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Faculté de Médecine Purpan

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ Année universitaire 2008-2009

DCEM1

Génétique Médicale

E. Bieth, G. Bourrouillou, N. Chassaing,

P. Calvas

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Plan

1°) Génétique clinique

1. Abord du malade en génétique, modes de transmissions et histoires familiales, 2. Examen clinique et notions de dysmorphologie et de syndromologie génétique

2°) Cytogénétique

1. Les anomalies chromosomiques, épidémiologie et signes d’appels, 2. Les examens chromosomiques, leurs indications, leur interprétation

3°) Génétique Moléculaire

1. Le diagnostic moléculaire, ses indications, 2. Les stratégies et l’interprétation, 3. Les règles et les modalités de prescription

4°) Diagnostic prénatal

1. Indications, modalité, limites

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1 Génétique clinique

1.1 Abord du malade en Génétique clinique 1.1.1 Préambule La génétique médicale est la discipline qui s’intéresse aux maladies génétiques notamment dans leur dimension familiale. Il faut rappeler néanmoins que si toutes les maladies héréditaires ont un déterminisme génétique en revanche la majorité des maladies génétiques ne sont pas héritées (ex : cancers par mutations somatiques, maladies orphelines par néo-mutations,…). La mise en évidence du caractère transmissible d’une affection tient une place essentielle en médecine prédictive et préventive. Elle influe, parfois de façon déterminante, sur la prise en charge médicale des patients et de leur famille et permet à travers le conseil génétique des choix reproductifs éclairés. C’est pourquoi, il convient dès lors que l’on suspecte une maladie génétique de rechercher systématiquement dans les antécédents familiaux s’il existe ou non des éléments évocateurs d’une prédisposition héréditaire. Cette recherche consiste en pratique à dresser à l’aide des symboles connus un arbre généalogique précis (figure 1). Le sujet atteint pour qui un diagnostic a été initialement établi est appelé cas index ou propositus, il est logiquement le point de départ de l’enquête généalogique. Ce diagnostic de maladie génétique ou supposée telle repose classiquement sur des critères phénotypiques et/ou génotypique ou caryotypique. On entend par phénotype l’ensemble des caractères observables c’est-à-dire des éléments, pathologiques ou non, recueillis par l’approche clinique. Cette dernière inclue classiquement la recherche des symptômes fonctionnels grâce à l’interrogatoire, des symptômes dits objectifs grâce à l’examen physique complet et enfin des signes seulement détectables par des examens paracliniques (imagerie médicale, explorations en électrophysiologie, en biochimie…). L’approche clinique en génétique médicale n’est donc pas fondamentalement très différente de celle des autres spécialités mais, elle s’appuie à chacune des trois étapes de la démarche diagnostique, sur des points particuliers qui lui confèrent une certaine spécificité. L’importance des antécédents familiaux recueillis par l’interrogatoire a déjà été soulignée. Lors de l’examen physique on s’attachera à rechercher plus particulièrement des anomalies morphologiques même minimes qui peuvent constituer de précieux éléments d’orientation. Ainsi, les données de l’enquête généalogique d’une part et la description de critères dysmorphiques (dysmorphologie) d’autre part contribuent à restreindre le champ des hypothèses diagnostiques et à orienter la prescription des examens paracliniques. Ces derniers visent essentiellement en génétique médicale à étudier les caractéristiques génétiques : caryotype grâce aux analyses de cytogénétique et génotype grâce aux analyses de génétique moléculaire. Il convient de souligner qu’en dehors du caryotype, il n’existe pas aujourd’hui d’examen permettant d’appréhender de façon globale les caractéristiques génétiques d’une personne. La prescription de ces examens ne peut donc être systématique mais raisonnée c’est-à-dire guidée par l’ensemble des éléments sémiologiques recueillis par un examen clinique minutieux. Or, la sémiologie en génétique médicale est, nous allons le voir, riche, variée et complexe… 1.1.2 Spécificités de l’interrogatoire, enquête familiale et évaluation du caractère transmissible. 1.1.2.1 Les données de l’interrogatoire sont cruciales tant pour la recherche d’une étiologie génétique que pour l’évaluation du risque de récurrence d’une affection au diagnostic parfois incertain et pour laquelle se pose la question du caractère transmissible ou pas. C’est une

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étape de l’approche clinique aussi essentielle que celle de l’examen physique. L’interrogatoire en génétique médicale doit, tout en étant concis, viser à l’exhaustivité : des renseignements a priori d’importance mineure peuvent avoir dans certaines affections syndromiques complexes une valeur capitale pour l’orientation diagnostique. Il doit aussi être adapté au consultant dont l’émotivité, les barrières psychologiques (tabous familiaux par exemple) et la capacité de compréhension (barrière linguistique par exemple) sont autant de difficultés à communiquer. Enfin, l’interrogatoire doit être orienté : en fonction de l’affection concernée il conviendra de bien faire préciser les circonstances qui ont conduit à sa découverte ainsi que son évolution dans le temps (maladie fixée ou évolutive…) et de rechercher dans l’histoire familiale des éléments susceptibles d’être en rapport avec la maladie. La situation la plus emblématique est celle du jeune enfant présentant un retard des acquisitions associé ou non à des anomalies malformatives. Il conviendra ici d’être particulièrement vigilant aux antécédents maternels ainsi qu’aux circonstances de la grossesse et de la période périnatale. Certaines données orientent en effet vers des causes acquises responsables de phénocopies (on entend par phénocopies, des affections au phénotype comparable mais d’origine -acquise ou innée- différente). La prise de toxiques pendant la grossesse (alcool, médicaments tératogènes,…) ou certaines maladies infectieuses (toxoplasme, virus,…) ou métaboliques (phénylcétonurie guérie, diabète,…) sont des causes acquises bien connues de maladies congénitales malformatives et/ou de retard mental. De même, une souffrance périnatale peut expliquer en partie ou en totalité un retard sévère des acquisitions. En revanche, une origine génétique devra être particulièrement suspectée devant, d’une part, la notion d’un antécédent de fausse-couches à répétition ou d’apparentes difficultés de conception qui peuvent traduire l’existence d’une anomalie chromosomique équilibrée chez l’un des deux parents, et, d’autre part, un âge parental élevé au moment de la conception : âge maternel élevé favorisant les aneuploïdies (trisomie 21 notamment) et âge paternel élevé favorisant la survenue de néo-mutations responsables d’affections dominantes d’allure sporadique (achondroplasie par exemple). Il conviendra aussi de rechercher l’existence d’anomalies détectées lors du suivi systématique de la grossesse et qui peuvent être en relation avec des manifestations anténatales de l’affection: suivi échographique principalement (biométries, clarté nucale,…) et éventuellement par le dosage au deuxième trimestre des marqueurs hormonaux prédictif de trisomie 21. 1.1.2.2 L’enquête familiale est un moment clé de l’interrogatoire. Elle vise d’une part à collecter les principaux antécédents médicaux des sujets apparentés au cas index et d’autre part à préciser la structure familiale sur plusieurs générations (généralement deux ou trois). La réalisation d’un arbre généalogique annoté est le meilleur moyen pour mettre en évidence dans un pedigree une prédisposition héréditaire à un trait morbide et pour évoquer des modes possibles de transmission. Ainsi, la notion dans une même fratrie (hérédité d’allure « horizontale) de plusieurs sujets atteints d’une affection rare et ayant des parents asymptomatiques doit orienter vers une affection transmise en récessivité. Si de plus l’analyse de la structure familiale révèle une consanguinité parentale l’hypothèse d’une affection à transmission autosomique et récessive devient très probable. A l’opposé, la notion de plusieurs sujets apparentés présentant des symptômes similaires fera plutôt évoquer une transmission en dominance si ces sujets appartiennent à des générations différentes (hérédité d’allure « verticale »). L’impact de ces données sur le conseil génétique peut être considérable conduisant notamment à une évaluation plus précise du risque de récurrence de l’affection dans la famille concernée. L’arbre généalogique est donc un élément indispensable du dossier clinique du patient. Il convient d’utiliser pour sa réalisation les symboles et règles admises internationalement et dont les plus courants ont été représentés dans la figure ci-dessous.

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Arbre généalogique et symboles courants

IM

I

II

III

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3

Femme

Homme

Sexe non connu

Hétérozygote

Sujets atteints

Consultante

12SAG

Sujet décédé

Union

Divorce

Consanguinité

Pas de descendance

Propositus ou

Cas Index

12 SAG

Grossesse de 12 semaines

d’aménorrhée gravidiques

Enfant mort-né

Interruption Médicale de Grossesse

Fausse-couche

Vrais jumeaux III3

Fig. 1

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(figure 1). Chaque membre de la famille est représenté par convention par un chiffre romain pour désigner la génération concernée (numérotation verticale) et par un chiffre arabe pour désigner la place dans les fratries d’une même génération (numérotation horizontale). Cette numérotation permet d’apporter de façon claire les annotations concernant certains sujets de la famille 1.1.2.3 L’évaluation du caractère transmissible d’une affection est une étape incontournable du conseil génétique. Elle vise principalement à apporter une réponse, ou des éléments de réponse, aux questions d’un patient ou d’un couple qui s’inquiète du risque de développer ou de transmettre une maladie qui l’affecte ou dont est atteint un membre de sa famille. Il s’agit là d’un motif fréquent de consultation. Le risque de transmission est parfois relativement simple à évaluer lorsque le diagnostic de l’affection a été porté avec certitude et qu’il s’agit d’une affection monogénique dont le mode de transmission, de type mendélien, est bien connu. En revanche, lorsque le diagnostic est incertain et/ou lorsque le mode de transmission est inconnu, ou de type non mendélien, l’évaluation peut s’avérer complexe requérant souvent des investigations à visée diagnostiques complémentaires (notamment génétiques), des expertises cliniques et biologiques, le recours aux données bio statistiques,…Dans tous les cas, l’évaluation se fera dans un premier temps, arbre généalogique à l’appui, en comparant les différentes hypothèses de transmission. Cette méthode aboutit généralement à ne retenir qu’une ou deux de ces hypothèses (la plus probable et/ou qui se traduit par un risque élevé) qu’il convient ensuite de tenter de valider par des explorations cytogénétiques ou moléculaires. On comprend que la connaissance des principaux modes de transmission des maladies génétiques est indispensable à cette démarche d’évaluation du caractère héréditaire d’une affection. Seules sont résumées ci-dessous les principales caractéristiques des modes de transmission des affections monogéniques. La transmission de ces dernières se fait en principe sur un mode mendélien c’est à dire obéissant à des lois qui découlent de la nature diploïde ou sexuée du génome et sur la capacité du gène à s’exprimer ou non à l’état homozygote. Certaines définitions doivent ici être rappelées. A un locus donné (localisation physique sur un chromosome) un même gène peux avoir un grand nombre de variations (allèles), celles qui n’ont aucune conséquence observable (phénotype normal) représentent les allèles sauvages du gène en question tandis que celles qui sont susceptibles de déterminer un nouveau caractère représentent les allèles mutants (NB : en médecine il est habituel de considérer l’allèle mutant comme étant à l’origine d’un caractère pathologique). A l’échelle moléculaire la majorité des variations des gènes correspondent à des changements affectant la séquence nucléotidique. Plus rarement, les gènes peuvent être la cible de modifications biochimiques laissant inchangée la séquence nucléotidique (ex : méthylation des cytosines) mais qui néanmoins sont susceptibles d’altérer leur expression ; ce type de variation est appelé épigénétique. Un individu est dit hétérozygote lorsqu’il porte à un locus donné deux allèles différents, il est dit homozygote lorsque les deux allèles du gène sont identiques ; enfin, il est dit hémizygote lorsqu’il ne porte qu’un seul exemplaire du gène (copie unique des gènes du chromosome X chez l’homme ou copie unique sur un autosome en raison d’un remaniement chromosomique ayant conduit à la perte d’un exemplaire). On considère que dans les maladies transmises en dominance l’allèle muté entraîne le phénotype à l’état hétérozygote ; en revanche pour les maladies transmises en récessivité l’allèle muté est incapable d’entraîner le phénotype à l’état hétérozygote mais il peut l’entraîner à l’état hémizygote (cf. la transmission liée à l’X). Il convient ici de rappeler que les notions de dominance et de récessivité sont définies à partir de l’observation d’un trait à travers plusieurs générations. C’est donc toujours l’observation du phénotype et du pedigree (arbre généalogique) qui doit en principe servir de référence à l’établissement du mode de transmission.

