CONSEIL GENETIQUEET INFERTILITE MASCULINE

Pr Jean Pierre SiffroiService de Génétique et d’Embryologie médicales

Hôpital Trousseau

CONSEIL GENETIQUE ET

INFERTILITE MASCULINE

1. Anomalies chromosomiques a- de nombreb- de structure

2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3. Chromosome Y

Anomalies chromosomiques et spermatogenèse

Anomalies de structure

TranslocationsRobertsoniennes

Translocationsréciproques

Inversions

Anomalies de nombre

Syndrome deKlinefelter

Double Y

Marqueurschromosomiques

Caryotype sanguin en bande R

SD Klinefelter: clinique

– 1/800 hommes

– 47, XXY

– Stérilité : le plus souvent azoospermie– Gynécomastie – Atrophie testiculaire– Homogène ou en mosaïque

47,XXY ou 47,XXY/46,XY

Syndrome de Klinefelter

Syndrome de Klinefelter enmosaïque 47, XXY/46, XY

Syndrome de Klinefelter homogène47, XXY

Azoospermie Oligozoospermie

Risque pour la descendance?

IAD

Biopsie testiculaire

IAD

Positive

Négative

ICSI

Fécondité naturelle?

Ségrégation théorique des gonosomesdans les gamètes

X X Y

X X Y XX XY XY

2 fois plus de spz 23, X que de 23, Y

Autant de formes normales que de disomiques

Formes disomiques 24, XY > 24, XX

En fait, les formes disomiques ne dépassent pas les quelques %et des spz 24, YY sont retrouvés

X

18

Y

Hypothèse de l’environnement testiculaire

23,X 23,Y

Spermatogonies XY

Variabilité inter-individustrès probable

24,XY 22, /

Erreur en méïose Inullisomiedisomie

24,XX24,YY

Erreur en méïose IIdisomie

Conduite à tenir pour la prise en charged’un sujet Klinefelter en AMP

OligozoospermieFISH sur spz possible

AzoospermieBT et congélation des spz

Evaluation du risqueindividuel

ICSI « à l’aveugle »

Proposition de DPNvoire de DPI

ANOMALIES DE STRUCTURE

• Translocations robertsonniennes

• Translocations réciproques

• Inversions

> 8 à 10 fois

chez les hommes infertiles

LES ANOMALIES DE STRUCTURE

Equilibrées: pas de gain ou de

perte de matériel chromosomique:-translocation

-inversion-insertion

Déséquilibrées:monosomie et/outrisomie partielle

-transmission déséquilibréed’un remaniement parental

-anomalie déséquilibrée d’emblée(délétion, duplication)

TRANSLOCATIONS1/500 dans la population générale

2 types:

-translocations Robertsoniennes ou fusions centriques =fusion de chromosomes acrocentriques au niveau du centromère

ex: t(14;21), t(13;14)

-translocations réciproques =toutes les autres

13;1413 14

13;1413 14

Trisomie 13

Trisomie 14

13;1413 14

Trisomie 13

Disomie uniparentale

du 14

CAT

Antécédent familial de T21 et

caryotype du cas index inconnu

Faire le caryotype de l’apparenté :éliminer une translocation impliquant le

chromosome 21

Caryotype sanguin en bande R

Translocations réciproques

•Atteinte de la fertilité•FCS à répétition•Anomalies congénitales

•Gravité selon• les chromosomes impliqués • la taille des fragments transloqués

CARYOTYPENORMAL CARYOTYPE TRANSLOQUE

EQUILIBRE

SEGREGATION ALTERNE

TRISOMIE ROUGEMONOSOMIE VERT

TRISOMIE VERTMONOSOMIE ROUGE

SEGREGATION ADJACENTE I

Modes de ségrégation d’un remaniement

chromosomiqueparental

Facteur de risque des translocations réciproques

• Mode de recrutement : Risque de récurrence élevé si naissance d’un premier enfant malformé ( environ 20%)

• Taille du déséquilibre potentiel

globalement , plus les fragments impliqués sont de petites tailles plus le risque de naissance d’un enfant avec sd polymalformatif et retard mental est grand

• Chromosomes en cause, données de la littérature

• Sexe du parent porteur (risque > si femme porteuse)

