shaffer, L. G., & McGowan-Jordan, J. (Eds.). ISCN: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. Karger.
- Stankiewicz, P., & Lupski, J. R. (2010). Structural variation in the human genome and its role in disease. Annual Review of Medicine, 61, 437–455.
- Speicher, M. R., Antonarakis, S. E., & Motulsky, A. G. (Eds.). Vogel and Motulsky's Human Genetics: Problems and Approaches. Springer.