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La notion de pénétrance traduit la capacité d’un allèle muté à s’exprimer (c.-à-d. à entraîner le phénotype mutant). On parlera par exemple de pénétrance incomplète d’un allèle mutant si dans une famille touchée par une maladie à transmission dominante certains sujets hétérozygotes ne présentent aucun symptôme de la maladie (chez ces derniers l’allèle est dit non pénétrant). Un défaut de pénétrance peut, par exemple, être mis facilement en évidence devant un apparent saut de génération : cas du sujet sain qui a un parent et un enfant atteint. Le pourcentage des sujets malades parmi l’ensemble des sujets hétérozygotes défini le degré de pénétrance de l’allèle (cf. la transmission autosomique dominante). Il est important de ne pas confondre la notion de pénétrance avec l’expressivité variable qui caractérise les allèles mutants de certaines affections notamment celles transmises en dominance. C’est ainsi que dans une famille, où sévit par exemple une neurofibromatose, les sujets malades ayant hérité pourtant du même allèle mutant peuvent avoir des symptômes très différents en type et en sévérité. Enfin, certaines maladies pourtant monogéniques ont un mode de transmission complexe qui n’apparaît pas strictement mendélien et qui résulte en fait de propriétés particulières du génome. Dans l’ignorance des mécanismes physiopathologiques qui les sous-tendent, le défaut de pénétrance et/ou l’expressivité variable de certains allèles compliquent en effet l’interprétation des pedigree et constituent des pièges lors de l’évaluation du caractère transmissible de ces affections. Cependant, ces vingt dernières années les découvertes sur les mutations instables, les mutations du génome mitochondrial ou sur des phénomènes physiologiques tels que la lyonisation de l’X ou l’empreinte parentale ont permis de mieux comprendre l’hérédité complexe de ces maladies monogéniques et de préciser les risques de récurrence dans la descendance des sujets concernés. 1.1.3 L’hérédité autosomique dominante Les maladies à transmission autosomique et dominante peuvent atteindre de nombreux sujets, hommes ou femmes, sur plusieurs générations (transmission verticale). Elles résultent de l’expression d’un allèle mutant présent chez le sujet atteint à l’état hétérozygote ou à l’état homozygote (dans ce cas l’affection est habituellement plus sévère). Un sujet atteint a en principe un parent atteint et le risque a priori qu’il transmette son affection a son enfant est de 50%. Mais, ces règles générales sont souvent prises en défaut…. En effet, il convient de ne pas oublier que :

- beaucoup d’affection dominante surviennent de manière sporadique (pas d’autre cas familial) ; on notera que c’est d’ailleurs presque toujours le cas pour des affections sévères peu ou pas compatible avec la procréation. Dans cette situation, aucun des deux parents d’un sujet atteint n’est porteur de l’allèle mutant ce qui permet de conclure au caractère de novo de la mutation. Pour autant, le risque de récurrence en cas de nouvelles grossesses du couple n’est pas nul. En effet, l’un des parents peut avoir un mosaïcisme germinal souvent impossible à préciser (mutation cantonnée à la lignée germinale et touchant une fraction de gamètes). Bien que le risque de récurrence soit très inférieur à 50% il est néanmoins considéré comme non négligeable et doit inciter à un conseil génétique prudent (un diagnostic prénatal peut parfois être indiqué lorsque la mutation a été caractérisée).

- la pénétrance des allèles mutants est dans certaines affections incomplète ce qui peut parfois conduire à être faussement rassurant lors de l’évaluation du risque de récurrence. Cependant, la pénétrance d’un allèle peut parfois être précisée par l’âge de survenue du ou des caractères qu’il détermine. Par exemple, dans la neurofibromatose la pénétrance vis-à-vis des tâches café-au-lait est de 95% à 20 ans alors que vis-à-vis des neurofibromes elle est de 50% au même âge et de 90% à 40 ans. Ainsi, après un

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examen clinique rigoureux il est possible de se montrer rassurant vis-à-vis du risque lié un défaut de pénétrance chez un sujet adulte ne présentant ni tâche café-au-lait ni neurofibrome.

- l’expressivité variable qui caractérise les allèles mutants de certaines affections dominantes est parfois importante et cela au sein d’un même pedigree. Les symptômes peuvent être subtiles (formes dite pauci-symptomatiques) et échapper à un examen clinique trop rapide ce qui peut conduire à des erreurs diagnostiques lourdes de conséquence sur le plan du conseil génétique (faux statut de non transmetteur). En cas de doute, il est parfois possible d’avoir recours à des examens para-cliniques (imagerie, investigations électrophysiologiques,…). A ces difficultés s’ajoutent parfois celles liées au caractère pléiotrope de certaines maladies dominantes telles que la neurofibromatose, le syndrome de Marfan, ou la sclérose tubéreuse de Bourneville. Le pléiotropisme traduit la capacité d’un allèle mutant à s’exprimer dans de nombreux organes ou tissus affectant parfois plusieurs appareils (cf. figure). Dans ces situations, il convient de faire un interrogatoire (histoire familiale) et un examen clinique complet et méticuleux.

- certaines affections à transmission dominante liées à des mutations dynamiques (voir encadré ci-dessous) montrent une hérédité d’allure non mendélienne. Le phénomène d’anticipation que l’on observe en analysant la structure familiale explique en partie l’hérédité particulière de ces maladies qui correspondent pour la plupart à des affections neurodégénératives (chorée de Huntington, dystrophie myotonique de Steinert,…). Les expansions polynucléotidiques (trinucléotides le plus souvent) qui caractérisent les allèles mutants ont en effet une propension à s’accroître au cours de la méiose (instabilité). Le caractère délétère sur l’expression étant généralement proportionnel à la taille de l’expansion la conséquence est une aggravation de la maladie au fil des générations. Ainsi, les symptômes apparaissent plus sévères et de survenue plus précoce (d’où l’anticipation) chez les sujets appartenant à la dernière génération de la famille. Par ailleurs, le sexe du parent transmetteur peut influer défavorablement sur l’instabilité méiotique des mutations dynamiques. L’exemple le plus emblématique est celui de la dystrophie myotonique de Steinert où seule les mères atteintes sont susceptibles d’avoir un enfant ayant la forme la plus sévère de la maladie (forme létale ou d’expression néo-natale).

1.1.4 L’hérédité autosomique récessive

ATG

Stop

UTR5’ UTR3’

CGGn 1

CAGn 2

GAAn 3

CTGn 4

1 Syndrome de l’X Fragile (CGG>200) 2 Chorée de Huntington (CAG>35) 3 Ataxie de Friedreich (GAA>200) 4 Dystrophie myotonique de Steinert (CTG>50)

Exemples de mutations dynamiques

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Les maladies à transmission autosomique et récessives touchent dans les familles concernées peu de sujets, hommes ou femmes (égale fréquence), appartenant généralement à une même fratrie (transmission horizontale). La consanguinité facilite la survenue d’affections récessives rares. Ces maladies résultent de l’expression d’allèles mutants présents chez le sujet atteint à l’état homozygote ou à l’état hétérozygote composite (deux allèles mutants différents). Un sujet atteint a en principe ses deux parents sains et hétérozygotes. Tous les sujets hétérozygotes pour un allèle mutant sont sains. Le risque a priori pour un couple de sujets hétérozygotes d’avoir un enfant malade est de 25%. Le risque a priori d’un sujet sain d’être hétérozygote est de 66% (1/3) si son frère est malade. Le risque a priori d’être hétérozygote pour une affection autosomique récessive donnée peut être calculé pour un sujet sain non apparenté à une famille à risque en utilisant la loi de Hardy-Weinberg (voir encadré ci-dessous). Pour un sujet sain apparenté à une famille à risque, le risque a priori d’être hétérozygote est fonction du coefficient de parenté (voir encadré). Le risque pour un couple de sujets apparentés d’être tous les deux hétérozygotes est fonction du coefficient de consanguinité (voir encadré). Le risque d’hétérozygotie vis-à-vis de certaines affections récessives peut être considérablement augmenté chez les sujets appartenant à des groupes ethniques dans lesquels l’incidence de ces affections est élevée (résulte d’un effet fondateur). En France, si la fréquence des sujets hétérozygotes est faible (<1%) pour la plupart des affections récessives, en revanche le risque d’hétérozygotie est non négligeable vis-à-vis des plus fréquentes telles que la mucoviscidose (risque autour de 1/30) et l’amyotrophie spinale infantile (risque autour de 1/40). 1.1.5 L’hérédité liée à l’X

Les génopathies liées à l’X sont provoquées par des mutations affectant les gènes portés par le chromosome X (1300 gènes dont 500 avec phénotypes connus). Les femmes ayant deux chromosomes X et les hommes un seul, l’expression des allèles mutants et leur transmission sont différentes selon le sexe : les maladies sont généralement plus sévères chez les hommes et il n’y a jamais de transmission père-fils (une transmission père-fils dans un pedigree exclue par définition une hérédité liée à l’X). Les allèles récessifs ne s’expriment que chez les hommes qui sont dits hémizygotes tandis que les femmes hétérozygotes sont toujours saines mais transmettrices (elles sont appelées conductrices saines). Une conductrice a 25% de risque a priori d’avoir un enfant atteint, 50% si cet enfant est un garçon. Un homme atteint n’a pas d’enfant atteint mais toutes ses filles sont transmettrices (elles sont dites conductrices obligatoires). Le risque de récurrence de l’affection dans un pedigree peut être élevé. C’est pourquoi dès lors que l’on se trouve en présence d’un garçon atteint d’une affection sévère d’origine indéterminée il convient de toujours se poser la question d’une hérédité liée à l’X (même s’il n’y a pas d’autre cas rapportés). Les allèles dominants s’expriment dans les deux sexes mais avec une sévérité accrue chez les hommes pouvant avoir chez ces derniers des conséquences létales (cas du syndrome de Rett ou de l’incontinentia pigmenti : seules des filles sont atteintes…). Mais, ces règles générales sont parfois prises en défaut…. En effet, il convient de ne pas oublier que :

- la plupart des affections liées à l’X peuvent survenir de manière sporadique (pas d’autre cas familial) ; c’est d’ailleurs la règle pour des allèles dominants dont l’expression particulièrement sévère est incompatible avec la procréation (syndrome de Rett par exemple). Parmi celles transmises en récessivité (myopathie de Duchenne de Boulogne, hémophilie A,…) on constate que jusqu’à 50% des mères ayant un enfant atteint, sans autre cas familial rapporté, ne sont pas porteuses de l’allèle mutant ce qui permet logiquement de conclure au caractère de novo de la mutation. Pour autant, le risque de récurrence en cas de nouvelles grossesses de ces mères non

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Loi de Hardy-Weinberg

• Enoncé et conditions d’application: au cours des générations, la fréquence des génotypes reste constante (à l’équilibre), en l’absence de sélection, si la population est grande et homogène (absence de migration) , si le taux de néomutation est faible et si les unions se font au hasard.

• Le modèle mathématique:

soit un locus autosomique ayant 2 formes alléliques A et a, si, p = fréquence dans la population de l ’allèle A => fréquence des génotypes AA = p2 q = fréquence dans la population de l ’allèle a => fréquence des génotypes aa = q2 p + q = 1 (il n ’y a que 2 allèles…) => fréquence des génotypes Aa et aA = 2pq* alors, p2 + 2pq + q2 = 1

*NB: lorsque l’allèle a est rare, cas d’un caractère pathogène, la fréquence des hétérozygotes (2pq n’est pas très différente de 2q

• Applications:

- calcul de la fréquence des hétérozygotes à partir de la fréquence des sujets homozygotes: l’incidence de la mucoviscidose en France étant de 1/3600 (q2), q = 1/60, donc 2q (ou 2pq)= 1/30 ; - calcul de la fréquence des homozygotes à partir de la fréquence des sujets hétérozygotes: si 2q (ou 2pq)= 1/100 alors q = 1/200 et q2 = 1/40 000 .

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conductrices n’est pas nul. En effet, la possibilité, invérifiable, d’un mosaïcisme germinal (mutation cantonnée à la lignée germinale et touchant une fraction d’ovocytes) ne peux être exclue. Bien que le risque de récurrence soit très inférieur à 25% il est néanmoins considéré comme non négligeable et doit inciter à un conseil génétique prudent (un diagnostic prénatal peut être indiqué lorsque la mutation a été caractérisée).

Mais, ces règles générales sont parfois prises en défaut…. En effet, il convient de ne pas oublier que :

- la plupart des affections liées à l’X peuvent survenir de manière sporadique (pas d’autre cas familial) ; c’est d’ailleurs la règle pour des allèles dominants dont l’expression particulièrement sévère est incompatible avec la procréation (syndrome de Rett par exemple). Parmi celles transmises en récessivité (myopathie de Duchenne de Boulogne, hémophilie A,…) on constate que jusqu’à 50% des mères ayant un enfant atteint, sans autre cas familial rapporté, ne sont pas porteuses de l’allèle mutant ce qui permet logiquement de conclure au caractère de novo de la mutation. Pour autant, le risque de récurrence en cas de nouvelles grossesses de ces mères non conductrices n’est pas nul. En effet, la possibilité, invérifiable, d’un mosaïcisme germinal (mutation cantonnée à la lignée germinale et touchant une fraction d’ovocytes) ne peut être exclue. Bien que le risque de récurrence soit très inférieur à 25% il est néanmoins considéré comme non négligeable et doit inciter à un conseil génétique prudent (un diagnostic prénatal peut être indiqué lorsque la mutation a été caractérisée).