En pratique:

La découverte d’une translocation réciproque impose:

la réalisation d’une enquête familialeUn conseil génétique: évaluer le risque pour la

descendanceUne prévention du risque par la réalisation d’un DPN

INVERSIONS

2 types:

Inversions péricentriques:le centromère est compris

dans le segment inversé

L’indice centromériqueest modifié

Inversions paracentriques:

le centromère n’est pas compris

dans le segment inversé

L’indice centromériquereste inchangé

Inversions chromosomiques

Infertilité par:• Contraintes mécaniques imposées par la machinerie meiotique sur la formation

d’une boucle d’inversion perturbant la méiose.

• Arrêt en méiose

• Gamètes déséquilibrés

Conseil génétique:Risque pour la descendance évalué au mieux par FISH sur spz + DPN

CONSEIL GENETIQUE ET

INFERTILITE MASCULINE

1. Anomalies chromosomiques constitutionnelles

2. Pathologie du locus CFTR (chr 7)

3. Chromosome Y

Voies génitales masculines et azoospermie obstructive

Exemple de l’absence bilatérale congénitale des canaux déférentsABCD

(CBAVD: Congenital Bilateral Absence of Vas Deferens)

Malformation pratiquement constantedans la mucoviscidose (98% des cas)

(atrésie secondaire et non pas agénésie)

Azoospermie, volume faible, pH acideDiagnostic clinique et échographique

CBAVD = forme génitale de mucoviscidose ?

Pourquoi les patients ne développent-ils pas de mucoviscidoseclassique avec signes pulmonaires et digestifs?

Tout dépend du type d’atteinte:mutation grave, peu grave et variants

Mutations graves:Classe I et II

Mutations potentiellementmoins graves:

Classe III et IV

Protéine CFTR:Canal ionique intra-membranaire

Mouvements d’eau de part etd’autrede la membrane plasmique

Actuellement, plus de 1500 mutations (dont de nombreux polymorphismes)

ont été décrites mais certaines sont beaucoup plus fréquentes que d’autres

Exemple de la ΔF 508 qui représente ~ les ¾ des chromosomes mutés en France

Recherche des mutations du gène CFTR positive dans environ 80% des cas de CBAVD (4% dans la population générale)

(en l’absence d’anomalie rénale associée)

20% de doubles hétérozygotes1 mutation grave + 1 mutation modérée

33% d’hétérozygotes simples + allèle 5T 1 mutation grave (classe I, II) + 5T

27% hétérozygote simple ou allèle 5T

20% sans mutationabsence de mutation ou

mutation non détectable ?

Facteurs de modulation de l’effet des mutations CFTR

Présence de l’allèle 5T

INTRON 7 INTRON 8

GTGTGTTTTTTTTTAACAG 9T

GTGTGTTTTTTTAACAG 7T

GTGTGTTTTTAACAG 5T

11%

84%

5%

Populationgénérale ~ 50%

des hommesCBAVD ontl’allèle 5T

EXON 7 EXON 8 EXON 9 EXON 10INTRON 9

Conséquences

EXON 8 EXON 9 EXON 10

EXON 7 EXON 8 EXON 10

Excision de l’exon 9dans 90% des cas

Protéine tronquée

% d ’ARNmCFTR normal

100%

10%

Normal

Phénotypeclinique

Génotype

PolyT Mutation CF

9T /9T9T /7T7T /7T

9T /5T7T /5T

Mucoviscidose ±CBAVD 5T / 7T + / CF classe I ou II

7T / 7T CF mineure / CF mineure

5T /5T

Mucoviscidose ++ CF / CF

Dans tous les cas, la spermatogenèse est conservée

spermatozoïdes ++

lors d’une ponction de l’épididyme.

Conséquences pour l’AMP:calcul du risque résiduel de mucoviscidose pour un enfant à naître

C’est principalement le statut génétique de la conjointequi définit le risque

Quelle est la probabilité qu’elle soit quand même porteused’une mutation du gène CFTR même si le dépistage

des principales mutations est négatif?