- l’inactivation de l’X (phénomène de lyonnisation) est biaisée chez un petit pourcentage

de femmes. Dès les premières semaines du développement l’un des deux chromosomes X est inactivé dans chaque cellule de l’embryon féminin. Le « choix » en principe aléatoire du chromosome X conduit à un mosaïcisme cellulaire avec en théorie 50% de cellules avec l’X d’origine maternel inactivé et 50% de cellules avec l’X paternel inactivé. En fait, des études ont montré que cette répartition est de type gaussienne et qu’ainsi pour une minorité de femme la majorité de leurs cellules (>95%), voire parfois la quasi totalité, portent un même chromosome X inactivé. On conçoit par conséquent qu’un biais complet du chromosome X puisse jouer défavorablement chez une femme porteuse d’un allèle récessif mutant sur son chromosome X. D’authentiques dystrophies musculaires de Duchenne de Boulogne ont pu ainsi être observées chez des conductrices ayant un biais complet d’inactivation du chromosome X (biais au dépend de l’X sain). Inversement, un biais complet de l’X peut jouer favorablement chez une conductrice porteuse d’un allèle dominant. C’est pourquoi, il convient de toujours vérifier chez une mère ayant eu une fille atteinte d’un syndrome de Rett le caractère de novo de la mutation causale. Il faut rappeler pour conclure que les biais complets d’inactivation de l’X sont rarement observés en pratique mais qu’il faut avoir à l’esprit cette possibilité pour ne pas « passer à coté » d’un diagnostic ou donner un conseil génétique faussement rassurant.

- le syndrome de l’X Fragile, génopathie liée à l’X, deuxième cause de retard mental

(après la trisomie 21), se transmet sur un mode dominant particulier (paradoxe de Sherman). Il est par exemple possible d’observer dans un pedigree de nombreux transmetteurs, hommes ou femmes, non atteints. La découverte en 1991 du gène en cause (FMR1) et des premières mutations dynamiques (expansion de triplets CGG) a permis d’expliquer l’apparent paradoxe de transmission qui défiait alors les lois de

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Mendel. Ainsi qu’il a été dit plus haut (voir l’hérédité dominante), les expansions trinucléotidiques ont une propension à augmenter en taille au-cours de la méiose. Cette instabilité est d’autant plus importante que l’expansion est de taille importante. Dans le syndrome de l’X Fragile, un retard mental est observé pour des expansions composées de plus de 200 trinucléotides répétés (entraîne une inactivation du gène FMR1 par le biais d’une hyperméthylation). Toutefois, l’instabilité méiotique commence à apparaître pour des expansions de 50 CGG (les allèles normaux ont la plupart 29 ou 30 CGG). Ainsi, les sujets, hommes ou femmes, porteurs d’expansions comprises entre 50 et 200 sont sains mais transmetteurs d’un retard mental qui se déclarera une ou deux générations plus tard. Ce type d’expansions prend le nom de pré-mutation par opposition aux expansions de plus de 200 triplets qui sont appelées mutations complètes. Ces dernières ont une expression de type dominante puisque les femmes porteuses d’une mutation complète présentent majoritairement un retard mental léger à modéré. Toutefois, un tiers d’entre elles ont des performances cognitives normales sans doute du fait d’une inactivation inégale de leurs chromosomes X. Aujourd’hui, dès lors que l’on suspecte un retard mental lié à l’X, il est recommandé de réaliser, compte tenu de la fréquence du syndrome de l’X Fragile et des conséquences en terme de prévention du risque de récurrence, une analyse du gène FMR1 visant à détecter une expansion CGG pathologique.

1.1.6 Hérédité liée à l’empreinte génomique parentale (genomic imprinting) L’empreinte parentale correspond à un processus biochimique de contrôle épigénétique de l’expression de certains gènes qui sont dits « soumis à l’empreinte génomique ». Ces gènes, peu nombreux, ont comme caractéristique essentielle de subir au cours de la gamétogénèse et via la méthylation de l’ADN un « marquage » qui est différent selon qu’il s’effectue dans la lignée germinale mâle ou femelle. Cela conduit, dans les cellules somatiques, à des différences d’expression des deux allèles paternel et maternel de ces gènes, reflétant donc la non équivalence fonctionnelle des génomes parentaux. L’empreinte génomique entraîne le plus souvent une exclusion allélique (allèle fonctionnellement inactif). Presque tous les chromosomes possèdent un ou plusieurs locus concernés par ce phénomène mais c’est à propos de gènes localisés dans la région chromosomique 15q11-q12 que l’empreinte génomique a été pour la première fois décrite chez l’homme. Ainsi, il a été montré que le locus concerné mesure 2 Mb et contient 12 gènes soumis à l’empreinte génomique, pour 10 d’entre eux il s’agit d’une empreinte maternelle tandis que deux sont soumis à une empreinte paternelle (voir figure). Trois types d’anomalies affectant ce locus sont à l’origine de deux pathologies syndromiques comportant toutes les deux une déficience mentale : le syndrome de Prader-Willi (dysmorphie, troubles comportementaux et obésité) et le syndrome d’Angelman (dysmorphie, ataxie et épilepsie). Les anomalies les plus fréquentes (70%) consistent en des délétions : celles touchant le chromosome 15 paternel entraînent le syndrome de Prader-Willi tandis que celles concernant le chromosome 15 maternel conduisent au syndrome d’Angelman. Le second type d’anomalie est représenté par les disomies uniparentales du chromosome 15 (DUP15). Il s’agit d’une situation dans laquelle les deux chromosomes d’une même paire proviennent du même parent (résultat d’une trisomie corrigée). Tout comme les délétions, les DUP sont révélatrices des régions chromosomiques soumises à l’empreinte génomique. Ainsi, les DUP15 maternelles sont à l’origine du syndrome de Prader-Willi et les DUP15 paternelles sont à l’origine du syndrome d’Angelman. Le dernier type d’anomalie conduisant aux deux syndromes cités sont représentées par des petites mutations affectant le centre de l’empreinte ou le gène UBE3A. Le premier est constitué d’une séquence de quelques Kb contrôlant le mécanisme de l’empreinte.

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Entre 1 et 5% des cas de syndromes de Prader-Willi et d’Angelman sont provoqués par des microdélétions limitées au centre l’empreinte.

Le gène UBE3A est l’un des deux gènes soumis à empreinte paternelle, les mutations ponctuelles qui l’affectent sont à l’origine d’environ 10% des cas de syndrome d’Angelman. Contrairement aux délétions et aux DUP qui sont toujours de novo, les petites mutations sont

Etat normal

i i

i i i i

del15q11-q12 DUP15m Mutation du centre de l’empreinte

del15q11-q12

i

DUP15p

i i

Mutation du centre de l’empreinte

i i i

Mutation UBE3A

Syndrome de Prader-Willi

Syndrome d’ Angelman

Exemple d’empreinte parentale : le locus 15q11-q12

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elles souvent héritées et sont donc à l’origine des formes familiales de syndrome de Prader-Willi ou d’Angelman. Si par exemple, le père (sain) d’un enfant atteint d’un syndrome de Prader-Willi est porteur sur son chromosome 15 maternel d’une mutation du centre de l’empreinte le risque de récurrence pour ses autres enfants sera de 50%. Ces données sont par conséquent cruciales pour le conseil génétique. 1.1.7 Hérédité mitochondriale Les mutations touchant le génome mitochondrial sont à l’origine de pathologies parfois familiales. Leur transmission est exclusivement maternelle et n’est donc pas mendélienne. On rappelle brièvement que les mitochondries possèdent plusieurs exemplaires d’un petit génome constitué de 37 gènes répartis sur une molécule d’ADN circulaire de 16,5 Kb. Seuls 13 gènes codent des protéines, toutes impliquées dans le chaîne respiratoire, les 24 autres gènes codant pour les ARNt et ARNr mitochondriaux. Parmi les différentes caractéristiques qui le distinguent du génome nucléaire (absence d’intron, code génétique, …) il faut retenir pour le génome mitochondrial un taux de mutation plus élevé responsable d’une dérive génétique (participerait au vieillissement cellulaire). Les cellules contiennent de quelques dizaines à plusieurs milliers de mitochondries dont le génome est la cible de nombreuses mutations. La coexistence dans la cellule de mitochondries mutées et de mitochondries non mutées est appelée hétéroplasmie, c’est la situation la plus fréquente. Cependant, certaines mutations, du fait d’une dérive génétique favorable, sont retrouvées dans 100% des mitochondries, on parle alors d’homoplasmie. L’hétéroplasmie est généralement tissulaire c’est-à-dire qu’elle peut varier selon les tissus considérés ce qui constitue une difficulté pour la mise en évidence des mutations du génome mitochondrial (mutation non retrouvée dans le sang par exemple…). Elle explique aussi le caractère pléiotrope de la plupart des pathologies du génome mitochondrial. Ainsi, c’est souvent la disparité des symptômes sans lien apparent qui oriente vers l’hypothèse d’une cytopathie mitochondriale (par exemple l’association d’un diabète, d’une surdité et d’une myopathie / mutation MELAS). Il convient de noter au passage que toutes les pathologies de la chaîne respiratoire de ne sont pas dues à des mutations du génome mitochondrial. La plupart des enzymes de la chaîne respiratoire sont en effet codées par le génome nucléaire (mutations généralement récessives autosomiques). La totalité des mitochondries d’un organisme sont d’origine ovulaire ce qui explique la transmission exclusivement maternelle des mutations du génome mitochondrial (pas de transmission père-enfant). Toutefois, du fait de l’hétéroplasmie la transmission de la maladie maternelle est rarement observée dans 100% de la descendance. De plus, dans cette dernière les symptômes peuvent être très variables en fonction du pourcentage de mitochondries mutées héritées. C’est pourquoi le diagnostic des cytopathies mitochondriales est souvent difficile et le conseil génétique toujours délicat.

_______________________

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� Oeil: - Atrophie optique (Leber); Cataracte; Ophalmoplégie ; Rétinopathie pigmentaire (Kearns-Sayre);

� Cerveau: - Encephalopathies; AVC (MELAS) ; Épilepsie (MERRF); Ataxie (NARP); Migraine; Psychoses…

� Coeur: - Cardiomyopathie dilatée; Troubles du rythme; Cardiomyopathie hypertrophique

� Reins: - Glomerulopathie (MELAS); Tubulopathies ;

� S. Endocrinien: - Diabète (MELAS); Hypothyroïdie ; Insuffisance gonadique

Exemples de pathologies liées à des mutations du génome mitochondrial

� Oreille: -Surdité neurosensorielle (MELAS)

� Muscles - myopathies (MELAS)

� S. Nerveux périphérique: - neuropathies axonales

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1.2 Notions de dysmorphologie et de syndromologie génétique

1.2.1 INTRODUCTION On dénombre plusieurs milliers de maladies génétiques et de syndromes polymalformatifs. 3 à 5% des nouveaux nés sont porteurs d’anomalies du développement. Il est donc important de faire la part des choses entre des anomalies isolées et des anomalies s’intégrant dans le cadre d’une maladie génétique ou d’un syndrome malformatif spécifique. La dysmorphologie (étude des anomalies du développement) et la syndromologie (étude des syndromes et de leur nosologie) représentent deux aspects particuliers de la génétique médicale. Basées sur une approche systématique des défauts de morphogenèse (malformations majeures et mineures), la dysmorphologie et la syndromologie ont pour but de préciser un diagnostic afin d’établir un pronostic à court et à long terme pour l’enfant atteint, et d’optimiser son suivi (en fonction des complications prévisibles). Elles permettent également de préciser le conseil génétique familial et de proposer éventuellement un diagnostic prénatal. 1.2.2 DEFINITIONS 1.2.2.1 Malformations congénitales On définit comme anomalies congénitales (malformations, au sens commun) toute variation anatomique ou fonctionnelle par rapport à la "norme" humaine. Les traits qualitatifs sont habituellement considérés comme "anormaux" lorsque leur incidence est inférieure à 1 %. Pour les caractères quantitatifs, la limite de la normalité est arbitrairement fixée à 2 ou 3 déviations standard par rapport la norme. Même dans une forme atténuée (malformation mineure), elle ne peut se confondre avec la normalité. Par opposition, un "variant" est une forme inhabituelle d’un phénotype normal. Les malformations sont considérées comme majeures lorsqu’elles ont des conséquences médicales, psychologiques ou sociales. 1.2.2.2 Classification des anomalies isolées Les anomalies congénitales n’affectent qu’une région topographique ou qu’un organe. Elles peuvent être le fait de 4 mécanismes physiopathologiques distincts : - Une déformation est une altération de la forme ou du volume d'une partie du corps, ou

une position anormale prise par celle-ci suite à l'action de contraintes mécaniques anormales in utero.

- .Une disruption est la conséquence morphologique de la destruction d'un territoire normal, pendant ou après l’organogenèse

- Une malformation (au sens strict) est le résultat du développement incomplet, redondant ou anormal d’une région du corps, d'un organe ou d'une partie d’organe

- Une dysplasie est une anomalie qualitative ou quantitative de la structure microscopique, de l’organisation tissulaire ou du fonctionnement cellulaire, souvent accompagnée de différenciation ou de migration cellulaire insuffisantes ou aberrantes.

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1.2.2.3 Classification des anomalies multiples Les anomalies simultanées de plusieurs systèmes ou organes vont être divisées en 3 classes: - Une séquence est un groupe d'anomalies découlant en cascade d'un phénomène

pathogénique unique. - Une association a une définition statistique. C’est l’occurrence préférentielle de plusieurs

malformations simultanées, sans mécanisme causal commun connu et sans lien embryologique.

- Un syndrome est un groupe d'anomalies reliées par une étiologie commune, et dont la pathogénie ne peut se réduire à une séquence.

1.2.3 L’APPROCHE DYSMORPHOLOGIQUE EN PRATIQUE CLINI QUE Devant un enfant présentant une ou plusieurs anomalies congénitales la démarche diagnostique se fera en plusieurs étapes : recherche d’antécédents familiaux, anamnèse anté- et péri-natale, déroulement des premiers mois ou années de vie, examen clinique, et investigations paracliniques. L’utilisation de bases de données est d’une grande aide dans le diagnostic d’anomalies du développement dont les fréquences sont le plus souvent très faibles. 1.2.3.1 Anamnèse familiale Il s’agit d’un temps important de la consultation. Un arbre généalogique comprenant 3 générations est réalisé. On recherche plus particulièrement la présence d’autres membres de la famille atteints par la même symptomatologie que le cas index, ainsi que d’autres malformations congénitales ou handicap moteur. Il est important de faire préciser la présence d’une éventuelle consanguinité, ainsi que de fausses couches ou d’enfants décédés en bas age, ces informations étant souvent omises spontanément. Ces données peuvent éventuellement orienter vers un mode de transmission particulier (autosomique dominant, autosomique récessif ou récessif lié à l’X notamment) dans le cadre d’une maladie génique ou orienter vers une anomalie chromosomique familiale. 1.2.3.2 Anamnèse anté- et péri-natale Il est important de rechercher des éléments environnementaux pouvant expliquer la présence de malformations congénitales. Il sera ainsi important de rechercher une prise médicamenteuse pendant la grossesse ou une infection virale par exemple. L’évolution des données échographiques, de la quantité de liquide amniotique, des mouvements fœtaux, de la croissance fœtale sont également des éléments importants à recueillir. Enfin, les données de l’accouchement (prématurité, souffrance fœtale) sont importantes à considérer dans le développement neurologique. 1.2.3.3 Déroulement des premiers mois/années de vie

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On appréciera le développement psychomoteur et staturopondéral de l’enfant. On recherchera des antécédents de convulsion, de troubles du comportement, de difficultés alimentaires, d’une constipation sévère…

1.2.3.4 Examen clinique Il vise à établir le "catalogue" des anomalies présentées par l’enfant. L’examen doit être systématique. Dans un premier temps sont recueillies les données concernant la taille, le poids et le périmètre crânien de l’enfant. L’examen recherchera ensuite la présence de malformations mineures au niveau facial, des membres, du tronc, du périnée, de la peau et de ses dérivés. Dans l’appréciation de ses anomalies mineures, il est indispensable de comparer l’enfant à ses parents pour tenir compte des traits familiaux et des caractères ethniques.

a- Analyse de la face Le visage est observé de face et de profil. Son aspect général est étudié : sa forme (allongée, rond, asymétrique…), ses traits (épais, infiltrés…) et son aspect (vieilli, amimique…). Il est ensuite étudié par étage, supérieur, moyen et inférieur. Etage supérieur Il correspond à la partie entre le front et les yeux. On étudiera la forme du front (court, long), des orbites des sourcils. On recherchera un écartement trop (hypertélorisme) ou pas assez (hypotélorisme) important. On notera l’orientation des fentes palpébrales. On s’intéressera également à la pigmentation de l’iris et à l’implantation des cils. Etage moyen Il comprend le nez, le philtrum (portion entre la pointe du nez et la lèvre supérieure), la bouche et les oreilles. On pourra décrire ainsi des anomalies du nez (racine saillante ou déprimée, nez tubulaire, une hypoplasie des ailes du nez, des narines antéversées…), du philtrum (long ou court, marqué ou déprimé), de la bouche (petite ou grande, anomalies du palais, de la langue, des dents, des lèvres, des gencives…) et des oreilles (petites grandes, basses implantées, en rotation postérieure, dysplasiques…).

Etage inférieur

Il s’agit essentiellement de l’étude du menton (petit, en retrait, proéminent…).

b- Analyse des membres On recherchera la présence de membres courts, longs ou asymétriques. Au niveau des extrémités (mains et pieds) on recherchera des anomalies du nombre (oligodactylie et polydactylie), des adhérences (syndactylies), des doigts ou orteils longs ou courts (brachydactylie), des déviations (clinodactylie), des contractures (camptodactylie)…Au niveau des pieds on recherchera également des anomalies de position (pied-bot, pied creux, pied plat, en piolet…).

c- Analyse du tronc On recherchera des anomalies mamelonnaires (surnuméraires, écartés, ombiliqués..), une déformation du thorax (pectus carinatum, excavatum, étroitesse thoracique), des anomalies de fermeture de la paroi abdominale (hernie ombilicale, laparoschisis…).

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d- Analyse du périnée

On examine les organes génitaux externes à la recherche d’anomalie (ambiguïté sexuelle, hypospadias, cryptorchidie…). On recherchera également des anomalies anales (fistules, sténose, antéposition…).

e- Analyse de la peau et de ses dérivés On recherchera la présence d’anomalies de la pigmentation, de tumeurs, de zone d’aplasie, d’une hyper élasticité cutanée ou articulaire…On regardera l’implantation des cheveux et leur structure (fins, bouclés, cassants…). On notera la présence d’une éventuelle pilosité trop (hypertrichose) ou trop peu (hypotrichose) marquée. Les ongles seront également examinés (absence, dysplasie…). Enfin on recherchera d’éventuels troubles de la sudation (hypohidrose notamment). 1.2.3.5 Investigations paracliniques Celles ci pourront être des examens non génétiques (biochimiques, radiologiques…). Elles pourront permettre de compléter le bilan morphologique (IRM cérébrale par exemple) ou préciser des anomalies notées lors de l’examen clinique (radiographies des extrémités pour des doigts courts ou semblant anormaux par exemple). Ces examens pourront également être demandé pour rechercher des anomalies spécifiques pour étayer une hypothèse diagnostique (recherche d’une cardiopathie minime, d’une surdité par exemple qui pourrait s’intégrer dans le diagnostic évoqué sur les éléments précédemment recueillis). Enfin des examens a visée génétique seront dans la plupart des cas demandé soit orientées pour confirmer un diagnostic évoqué cliniquement (recherche d’une microdélétion chromosomique, d’une mutation génique…) soit dans le cadre d’un premier bilan en l’absence de diagnostic précis évoqué (caryotype notamment dans le cadre de syndrome polymalformatif ou d’un retard des acquisitions). 1.2.3.6 Utilisation des bases de données Le nombre de maladies génétiques, et de syndromes polymalformatifs, et la description constante de nouveaux syndromes rend utopique une connaissance exhaustive de ceux-ci. Le clinicien est donc souvent aidé par différents logiciels ou bases de données accessibles en ligne pour certain. Ces bases de données sont mises à jour régulièrement et permettent de rechercher les syndromes connus comportant les anomalies identifiées chez le patient. Une expertise clinique initiale spécialisée est cependant nécessaire pour recueillir les signes les plus discriminants pouvant permettre d’aboutir au diagnostic. Elle est également nécessaire pour retenir parmi les diagnostiques proposés ceux qui paraissent les plus pertinents.

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1.2.4 Quelques exemples d’anomalies du développemen t

a b c d

Exemples d’anomalies du crâne et du front : trigonocéphalie (a), turicéphalie (b), microcéphalie (c), front haut (d).

a b c d e f Exemples d’anomalies des oreilles : dysplasiques mais évoquant des syndromes différents (a, b, c), anotie (d), stries sur le pavillon (e), pertuis prétragien (f).

a b c

d e f Exemples d’anomalies des yeux et des fentes palpébrales : strabisme (a), hypertélorisme (b), ptosis (c), fentes palpébrales orientées en bas et en dehors (b, c), fentes palpébrales orientées en haut et en dehors (d), télécanthus (e), colobome irien (f).

a b c d Exemples d’anomalies sourcils : synophris (a), sourcils archés (b), sourcils fournis et horizontaux (c), implantation particulière (d).

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a b c d e Exemples d’anomalies du nez : nez triangulaire avec racine du nez déprimée (a), pointe du nez bulbeuse (b), narines antéversées (c), columelle proéminente (d), ailes du nez hypoplasiques (e).

a b Exemples d’anomalies du philtrum : court et marqué (a), long et lisse (b).

a b c d e

f g h i Exemples d’anomalies de la bouche : lèvres fines (a), lèvres charnues (b), microstomie (c), coins de la bouche tombants (d), macrostomie (e), langue protruse (f), macroglossie (g), incisives centrales proéminentes (h), incisive centrale unique (i).

a b c d

e f g h i

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Exemples d’anomalies des mains : brachydactylie du rayon médian (a), brachydactylie et duplication du Veme doigt (b), polydactylie et équivalent (c,d), camptodactylie (e), pli palmaire transverse unique (f), ectrodactylie (g), syndactylies (h,i).

a b c Exemples d’anomalies au niveau thoracique : mamelons ombiliqués (a), mamelon surnuméraire (b), pectus excavatum (c).

a b c Exemples d’anomalies cutanées et des annexes : hyper élasticité articulaire (a), ongles dysplasiques (b), zones dépigmentées (c).

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1.2.5 PETIT LEXIQUE DE TERMINOLOGIE EN DYSMORPHOLOGIE

1.2.5.1 ANOMALIES CRANIO-FACIALES : - Microcéphalie : petitesse du crâne (PC< -2DS) nb : prendre en considération la stature (=microcéphalie relative) Exemples : nombreuses génopathies (syndrome de Seckel, phénylcétonurie...), anomalies cytogénétiques (trisomie 13, délétions subtélomériques, .....) et foetopathies (syndrome d’alcoolisation foetale, rubéole, phénylcétonurie maternelle...). - Macrocéphalie : augmentation pathologique du volume de la tête (PC > +2DS) nb : prendre en considération la stature (=microcéphalie relative) Exemples : hydrocéphalie (hydrocéphalie liée à l’X), ostéodysplasie (achondroplasie), maladie de surcharge (mucopolysaccharidose, ...), gigantisme (syndrome de Sotos), déficience mentale (syndrome de l’X Fragile). - Brachycéphalie : crâne plus large que long (caractéristique de certaines races humaines) Exemple : trisomie 21 nb : peut aussi refléter une crâniosténose (soudure prématurée des deux sutures coronales) - Crâniosténose (ou crâniosynostose) : déformation du crâne liée à la soudure prématurée d’une ou de plusieurs sutures crâniennes.

- plagiocéphalie : aspect dissymétrique du crâne lié le plus souvent à la soudure prématurée d’une seule suture coronale (plagiocéphalies posturales fréquentes). - trigonocéphalie : (crâne en « trèfle ») : aspect triangulaire du crâne (bosse frontale et deux bosses pariétales), lié à la soudure prématurée de la suture métopique. - scaphocéphalie : aspect allongé d’avant en arrière et aplati latéralement du crâne lié à la soudure prématurée de la suture sagittale. - dolichocéphalie : aspect allongé d’avant en arrière du crâne (caractéristique de certaines races humaines).

Exemples d’ostéodysplasies : Syndrome de Crouzon (brachycéphalie+exophtalmie, …) Syndrome d’Apert (petite taille+ syndactylie, …) - Hypertélorisme : écartement excessif des yeux (augmentation de l’espace inter-orbitaire « > 1 oeil »). Exemples : nombreuses génopathies (syndrome de Noonan, syndrome d’Aarskog.....), nombreuses anomalies chromosomiques (délétions sub-télomériques...).... - Hypotélorisme : rapprochement excessif des yeux Exemples : holoprosencéphalie (absence de division du télencéphale : hémisphère unique...), trisomie 13.... - Télécanthus : écartement excessif des angles internes des fentes palpébrales - Colobome : fissure affectant l’iris, la choroïde ou la rétine Exemples : syndrome CHARGE (Colobome, cardiopathie, atrésie des choanes, retard de croissance, anomalies génitales et surdité), syndrome 4p-.