1/25 x (1 – sensibilité)

Dépistage des 30 mutations les plus fréquentes: sensibilité ~ au moins 80% pour la France (86-90% en Bretagne)

1/25 x (1- 0,8) = 1/125

Si l’homme est hétérozygote et la femme négative,le risque pour l’enfant est:

1 x 1/125 x 1/4 = 1/500

Soit x ~ 6 par rapport à la population générale non testée

Séquencer le gène CFTR pour:-Trouver une 2eme mutation chez l’homme

-Détecter une mutation rare mais potentiellement grave chez la femme? à discuter

CONSEIL GENETIQUE ET

INFERTILITE MASCULINE

1. Anomalies chromosomiques constitutionnelles

2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3. Chromosome Y

Le chromosome Y humain

- seul chromosome constitutionnellement à l’état de monosomie

- petit chromosome: 2 à 3% du génome haploïde(difficulté d’analyse par les techniques cytogénétiques classiques)

- seul chromosome pour lequel la nullosomie est « viable »45, X syndrome de Turner

11.111.1

11.2

11.2

12

11.3 PAR1 Région pseudo-autosomale 1

PAR2 Région pseudo-autosomale 2

ZoneNon recombinante

NRY

P

Q

Centromère

Hétérochromatine

Régioneuchromatiquedu bras long

Bras court

A l’origine, l’X et l’Y étaient une paired’autosomes: l’Y a divergé vers des fonctionsde déterminisme testiculaire et de fertilité par

une série de remaniements interstitiels quiont épargné les extrémités

Description par Tiepolo et Zuffardi (1976)de chromosomes Y non fluorescents

chez 6 patients azoospermiques

le terme de facteur AZF (AZoospermia Factor) était né

A l’origine, l’Y était fluorescent!

Le chromosome Y

Microdélétions d’AZFAZF en Yq11 comprend 3 régions AZFa, AZFb et AZFc contenant les principaux gènes responsables de la production de SpZ

Les microdélétions AZFa, AZFb, AZFb+c et AZFc sont la conséquence de la recombinaison entre des blocs de séquences répétées :

•Séquences rétrovirales (AZFa)•Séquences palindromiques (AZFb, AZFb+c et AZFc)

FemmeH20M

Diagnostic moléculaire

•Utilisation de marqueurs STSs(Sequence Tag Sites)

•séquence de localisation connues

• tailles variables(quelques dizaines à quelques centaines de paires de bases)

• facilement amplifiables par PCR à partir de l’ADN d’un individu.

Diagnostic par FISH

AZFa - SCOSSertoli cell only

AZFbArrêt en méiose

AZFc↓ spz

AZFc - SCOSSertoli cell only

Vogt et al., (1996)

Microdélétion AZF et Phénotype testiculaire

Spermatozoïdes

testiculaires absents

Spermatozoïdes

testiculaires

présents

Stabilité mitotique des chromosomes Y porteurs de microdélétions

Iso Yp

Iso dicYp

r(Y)Anomalies de structure de l’Y:

association très fréquenteavec un clone 45,X

DélétionYq ter

Même observationpour les grandes

délétions terminales

La même instabilité est-ellerencontrée dans les

chromosomes Y porteurs d’unemicrodélétion?

Conséquences pour la pratiquede l’ICSI

Conséquences de l’instabilité des Y délétéssur la descendance des hommes traités par ICSI

Spermatozoïde fécondantnullisomique pour

l’X et l’Y

Spermatozoïde fécondant Y

mais Y instable

Syndrome de Turnerhomogène

Syndromede Turner

Ambiguitéssexuelles

Garçonnormal

Mosaïque constitutionnelle45,X/46,X,del(Y)

survenant avant ladétermination du sexe

Patientes Turner en mosaïque 45,X/46,XY+30% de chromosomes Y délétés!

(Patsalis et al. Lancet 2002;360:1222-1224)

En pratique:

Rechercher les microdélétions dans les oligozoospermiessévères (< 2M) ou les azoospermies idiopathiques (+ si recherche)

Prise de sang 10ml EDTA, consentement

Conseil génétique sur les conséquences du diagnostic

FISH sur spermatozoïdes chez les oligozoospermiques(et sur biopsie testiculaire chez les azoospermiques)

DPN?

Toujours commencer par le caryotype(5ml sur héparine, consentement)