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- Hétérochromie : coloration différente des deux iris. Exemple : syndrome de Waardenburg (surdité, mèche de cheveux blanc antérieure …) - Synophrys : convergence des sourcils sur la racine du nez Exemple : syndrome Cornelia de Lange (retard mental, micromélie, ectrodactylie, …) - Columelle : partie du septum nasal recouverte de peau Exemple : columelle saillante (s’étendant sous les ailes du nez) dans le syndrome de Rubinstein Taybi (microcéphalie, retard mental, gros pouces, …) - Philtrum : région située entre la racine du nez et la lèvre supérieure Exemples : lisse = syndrome d’alcoolisation fœtale ; long = syndrome de Williams (retard mental, comportement sociable, comblement péri-orbitaire, grosses lèvres, malformation cardiaque, …) ; court = syndrome de Cohen (obésité, grandes incisives, …) - Macrostomie : largeur excessive de la bouche Exemple : syndrome d’Angelman (ataxie, déficience mentale, épilepsie, rires immotivés, ….) - Microstomie : bouche de taille réduite Exemple : trisomie 18. - Macroglossie : langue de volume excessif. Exemples : syndrome de Beckwith-Wiedemann, maladies de surcharge (mucopolysaccharidose)… - Hypodontie : absence de certaines dents, (forme extrême : anodontie) Exemple : dysplasie ectodermique anhidrotique (absence de sudation) - Microtie : pavillon des oreilles de taille très réduite Exemples : syndrome de Treacher Collins (microrétrognatisme, hypoplasie malaire), syndrome de Goldenhar (asymétrie mandibulaire, hémivertèbre, …) . - Micrognathie : développement incomplet de la mandibule souvent associée à une rétrognathie Exemples : syndrome de Treacher-Collins, syndrome de Smith-Lemli-Opitz, trisomie 18, délétion 4p. - Rétrognathie : déformation de la mandibule qui de profil paraît projetée en arrière. - Blépharophimosis : Etroitesse congénitale des fentes palpébrales Exemple : syndrome du blépharophimosis familial (autosomique et dominant) - Epicanthus : Repli de peau devant l’angle interne de l’œil. Exemples : trisomie 21, syndrome de blépharophimosis familial (épicanthus inversus), … - Microphtalmie : traduit une diminution des diamètres de l’œil Exemples : rubéole fœtale, trisomie 13, anomalie d’un gène du développement oculaire (formes RA, DA, RLX)…., - Exophtalmie : protrusion du globe oculaire

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Exemple : syndrome de Crouzon (plagiocéphalie, et/ou brachycéphalie, nez crochu, …). - Enophtalmie : globe oculaire enfoncé profondément dans l’orbite pouvant traduire une lipodystrophie Exemple : syndrome de Cockayne (retard staturo-pondéral, déficience mentale, microcéphalie, photosensibilisation...). 1.2.5.2 ANOMALIES DES MEMBRES : Anomalies des extrémités (mains et pieds) : - Clinodactylie : déviation latérale des doigts ou des orteils (concerne plus fréquemment le 5ème doigt) - Brachydactylie : diminution de longueur des doigts Exemples : trisomie 21, syndrome oro-facio-digital (fente labio-palatine, brachydactylie, polykystose rénale, déficience mentale, ….) syndrome de Prader et Willi …. - Camptodactylie : flexion permanente d’un ou de plusieurs doigts Exemple : syndrome de Weaver (obésité, retard psychomoteur, macrocéphalie). - Syndactylie : soudure des doigts (peut-être complète ou partielle, cutanée ou osseuse) Exemple : syndrome d’Apert (crâniosténose, petite taille, …) - Arachnodactylie : longueur exagérée des doigts Exemple : syndrome de Marfan (dolichocéphalie, palais ogival, anomalie du sternum, grande taille, luxation du cristallin, …) - Acromicrie : petites mains et/ou pieds Exemple : syndrome de Prader et Willi (retard psychomoteur, obésité, micropénis, petite taille, …) - Polydactylie : doigt(s) surnuméraire(s) - Pré-axiale (rayon radial � pouce) - Post-axiale (rayon cubital) Exemples : Trisomie 13, syndrome de Bardet-Biedl (obésité, retard mental, ….) - Ectrodactylie : absence congénitale d’un ou de plusieurs doigts Exemples : syndrome de Cornelia de Lange (retard mental, micromélie, synophris, …), syndrome EEC (dysplasie ectodermique, hypodontie, fente palatine, ….) Autres : - Micromélie : défaut de développement d’un ou de plusieurs membres - Mésomélie : défaut de développement de la partie moyenne d’un membre Exemple : nanisme mésomélique dans le syndrome de Leri-Weill

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- Phocomélie : atrophie plus ou moins totale d’un ou de plusieurs membres Exemple : phocomélie des membres supérieurs dans l’embryofoetopathie liée à la thalidomide. L’amélie correspond à une forme extrême de phocomélie (tétra-amélie : absence complète des quatre membres). - Macroskélie : développement exagéré des jambes Exemple : syndrome de Marfan - Cubitus Valgus : abduction exagérée de l’avant bras Exemple : syndrome de Turner (45,X0) 1.2.6 CONCLUSION L’approche en dysmorphologie et syndromologie est complexe est doit être systématisée. Il faut retenir qu’aucune malformation n’est pathognomonique d’un diagnostic, qu’aucune malformation n’est constante dans un syndrome et que la présence d’une malformation inattendue ne permet généralement pas d’exclure un diagnostic évoqué. Les critères mineurs sont souvent une porte d’entrée au diagnostique, ce qui souligne l’importance de les rechercher attentivement. L’évolution de la symptomatologie nécessite souvent de revoir plusieurs fois les enfants pour avancer dans le diagnostique étiologique. Il est important de noter que malgré une approche la plus complète possible, il ne sera pas possible de retenir formellement de diagnostic étiologique pour la plus grande part des enfants examinés. De plus, pour une partie importante des diagnostics évoqués, il n’est pas possible de confirmer l’hypothèse par des tests génétique (gènes non connus ou non étudiés). Le fait d’évoquer un diagnostic erroné pour un enfant lui colle une étiquette qui n’est souvent plus remise en question. Il ne faut donc pas chercher à poser un diagnostic à tout prix, mais faire preuve de patience et d’humilité. En effet, l’évaluation pronostique, la surveillance et le conseil génétique découlent directement du diagnostic posé.

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2 Les Anomalies Chromosomiques constitutionnelles

2.1 Epidémiologie, Ségrégation, Signes d’appel 2.1.1 Rappel des définitions On parlera d’anomalie chromosomique lorsque plus de 6% des cellules d’un sujet présentent un caryotype ne répondant pas à la classification internationale normale. Ces anomalies peuvent être de type numériques ou structurales. Celles-ci sont de nature équilibrée si aucun gain, ni perte de matériel chromosomique n’est visible sur le caryotype ou de nature déséquilibrée dans le cas contraire. 2.1.2 Epidémiologie La fréquence et la nature de ces anomalies sont très variables selon les modes de recrutement. Ces notions sont importantes à connaître pour comprendre les raisons d’apparition de ces anomalies et surtout l’intérêt de l’indication d’un caryotype chez un sujet dans le but du conseil génétique à donner tant à lui qu’à sa famille.

Ainsi une anomalie chromosomique est observée chez 0.6% des enfants tout venants à la naissance et dans 2/3 des cas elle est de nature déséquilibrée en rapport avec un phénotype anormal. La plupart de ces anomalies sont numériques et apparaissent de novo du fait que 15% des gamètes parentaux sont eux-mêmes porteurs d’une anomalie chromosomique. Ces disomies dans les gamètes sont le plus souvent secondaires à une non disjonction méiotique ou à une séparation prématurée des chromatides lors de la première méiose maternelle. Cependant 1 sujet SAIN sur 500 est porteur d’une anomalie chromosomique équilibrée, donc de type

structurale, ne s’accompagnant pas d’anomalie particulière au sein de son phénotype. Celle-ci

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est alors souvent héritée d’où l’importance médicale et l’obligation légale du conseil génétique pour donner l’information. 2.1.3 Modes de ségrégation Par le terme ségrégation on entend la répartition des chromosomes durant la gamétogenèse et plus particulièrement les méioses 1 et 2. En pratique médicale, c'est-à-dire dans le cadre du conseil génétique, la connaissance des modes de ségrégation des anomalies permet soit de pouvoir expliquer le pourquoi d’une anomalie déséquilibrée soit de prévoir le risque de survenue d’un déséquilibre chromosomique dans une descendance. Le mode de ségrégation est variable selon le type de l’anomalie et selon la manière dont les chromosomes homologues s’apparient lors du stade pachytène de la prophase de la meiose1. Il est très important de ne jamais oublier que la ségrégation théorique ne sera pas toujours concordante avec celle observée statistiquement à terme.

- Anomalies numériques : La répartition théorique de l’anomalie de ferra de manière aléatoire à raison de 50% de gamètes normaux et de 50% de gamètes anormaux porteurs de la même anomalie. Les conséquences phénotypiques seront donc les mêmes chez un enfant sur deux.

- Dans ce contexte des aneuploïdies, et bien que cette notion doive surtout être connue des généticiens, il convient de dire un mot de la Disomie Uni Parentale (DUP). La contribution génétique des 2 lots à la fois maternel et paternel est indispensable à la bonne évolution du zygote. Certains gènes ont une expression qui dépend de l’origine parentale de l’allèle. Le génome contient physiologiquement des régions définies où seule la copie maternelle ou paternelle est exprimée. Cette expression allèle spécifique découle de l’empreinte génomique parentale qui est établie au cours du développement embryonnaire précoce. La DUP se définit alors par le fait d’avoir deux chromosomes ou deux segments de chromosomes de la mère OU du père. Une des causes fréquentes de la DUP, même si ce phénomène est rare, est la correction spontanée d’un zygote trisomique pour un chromosome pour aboutir à un fœtus disomique pour ce même chromosome. Dans ces cas, une fois sur trois le foetus peut être porteur des 2 chromosomes provenant du même parent, qui, s’il est soumis à empreinte, sera responsable de l’expression d’une pathologie.

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- Translocation réciproque : Dans ce type de remaniement, du fait de l’existence d’un quadrivalent, quatre modes de ségrégation (alterne, adjacent-1 adjacent-2, 3:1 et 4:0) sont

connus, conduisant à 16 types de gamètes différents sans tenir compte des recombinaisons possibles. Statistiquement ce sont surtout les produits des modes alternes, responsables de formes normales ou équilibrées, et adjacent-1, responsables de formes déséquilibrées, qui sont majoritairement retrouvés dans les caryotypes des fœtus testés lors de diagnostics anténataux secondaires à un remaniement équilibré parental de ce type.

Dans ces derniers cas sont systématiquement associées une trisomie partielle d’un chromosome et une monosomie partielle de l’autre chromosome impliqué dans le remaniement parental. De ce fait le phénotype est anormal et il est parfois difficile de lier les signes cliniques observés à un fragment précis de tel ou tel chromosome. Quand le remaniement implique des fragments de taille cryptique, qui ne sont donc visibles qu’en

technique de cytogénétique moléculaire (FISH par exemple) le risque de déséquilibre chromosomique à la naissance est élevé, au moins de 10%, car il n’y a pas de fausse couche pouvant jouer une espèce de rôle de « sélection naturelle » comme cela se voit pour des échanges de fragment de grande taille. Pour être complet, la ségrégation adjacent-2, par laquelle les 2 chromosomes homologues vont d’un même coté du pole cellulaire, et la ségrégation 3 :1, par laquelle la séparation se fait de 3 chromosomes d’un côté et d’un seul de l’autre, sont très rares mais spécifiques de certaines translocations et sont alors retrouvées majoritairement parmi les formes déséquilibrées. C’est au généticien de connaître ces dernières particularités.

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- Translocation robertsonienne ou par fusion centromérique : Ce remaniement n’intéresse que les chromosomes acrocentriques d’où la présence de 45 chromosomes au sein du caryotype. De ce fait l’élément formé au stade pachytène sera un trivalent. Ainsi va-t- il y avoir, outre les éventuelles recombinaisons, 6 possibilités de gamètes différents à partir des modes de ségrégation alterne (normales ou équilibrées) ou adjacente (toutes déséquilibrées). Les formes déséquilibrées n’impliqueront que des trisomies ou des monosomies puisque les bras p très courts sont souvent perdus et ne sont composés que d’hétérochromatine Ces chromosomes étant entiers, les trisomies, excepté pour le chromosome 21, et les monosomies seront pratiquement toujours létales très précocement

ou dans les deux premiers trimestres de la grossesse. La translocation robertsonienne entre les chromosomes 14 et 21 [t(14 ;21)] est redoutable car responsable, dans 5 à 20% des cas, de formes dites « héréditaires » de trisomie 21 à 46 chromosomes, la mère porteuse de la translocation ayant un risque plus grand que l’homme porteur du remaniement équilibré. A contrario la translocation t(13;14), la plus fréquente de tous les remaniements chromosomiques équilibrés, a un risque faible (2%) de voir apparaître un enfant avec déséquilibre chromosomique à la naissance. - Inversions péricentriques : Ces remaniements rares sont redoutés des cytogénéticiens du fait de leur gros risque (globalement de 10% environ) de conduire à la naissance d’un

enfant chromosomiquement déséquilibré à terme. En effet la figure observée au stade pachytène est un bivalent avec un chromosome en boucle au niveau de l’inversion lové dans l’autre chromosome. Cette figure rend possible des recombinaisons dans la boucle d’inversion et donc un grand risque « d’aneusomie de recombinaison » entraînant l’apparition de gamètes à la fois trisomique et monosomique pour des fragments du

chromosome impliqué. Plus la boucle est grande plus le risque de recombinaison est grand. Plus les fragments en trisomie et en monosomie sont petits plus le risque de viabilité associé à un phénotype anormal est grand. Si aucune recombinaison ne se produit au niveau de la boucle d’inversion la ségrégation aboutira toujours à un gamète équilibré, comme le parent, ou normal pour ce chromosome.

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2.1.4 Signes d’Appel Les signes d’appel d’une anomalie chromosomique doivent être envisagés en fonction de la nature de celle-ci Les anomalies équilibrées n’ayant, dans plus de 98% des cas, aucune traduction phénotypique, elles ne peuvent être découvertes qu’à partir de deux raisons principales : - soit dans le cadre d’une enquête familiale - soit dans le bilan chromosomique d’un trouble de la reproduction : infertilité, masculine surtout, fausse-couche d’un couple ou bien découverte, in utero ou à la naissance, d’un enfant chromosomiquement déséquilibré. A contrario, les anomalies déséquilibrées s’expriment, dans 99% des cas, sur le plan phénotypique. Certaines malformations permettent de suspecter fortement un diagnostic et d’orienter la demande de l’examen cytogénétique : - ainsi l’hygroma kystique fœtal découvert à l’échographie anténatale du premier trimestre fait-il évoquer une anomalie du nombre des chromosomes en faveur d’une monosomie X ou d’une trisomie 21, 18 ou 13 ou encore d’une triploïdie. Un prélèvement sur villosités choriales et une technique d’hybridation in situ par sonde fluorescente (FISH) permet, sans culture et dans les 48-72 heures, de confirmer un résultat anormal dans plus de 60% des cas. - ainsi une cardiopathie cono-troncale dépistée in utero à l’échographie anténatale du 2ème trimestre faisant suspecter une microdélétion du chromosome 22 peut-être confirmée, dans 40 % des cas en technique FISH, à partir d’un prélèvement du liquide amniotique. Il en est de même avec la sténose duodénale associée à la trisomie 21 dans 30% des cas … - ainsi à la naissance ou plus tard dans l’enfance des phénotypes associant une dysmorphie caractéristique à des malformations particulières orientent la demande vers un syndrome précis dépistable selon les cas à partir d’un simple caryotype ou d’une technique de cytogénétique moléculaire. Plus généralement on pourra soupçonner plutôt une anomalie des autosomes quand il y aura association de la triade dysmorphie cranio-faciale / malformation viscérale / retard mental. Pour les anomalies des gonosomes on notera préférentiellement un trouble de la croissance avec trouble fonctionnel génital ou de la reproduction et trouble cognitifs ou du comportement.

2.1.5 Conclusion En conclusion, les anomalies chromosomiques déséquilibrées sont donc la cause de la maladie chromosomique par le fait qu'il y a gain ou perte de matériel chromosomique chez le sujet porteur. Excepté pour quelques cas d'anomalies touchant les chromosomes sexuels, celles-ci ne sont pas transmissibles dans la descendance du fait du handicap profond du sujet malade. A l'opposé, les anomalies chromosomiques équilibrées sont "sournoises" car portées par des sujets phénotypiquement normaux selon une fréquence de 1/500 ; elles peuvent être responsables de la survenue d'anomalies chromosomiques déséquilibrées dans la descendance, se traduisant par des troubles de la reproduction. C'est la raison pour laquelle les différents types d'anomalies chromosomiques doivent être dépistés le plus précocement possible dans tous ces cas, afin qu'un conseil génétique précis puisse être donné. En cas de nouvelle grossesse chez des couples à haut risque chromosomique, le diagnostic chromosomique anténatal sera la clé de voûte de ce conseil.

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2.2 Indications des Examens Chromosomiques

Ces indications se posent dans des circonstances très différentes selon qu’elles sont postnatales ou anténatales. Seules seront envisagées les recherches d’anomalies chromosomiques constitutionnelles. Seront donc exclues toutes les indications liées aux pathologies acquises. L’établissement du caryotype nécessitera toujours une mise en culture des tissus à explorer d’où l’obligation de travailler sur un prélèvement fait stérilement. L’analyse en cytogénétique moléculaire pourra, elle, se faire soit directement sur des noyaux en interphase soit sur des cellules en métaphases obtenues après culture. 2.2.1 Prescription des examens Depuis les lois de bioéthiques de 1994 et 2004, les prescriptions de ces examens sont strictement encadrées et requièrent au préalable de recueillir auprès du sujet à tester un consentement libre et éclairé après lui avoir donné une information claire et adaptée sur les avantages, inconvénients et limites de l’examen et du résultat. Tout médecin peut être prescripteur de l’examen chez un sujet symptomatique. Par contre pour un sujet asymptomatique seul un généticien ou un médecin faisant partie d’une équipe multidisciplinaire rassemblant des compétences cliniques et génétiques, dotée d’un protocole de prise en charge et déclarée au ministre chargé de la santé, peut prescrire (art. R.1131-5 du Code de la Santé Publique). Il est très important de rappeler que les enfants mineurs ne peuvent être prélevés à des fins d’examens de leurs caractéristiques génétiques que SI je résultat de cet examen est bénéfique pour sa prise en charge ou si des mesures préventives ou curatives peuvent être prises pour sa famille. Le prescripteur devra attester avoir donné cette information et sera le seul à recevoir les résultats de ces examens qu’il devra remettre en mains propres au patient en les lui expliquant. Le laboratoire, habilité par le ministère de la Santé, ne pourra effectuer cet examen que s’il a un prélèvement adapté à la demande, l’attestation du prescripteur et les renseignements cliniques justifiant cette demande. 2.2.2 Indications postnatales Dans cette situation, le prélèvement sanguin, aisément réalisable, est le matériel le plus utilisé. Ce type de prélèvement doit être réalisé sur anticoagulant (Héparine Sodium de préférence) au laboratoire ou y être acheminé dans les plus brefs délais puisque l'on travaille sur des cellules vivantes. Les résultats sont habituellement obtenus entre 2 à 4 semaines pour le caryotype et l’hybridation in situ fluorescente. Néanmoins, en urgence, le délai peut-être raccourci à 48 h minimum pour une numération chromosomique. En fonction de l'âge, les indications sont les suivantes : - chez le nouveau-né : mort in utero depuis moins de 24 heures ou polymalformé vivant,

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- chez l'enfant : présentant, associé ou non, un retard psychomoteur, un retard statural, une dysmorphie faciale ou un syndrome polymalformatif. Dans le cas particulier où l’on soupçonne une mosaïque possible à partir d’une asymétrie corporelle et/ou de données dermatologiques ou que l’on veut contrôler une mosaïque trouvée sur les lymphocytes, une étude des fibroblastes à partir d’une biopsie cutanée peut être prescrite. - chez l'adolescent : présentant, associé ou non, un trouble de la croissance, un trouble pubertaire, des problèmes scolaires et un syndrome dysmorphique,

- chez l'adulte : * parents d'enfants chromosomiquement anormaux,

* fratrie ou apparentés de sujets ayant une anomalie chromosomique équilibrée,

* couples présentant des troubles de la reproduction à type : - d'enfants morts polymalformés sans étude cytogénétique, - de fausses couches précoces ≥2, - de stérilité masculine (azoospermie, oligo-asthéno- tératospermie < 5 106 spz/ml), - de stérilité féminine (aménorrhée primaire ou secondaire). * enfin couples entrant dans le cadre de la procréation médicalement assistée (donneur(se) de gamètes), sujets présentant une dysphorie de genre, anxiété d’un couple devant des antécédents familiaux polymalformatifs mal ou non étiquetés. 2.2.3 Indications Anténatales Avant tout prélèvement in utero il est nécessaire de s’assurer que la femme enceinte a bien compris que ce geste n’est pas dénué de risque pour le fœtus. Le prélèvement le plus pratiqué car le plus fiable, le plus facile et le moins à risque de perte fœtale reste l’amniocentèse pratiquée dès la 15ème semaine d’aménorrhée. Les indications à réaliser des examens cytogénétiques, admises communément aujourd’hui sur le plan médical, correspondent à celles qui sont remboursées par les caisses de la sécurité sociale. Comme pour toutes prescriptions concernant les examens des caractéristiques génétiques, le consentement de la parturiente doit être obtenu après information en conformité avec la loi du 06/08/2004 disant que « Tout diagnostic prénatal doit être précédé d’une consultation médicale adaptée à l’affection recherchée ». Il nous semble très important d’insister sur la nécessité de prévenir les futurs parents que la découverte « fortuite » d’un caryotype fœtal mettant en évidence une anomalie apparemment équilibrée ou une anomalie touchant les chromosomes sexuels (gonosomes) ne sont pas des maladies d’une particulière gravité et ne s’accompagnent généralement pas d’un retard mental. Dans ce contexte particulier, l’indication à réaliser le caryotype du fœtus ne devrait être posé que lorsque le risque de trouver une anomalie chromosomique déséquilibrée des autosomes est supérieur ou égal à 1%. Ainsi en est-il de :

- Age maternel ≥≥≥≥ 38 ans où le risque global (tous âges confondus) de trouver un caryotype fœtal déséquilibré est de 2.3 %

- Antécédent d’anomalie chromosomique chez un enfant du couple où le risque global (tous types d’anomalies chromosomiques confondues) de trouver un caryotype fœtal déséquilibré est de 1.3 % si la mère avait plus de 35 ans, et de 2.8 % si la mère avait moins de 30 ans.

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- Anomalie chromosomique parentale où le risque global (tous types d’anomalies chromosomiques confondues) de trouver un caryotype fœtal déséquilibré est de 5.9 %

- Signes d’appel échographique sur la grossesse en cours où le risque global de trouver un caryotype fœtal déséquilibré est de 9.8 %. Il peut être possible pour cette indication, dans certaine circonstance particulière, d’utiliser les techniques de cytogénétique moléculaire d’hybridation in situ fluorescente pour rendre un résultat plus rapidement sur technique directe et sans culture. Il faut alors toujours avoir à l’esprit qu’un résultat normal ne permet d’éliminer que des pathologies chromosomiques en rapport avec les sondes testées.

- Signes d’appel biologique (> 1/250) sur la grossesse en cours où le risque global (tous types d’anomalies chromosomiques confondues) de trouver un caryotype fœtal déséquilibré est de 1.2%.

2.2.4 Conclusion L'étude du caryotype, qui ne peut être réalisé qu'à partir de cellules nucléées vivantes, est un examen indispensable pour le conseil génétique des anomalies chromosomiques. Ses indications, bien codifiées, doivent être couplées au type de prélèvement le plus approprié. Un caryotype standard normal ne permet en général que d’éliminer une pathologie de l’ADN dont la résolution minimale est de 5 millions de paires de base. La recherche de microdélétion chromosomique ne peut être indiquée que sur des phénotypes bien particuliers

3. Diagnostic moléculaire des maladies et anomalies génétiques

1. Circonstances et indications Dans la plupart des pays européens, la recherche d’anomalie des gènes est comme toute analyse visant à déterminer les caractéristiques génétiques d’un individu contrainte par la réglementation. L’analyse à des fins médicales est une des indications retenues. La mise en évidence d’un risque génétique pour l’individu concerné est la condition indispensable selon les termes de la loi dite de « Bioéthique » révisée en 2004. Les circonstances de la prescription des analyses génétiques restent cependant variées dépendant essentiellement du caractère symptomatique ou non de l’individu concerné. 1.1 L’individu est malade :

La réalisation d’un test de génotypage est un moyen diagnostic biologique permettant la validation d’une hypothèse obtenue par l’analyse clinique et paraclinique habituelle. La prescription est accessible à tous les praticiens et s’applique aux individus majeurs, non incapacités après information délivrée au cours d’une consultation médicale adaptée à l’affection en cause et obtention du consentement expresse et éclairé du patient. Le praticien atteste de la délivrance de l’information de sa compréhension par son patient et du recueil approprié de ce consentement par un document écrit nécessaire à la réalisation des examens par le laboratoire de génétique médicale. Dans les cas particuliers d’incapacité à consentir ou chez un sujet mineur le tuteur, les titulaires de l’autorité parentales doivent, dans les mêmes circonstances se substituer au patient.

1.2 L’individu est à risque d’être malade : La transmission mendélienne d’une maladie fait que les descendants ou les collatéraux de sujets malades peuvent être, asymptomatiques mais à risque de développer la maladie qui sévit dans une famille. Dans le cas où l’analyse généalogique préalable (et éventuellement des analyses cliniques et paracliniques) ne permet pas d’élimine ce risque l’individu majeur et non incapacité à la possibilité d’accéder à son statut génétique et à la précision du risque qu’il encourt de développer lui même une affection à début différé (cancer familial, maladie dégénérative du système nerveux…). L’analyse rentre dans le cadre du diagnostic prédictif. L’encadrement légal du diagnostic prédictif est beaucoup plus strict que dans le cadre d’un diagnostic de confirmation. La prescription découle de la prise en charge du proposant par une équipe pluridisciplinaire déclarée auprès du ministère chargé de la Santé et composée d’au moins un spécialiste de la maladie concernée, un psychiatre ou psychologue clinicien, un généticien. La procédure est destinée à laisser un droit permanent de rétractation au proposant et de lui assurer un soutien médico-psychologique approprié de même qu’une prise en charge ultérieure selon les résultats et son souhait (surveillance périodique…). La confidentialité du résultat est préservée à l’extrême afin que celui-ci ne vienne pas desservir le proposant. Les modalités de recueil du consentement restent identiques au cadre général. On doit noter que le diagnostic prédictif n’est pas accessible aux majeurs incapacités où aux enfants sauf dans le cas très particulier ou le proposant peut en tirer un bénéfice direct immédiat (mise en place d’une surveillance médicale efficace dans le cadre d’un cancer familial par exemple).

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1.3 La descendance ou des apparentés de l’individu (ou des conjoints) risque d’être malade :

Il s’agit d’un diagnostic réalisé dans le cadre d’un conseil génétique. La démarche est comparable à celle du diagnostic prédictif, elle s’adresse cependant plus à des affections récessives ou le risque est plus spécifiquement un risque pour les descendants ou les apparentés que l’individu (ou le couple) lui même. C’est par exemple le cas de la recherche d’une hétérozygotie chez un membre d’une famille où la maladie génétique a été identifiée. L’analyse préalable du risque du proposant (généalogie) est importante. La prescription de ces tests est le fait d’une équipe pluridisciplinaire adaptée à l’affection recherchée et comportant un généticien. Elle est donc sauf exception réalisée sur des sujets majeurs, non incapacités, informés, volontaires et ayant expressément consenti à l’analyse. 1.4 Le diagnostic prénatal : La pratique d’une analyse génétique est possible au cours de la grossesse à la condition de disposer d’un prélèvement fœtal approprié. Les circonstances de sa pratique recoupent les situations précédentes :

- Une anomalie a été détectée chez un foetus et, on tente de confirmer son diagnostic par l’analyse moléculaire quand les signes font suspecter une maladie génétique,

- Le risque de transmission de la maladie au foetus par un des parents ou le couple a été préalablement établi.

L’indication d’un diagnostic prénatal relève des principes généraux ci dessus. La mère du futur enfant est la personne apte à consentir à la réalisation d’un examen prénatal. Elle atteste par des documents écrits de son accord au prescripteur. Le prescripteur œuvre au sein d’une équipe pluridisciplinaire regroupant les compétences d’un spécialiste de l’affection recherchée (pédiatre spécialiste d’organe, échographiste obstétrical), d’un généticien et des moyens d’accompagnement médical et psychologiques appropriés à la situation (psychiatre, psychologue, conseiller en génétique). Cette équipe est en général réunie au sein d’un centre pluridisciplinaire de diagnostic prénatal (CPDPN) titulaire d’une autorisation du ministère chargé de la Santé. Ces mêmes CPDP jugent de la recevabilité des interruptions de grossesse pour motif médical. 1.5 Modalités pratiques de prescription

- Demande d’examen (Bon spécifique ou ordonnance) comportant : - Identité du proposant (nom, prénom, nom d’usage, date de naissance) - Nature de l’examen demandé avec le nom de l’affection recherchée ou du gène

concerné - Origine ethnique et géographique du patient

- Tissu approprié à la recherche (sang en règle générale) - Attestation du prescripteur témoignant de la consultation appropriée et de

l’obtention du consentement du patient ou copie du consentement. 1.6 Modalités pratiques de rendu du résultat

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Tout résultat d’une analyse génétique doit être rendu et expliqué par son prescripteur au patient concerné au cours d’une consultation. Les résultats ne sont transmis par le laboratoire effecteur qu’au médecin prescripteur qui doit se charger de les délivrer au patient. 2. Le diagnostic moléculaire Le diagnostic moléculaire fait suite à une analyse clinique, paraclinique et généalogique ayant permis d’approcher au mieux le diagnostic de la maladie familiale à évaluer. Il peut aider au diagnostic de la maladie (diagnostic de confirmation ou d’infirmation) mais est essentiellement destiné à la mise en place d’un conseil génétique et d’un diagnostic prénatal. Elle est donc très généralement réservée à des affections particulièrement graves. L’analyse moléculaire ne peut être dissociée de l’analyse du mode de transmission de la maladie (dominance ou récessivité, localisation autosomique ou liée à l’X…) et donc de l’histoire familiale. Deux situations sont à considérer : la mutation familiale peut être accessible ou seule la localisation génomique du gène responsable est disponible. 2.1 La mutation familiale est connue ou probablement accessible au diagnostic On a recours à une procédure de diagnostic « direct » dont le but est la mise en évidence de la (des) mutations causales de l’affection recherchée. La meilleure approche est donc l’analyse d’un ou de malades de la famille concernée. Il faut pour cela que le ou les gènes probablement responsables de l’affection dont le diagnostic est suspecté soient connus. Cette situation est actuellement la plus fréquente. Elle est aussi la plus précise permettant quand le caractère causal de la mutation est validé, un diagnostic précis. De nombreuses techniques permettent actuellement de mettre en évidence des mutations des gènes (analyse des gènes ou des ARN messagers, des protéines… cf cours de PCEM1). L’étape clé du diagnostic moléculaire consiste en la validation du caractère causal des anomalies retrouvées. Les modalités de la recherche des mutations sont plus ou moins complexes selon que : - les mutations sont connues (récurrentes) - les mutations sont inconnues (imprévisibles) dans le gène testé (mutations privées) - le gène responsable du tableau clinique est unique ou qu’il existe au contraire une

hétérogénéité génétique (plusieurs gènes peuvent provoquer la même maladie ou des maladies très voisines difficiles à distinguer.

2.2 les différentes classes de mutations 2.2.1 les grandes classes de mutation (rappel)

- Les délétions (de 1pb à plusieurs mégabases) - Les insertions (y compris les duplications) - Les substitutions mononucléotidiques (mutations ponctuelles)

- faux-sens remplacent un aminoacide en un autre dans la protéine codée par le gène

- non-sens remplacent un codon par un codon STOP

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- mutation des sites d’épissage introduisent ou détruisent un signal destiné à l’excision des introns et l’épissage des exons

- mutations décalant le cadre de lecture (insertions, délétions, anomalies d’épissage) - mutations dynamiques (répétition en tandem susceptible de changement de taille

lors de la transmission à la descendance) 2.2.2 la nomenclature des mutations (lecture d’un compte rendu d’analyse génétique) (Pour de plus amples détails dont la description de mutations complexes voir : http://www.dmd.nl.mutnomen.html ) 2.2.2.1 La description des mutations au niveau nucléotidique Commence par un « g. » selon que la position de la mutation est décrite à partir de la séquence de l’ADN génomique ou d’un « c. » pour l’ ADN complémentaire (cDNA ou ADNc). Le A de l’ATG du codon d’initiation est compté comme le premier nucléotide de la séquence du gène « +1 », le premier nucléotide en amont est décompté en position « -1 » (il n’y a pas de nucléotide zéro). Au numéro du nucléotide concerné fait suite la description de la modification. Quand les mutations siègent dans les introns, et qu’elles sont référencées par rapport à la séquence du cDNA, elle sont précédées de « IVSn » (intervening sequence ou n est le numéro d’ordre de l’intron dans le gène) ou du numéro de l’exon le plus proche. Substitutions

- g.1023G>C décrit le remplacement d’une guanine en position 1023 de la séquence génomique de référence du gène par une cytosine

- c.45A>G décrit le remplacement d’une adénine en position 45 de la séquence de référence de l’ADNc du gène par une guanine

- g.567+2T>C ou IVS5+2T>C décrit la substitution d’une thymine par une cytosine pour la deuxième base de l’intron 5 du gène (567ème nucléotide de la séquence génomique ou deuxième base de l’intron 5)

Délétions et insertions Utilisent les descripteurs « del » ou « ins » suivis de la numérotation du ou des nucléotides concernés comme ci-dessus

- c.456_461del ou c.456_461delATTCCG décrit la perte de 6 nt du cDNA commençant en position 456, (ils peuvent être précisés quand la séquence est courte)

- c.409_410insC décrit l’insertion d’une cytosine entre les nucléotides 409 et 410 de l’ADNc

2.2.2.2 description des mutations au niveau protéique Totalement superposable à la précédente, elle permet de rendre compte de l’effte protéique des mutations décrites au niveau nucléotidique. La précession par l’indicateur « p . » témoigne de la référence à la protéine. La position de référence devant celle de l’acide aminé concerné ; Celui-ci est désigné par son code à trois lettres plutôt que par le code à une lettre

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(qui reste valide voir encadré « code génétique »). Le codon méthionine initiateur est le codon N° 1.

- p.R133H ou p.Arg133His décrivent le remplacement d’une arginine en position 133 par une histidine

- p.G40X ou p.Gly40Stop décrivent le remplacement d’une glycine par un codon de terminaison.

1ère CODE GENETIQUE 3ème position position

extrémité 5' extrémité 3' seconde position T C A G Phe (F) Ser (S) Tyr (Y) Cys (C) T (U)

T (U) Phe (F) Ser (S) Tyr (Y) Cys (C) C Leu (L) Ser (S) STOP (X) STOP (X) A Leu (L) Ser (S) STOP (X) Trp G Leu (L) Pro (P) His (H) Arg (R) T (U)

C Leu (L) Pro (P) His (H) Arg (R) C Leu (L) Pro (P) Gln (Q) Arg (R) A Leu (L) Pro (P) Gln (Q) Arg (R) G Ile (I) Thr (T) Asn (N) Ser (S) T (U)

A Ile (I) Thr (T) Asn (N) Ser (S) C Ile (I) Thr (T) Lys (K) Arg (R) A Met (M) Thr (T) Lys (K) Arg (R) G Val (V) Ala (A) Asp (D) Gly (G) T (U)

G Val (V) Ala (A) Asp (D) Gly (G) C Val (V) Ala (A) Glu (E) Gly (G) A Val (V) Ala (A) Glu (E) Gly (G) G

2.2.2.2 description de mutations complexes Rend compte de mécanismes mêlant les divers types de mutations et leur impact protéique prévisible

- c.45_46delATinsCfs7Stop décrit une délétion de deux nucléotides (AT) en position 45 à 46de l’ADNc, l’insertion entre les nucléotides 44 et 47 de l’ADNc d’une cytosine introduisant un décalage du cadre de lecture (fs pour frameshift) et la survenue d’un codon stop dont le premier nucléotide est situé 7 nucléotides après la cytosine insérée.

2.2.2.3 lecture d’un compte rendu d’analyse génétique La ou les variations nucléotidique et protéiques prévisibles qui en découlent sont décrites selon la nomenclature ci-dessus en tenant compte du caractère diploïde de l’individu

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- [c.120C>T] + [=] ; [p.Arg40Stop] + [=], décrivent la présence d’une substitution hétérozygote de la cytosine 120 de l’ADNc par une thymine et sa conséquence protéique qui transforme sur l’un des allèles du gène le codon 40 arginine en codon stop.

Une interprétation suit en général la description des variations retrouvées et leur conséquence sur la fonction du gène et le phénotype de l’individu 2.3 l’effet des mutations La nature de la mutation n’est qu’un facteur descriptif, l’important est d’en déterminer l’effet. 2.3.1 les mutations par perte de fonction Une mutation par perte de fonction est le plus souvent récessive. La quantité du produit d’un gène étant souvent non critique pour la fonction requise. Dans certain cas ou le dosage de la protéine doit être précis sa réduction de 50% suffit à provoquer une anomalie du phénotype (mutation dominante) on qualifie cet effet d’haploinsuffisance. Parfois, un peptide non fonctionnel interfère avec le produit normal du gène chez un sujet hétérozygote provoquant un effet dominant négatif. On suspecte une mutation par perte de fonction lorsque le phénotype observé équivaut à celui constaté lors de la délétion du gène. Dans ces conditions le caractère causal d’une mutation est très probable et, une analyse fonctionnelle du produit du gène n’est pas indispensable pour valider la responsabilité de l’anomalie. Les changements pouvant conduire à une perte de fonction sont multiples :

- délétions, insertions, inversions, translocations - Petites insertions ou délétions d’autant qu’elles introduisent un décalage du cadre

de lecture - Mutations non-sens qui produisent le plus souvent une instabilité de l’ARNm qui

est dégradé bien que certaines produisent des protéines tronquées - Mutations d’épissage dont l’impact fonctionnel est difficile à évaluer quand elles

siègent à distance des séquences flanquantes GT…..AG des introns (nécessitent l’analyse des ARNm)

- Remplacement d’un acide aminé essentiel - Perturbation de la maturation post transcriptionnel ou post traductionnel - Perturbation de la localisation subcellulaire de la protéine produite

De nombreux exemples d’haploinsuffisance sont connus dans des maladies humaines :

- Délétions des gènes de l’alpha-globine dans les alpha-thalassémies (MIM141800) - Délétion du gène PMP22 dans les neuropathies tomaculaires (MIM162500)1 - Délétion ou mutations non-sens du gène PAX6 dans les aniridies, (MIM106210)

du gène de l’Elastine (ELN) dans les sténoses aortiques supra-valvulaires (MIM185500), du gène EXT1 dans la maladie des exostoses multiples (MIM133700), du gène JAG1 dans les syndromes d’Alagille (MIM118450)…

1 Référence de la base de données « Mendelian Inheritance in Man » où sont recensées les maladies et syndromes dont las transmission héréditaire est démontrée ou fortement suspectée chez l’homme. Les maladies sont classées principalement par le phénotype, le mode de transmission, le ou les gènes responsables ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez ?db=omim )

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Les effets de dominance négative sont plus rares, ils concernent le plus souvent des protéines actives sous forme de dimères ou de multimères. Le peptide ayant perdu sa fonction interfère avec le peptide synthétisé par l’allèle normal du gène chez l’hétérozygote. Par exemple, les mutations des gènes de collagène affectent souvent l’architecture définitive des fibres de collagène qui sont constituées de triples hélices des chaînes polypeptidiques. Chez l’homme les mutations du gène COL1A1 illustrent ce phénomène en provoquant des formes plus ou moins sévère d’Ostéogenèse imparfaite (MIM166200, 166210, 166220, 120150, 120160, OI, fragilité osseuse constitutionnelle pouvant être extrême et létale) selon la mutation en cause. Les molécules de procollagène résultent de l’association de 2 chaînes de collagène 1α1 avec une chaîne de collagène 1α2 codée par le gène COL1A2 dans la matrice osseuse et sont donc des hétérotrimères. La mutation faux-sens du domaine de trimérisation d’un allèle COL1A1 conduit à la synthèse de 50% des chaînes α1 (1/3 des composants du procollagène) et aboutissent à des OI sévères. Une mutation non-sens dans la même chaîne aura un effet plus modeste (OI modérées) en ne faisant que diminuer la quantité de chaîne α1 disponibles sans altérer la qualité de l’assemblage. Pour mémoire, les pertes de fonction peuvent survenir du fait de modifications plus difficiles à évaluer par l’analyse moléculaire et pouvant être la résultante d’effet épigénétique en l’absence même de modification de la séquence du gène impliqué. A titre d’exemple l’hyperméthylation d’îlots CpG peut éteindre la fonction d’un gène (mécanisme connu dans certains gènes dont l’extinction prédispose à des cancers). L’apposition d’empreinte génomique parentale anormale aboutissent à l’extinction ou au contraire l’activation anormale d’un allèle parental et à certaines maladie comme les syndromes d’Angelman (MIM105830) et Prader-Willi (MIM176270) ou le syndrome de Wiedemann-Beckwith (MIM130650).

2.3.2 les mutations par gain de fonction Le produit du gène acquiert une fonction anormale. La plupart des mutations par gain de fonction sont dominantes, la présence d’un allèle normal ne prévenant pas l’effet délétère. Elles impliquent souvent des voies de contrôle en altérant les possibilités de signalisation par les protéines mutées (régulation positive ou négative). Dans d’autres cas connus, la protéine mutée acquiert une propriété nouvelle (changement de solubilité etc…) La distinction est grossière entre ces deux types de mutations et le classement n’est pas toujours aisé. Une mutation réalisant la perte de fonction d’une protéine peut aboutir à une modification positive de la fonction d’une cascade biologique et inversement. Une mutation gain de fonction apparaît dans l’ensemble plus spécifique qu’une perte de fonction (dont les causes sont multiples) et n’équivaut pas à la délétion du gène (quand le phénotype provoqué par la délétion est connu). En général, d’autres mutations dans le même gène provoquent des effets différents (syndromes distincts). L’homogénéité des mutations dans un gène est un indicateur d’un gain de fonction bien que des causes variées peuvent expliquer l’existence d’une mutation unique à l’origine d’une maladie. Les exemples de maladies par gain de fonction sont majoritairement représentés en médecine par les cancers. Les mutations survenant au hasard dans un gène ont une faible probabilité d’entraîner un gain de fonction et aboutissent plutôt à un mécanisme inverse. Les exemples de surexpression aboutissant à une surproduction de protéine sont plus fréquent et peuvent

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également être pathogènes. A titre d’exemple la duplication du gène de la PMP22 (déjà cité pour sa délétion cf supra et figure) provoque une neuropathie périphérique par anomalie de structure de la gaine de myéline, la maladie de Charcot-Marie-Tooth (de type 1A)

La mutation d’un gène peut aboutir à l’activation constitutive plutôt que régulée d’une fonction. Un exemple est celui de l’activation de la protéine Gsα (une des composantes des récepteurs des protéines G, cf cours de biologie cellulaire) qui provoque la maladie de Mac Cune Albright (MIM 174800). 2.3.3 Critères de pathogénicité d’une mutation Le caractère pathogène d’une mutation n’est pas toujours simple à établir. En clinique humaine, l’imputabilité doit être obtenue avec une forte probabilité sinon une certitude pour pouvoir réaliser un conseil génétique et, des diagnostics prédictifs ou prénataux . Tous les variants moléculaires rencontrés chez une personne malade ne sont pas des mutations causales. Les critères d’imputabilité utilisables pour en juger sont :

- L’existence d’études fonctionnelles démontrant le caractère pathogène - Il s’agit le plus souvent de modèles cellulaires ou animaux (cf cours de

PCEM1) - Précédents pathologiques

- La variation a déjà été décrite chez des patients porteurs de la maladie mais jamais chez des sujets contrôles appartenant à la même ethnie que les malades

- La mutation est survenue de novo chez le cas index

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- Elle n’est présente ni chez ses parents sains, ni ses collatéraux (la connaissance du mode de transmission est capitale)

- Le variant n’est pas présent chez un groupe de sujets sains constitué de, par exemple, 100 à 200 chromosomes contrôles

- La nature de la variation de séquence - Les délétions complètes, les mutations non-sens et décalantes du cadre de

lecture anihilent pratiquement toujours la fonction du gène - Les mutations des signaux d’épissage des jonctions exon-intron-exon

(GT…..AG) affectent pratiquement toujours l’épissage et détruisent la fonction du gène

- Une mutation faux-sens a d’autant plus de chance d’être pathogène qu’elle - Affecte une région fonctionnelle connue de la protéine - Modifie la conformation de la structure de la protéine (modélisation parfois

possible in sillico) - Affecte un aminoacide hautement conservé au sein des espèces où la

séquence du gène équivalent (orthologue) ou comparable au sein de l’espèce(paralogue) est connue.

- La substitution provoque un changement non conservatif de l’aminoacide (polaire pour un non polaire, basique pour un acide…).

Le caractère récurent d’une mutation dans la population des malades (et exclusivement des malades en fonction du mode de transmission mendélien) et les études fonctionnelles restent les seuls critères de certitude du caractère pathogène d’un variant moléculaire retrouvé dans un gène. De nombreux programmes informatiques tentent de cumuler les données obtenues sur les mutations authentifiées selon ces deux critères pour établir des algorithmes prédictifs du caractère pathogène des anomalies. Fort utiles, il ne permettent pas toujours d’acquérir le degré de probabilité nécessaire à l’utilisation en clinique humaine d’un variant nouvellement décrit. 2.4 Seule la localisation du gène responsable est disponible pour la réalisation d’un diagnostic La situation est celle du diagnostic indirect. Il s’agit d’un diagnostic probabiliste qui ne permet plus que de délivrer un diagnostic prédictif (pour lequel il est très peu employé) ou un diagnostic prénatal dans le cadre d’une affection d’une particulière gravité. 2.4.1 Principe Le principe est celui d’une analyse de la ségrégation familiale (cf. analyse de liaison et localisation de gène PCEM1) de marqueurs polymorphes associés au locus qui héberge le gène responsable de la maladie. Il n’est plus possible dans ces conditions de confirmer le diagnostic de la maladie en retrouvant les anomalies moléculaires responsables. C’est au contraire la certitude du diagnostic et de l’absence d’hétérogénéité génétique (ou d’ambiguïté sur le locus responsable quand plusieurs peuvent être incriminés) de la maladie qui rendent possible la procédure. Le principe est simple et consiste à génotyper les marqueurs polymorphes flanquants (ou situés à l’intérieur) le gène responsable. D’analyser au moins un malade pour une maladie dont la transmission est récessive et d’au moins deux malades pour un maladie dont la transmission est dominante. De disposer de sujets sains de la famille pour vérifier l’absence d’identité entre les génotypes des sujets sains et des sujets malades (compatibilité avec l’implication du locus) et du nombre nécessaire de méioses afin de reconstituer le ou les

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haplotypes ségrégeant avec le phénotype anormal. La distinction des marqueurs polymorphes portés par la région hébergeant l’allèle morbide de celle hébergeant l’allèle sain (l’informativité est essentielle). 2.4.2 Exemple d’une maladie récessive

- La maladie est connue, le diagnostic établi chez les deux enfants malades. Elle est due à des mutations récessives d’un gène unique. L’ensemble de la famille a été prélevé :

2.4.2 Limites et risques du diagnostic indirect La densité des marqueurs polymorphes du génome humain permet actuellement de considérer cette technique comme universelle pour la réalisation par exemple d’un diagnostic prénatal. Les résultats demeurent probabilistes du fait du risque même minime: - d’erreur de diagnostic - d’hétérogénéité génétique - de recombinaison entre les marqueurs et le gène testé

Dans l’exemple suivant deux marqueurs flanquant un locus ont des taux de recombinaison (θ1 et θ2) avec le locus qui sont connus. Elles permettent d’évaluer les fréquences ou

- la recombinaison sera détectée mais le diagnostic rendu aléatoire par la recombinaison marqueur-marqueur (θ1 + θ2)

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- la double recombinaison ne sera pas détectée et aboutira à une erreur de diagnostic (θ1.θ2)

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4. Le diagnostic anténatal des maladies héréditaires techniques Le diagnostic anténatal correspond à l’ensemble des moyens disponibles pour établir le diagnostic et dans la mesure du possible le pronostic d’une affection génétique sur un fœtus in utero. Les techniques disponibles sont multiples et leur caractère invasif variable. L’imagerie, la mesure de marqueurs sanguins maternels, l’analyse de l’ADN fœtal libre dans le sérum maternels aussi bien que des prélèvements directs fœtaux (cellules du trophoblastes, du liquide amniotique du placenta ou du sang fœtal) sont couramment utilisés. Les moyens analytiques correspondant sont également divers et incluent pour la part biologique : des analyses de biochimie fœtale, de cytogénétique, de cytogénétique moléculaire, de génétique moléculaire, de biologie cellulaire, d’hématologie, d’immunologie. Les indications sont donc également multiples et relèvent :

- de politiques de dépistage systématique - de l’existence de risques ou d’antécédents familiaux connus de maladie génétique - de la découverte d’une anomalie fœtale, par exemple morphologique au cours de la

surveillance d’une grossesse Les buts sont l’établissement d’un diagnostic le plus précoce possible en cas de risque établi ou prévisible avant la grossesse. La complexité des techniques mises en œuvre peut rendre les délais diagnostiques incompatibles avec la durée d’une grossesse et en règle générale, la connaissance d’un risque familial doit inciter tout praticien à informer les sujets à risque et à les orienter vers une consultation de génétique avant une grossesse. Dans ces conditions, l’analyse de la généalogie, la confirmation ou la révision d’un diagnostic chez un malade de la famille, la recherche de mutation sur un cas index malade ou une enquête familiale permettront d’envisager au mieux les possibilités de prévention, la pertinence et la nature d’un diagnostic anténatal. Conditions de réalisation Lorsqu’un diagnostic prénatal peut concourir à la naissance d’un enfant sain et éviter celle d’un enfant malade, sa mise en place relève d’une activité multidisciplinaire qui comprend :

- Une consultation médicale appropriée à la maladie recherchée - Par un spécialiste de l’affection, un généticien… - L’information à la mère (au couple) de

- la nature de la maladie suspectée ou recherchée - les modalités de prise en charge thérapeutique de l’enfant, leur efficacité - l’évaluation du risque de cette maladie pour l’enfant - la date, les modalités, les risques liés au prélèvements - la nature, la précision et les limites des résultats escomptés par l’examen

proposé, les délais d’obtention de ces résultats

- Une datation et l’évolutivité de la grossesse (obstétricien, échographiste obstétrical) - L’établissement de la date du prélèvement,

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- La délivrance ou le renouvellement de l’information sur le prélèvement et ses modalités…

- La réalisation du prélèvement dont la date et la nature dépendent :

- De l’état d’avancement de la grossesse - Du risque encouru - De la nature des analyses à réaliser - Les schémas suivant résument cette procédure du plus précoce au plus tardif.

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Le rendu du résultat et la prise en charge de la proposante et du couple

- Au cours d’une (au moins) consultation individuelle - Par le médecin prescripteur - Dans des conditions ou le dialogue singulier, sa confidentialité, sa durée

puissent être respectés - En assurant le lien pour une prise ne charge pour une éventuelle interruption de

la grossesse pour motif médical (L’IVG pour motif médical sera traitée en détail dans le module de la conception à la naissance en DCEM3)

- En n’omettant pas d’assurer une (ou de renouveler) l’information sur l’existence de consultations de conseil génétique et de diagnostic prénatal surtout pour une grossesse ultérieure.