Informations cliniques

Un Chinois de 25 ans (IV-1) marié à une femme non consanguine avec des chromosomes normaux (IV-2). Ce couple a eu un fils (V-1) qui est décédé à l’âge de 6 mois sans autopsie. Une analyse chromosomique antérieure a indiqué que V-1 avait un caryotype 45, XY, der(14; 15) (q10; q10). Les parents du propositus (IV-1) sont des cousins germains phénotypiquement normaux (III-1, III-2). Leurs parents, un oncle mutuel et les deux grands-parents n’étaient pas disponibles pour l’analyse cytogénétique (Fig. 1). L’examen de l’état mental a été effectué sur IV-1 par un psychiatre.

Analyse du caryotype

Hybridation in situ par fluorescence (FISH)

Les chromosomes spermatiques des patients III-1 et IV-1 ont été analysés par FISH. Le volume, la concentration et la motilité des échantillons de sperme ont été évalués selon les critères de l’Organisation mondiale de la santé. Après analyse du sperme, des spermatozoïdes progressivement mobiles ont été isolés et lavés deux fois dans une solution saline tamponnée au phosphate (pH 7.4) et centrifugé à 1500 tr/min pendant 11 min. Des pastilles ont été fixées avec 5 ml de mélange acide acétique / méthanol (1:3) pendant au moins 30 min à 4 ° C. Des aliquotes (40-50 µl) de la suspension de noyaux résultante ont été étalées sur des lames pré-nettoyées à froid. La décondensation des noyaux a été réalisée en NaOH 1 N pendant 2 min. Les lames ont ensuite été dégradées par une série d’éthanol gradué (70 %, 90 %, 100 %) et dénaturé avec 0,25% de formamide en 2xSSC suivi d’une hybridation nocturne avec une combinaison de sondes disponibles dans le commerce. Deux ensembles de mélanges de sondes ont été utilisés dans cette étude. Des poissons bicolores ont été réalisés à l’aide de sondes locusspécifiques (LSP) et de sondes Tel de Vysis (Vysis, Downers Grove, IL, USA). Pour les patients IV-1 et III-1, la sonde de TelVysion 14q (D14S1420, Spectre Rouge) a été utilisée pour 14q32.33 et la sonde de TelVysion 15q (D15S120, Spectre Vert) a été utilisée pour 15q26.3.

Pour étudier la présence d’un effet interchromosomique, des POISSONS tricolores ont été réalisés à l’aide du second mélange de sondes, constitué de sondes satellites commerciales (ADN) de Vysis, comprenant les chromosomes 18, X et Y (CEP 18, Spectre Bleu / CEP X, Spectre Vert / CEP Y, Spectre Rouge). Les lavages post-hybridation comprenaient 2 min dans 0,4 xSSC / 0,3% de NP-40 (pH = 7) à 72 ° C, suivis de 1 min dans 2xSSC / 0,1% de NP-40 (pH = 7) à température ambiante. Les lames ont été recouvertes de DAPI II (Vysis). Seuls des spermatozoïdes intacts présentant un degré de décondensation similaire et des signaux clairs d’hybridation ont été notés. Tous les spermatozoïdes perturbés ou se chevauchant ont été exclus de l’analyse. Des lames avec une efficacité d’hybridation de 99% et plus ont été analysées. 1 000 noyaux de spermatozoïdes ont été analysés par patient.

L’hybridation génomique comparative en matrice (aCGH)

L’hybridation génomique comparative en matrice (aCGH) a été introduite dans le diagnostic clinique pour détecter rapidement les gains et les pertes à l’échelle du génome avec une résolution plus élevée. C’est une méthode à haut débit qui détecte les modifications du nombre de copies à une résolution aussi faible que 1 Ko. Pour l’analyse de l’aCGH, l’ADN a été extrait du sang périphérique. L’analyse aCGH a été réalisée à l’aide des matrices commerciales 8 × 60 K (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA).

Analyse des données

L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du système SAS (2002-2003, SAS Institute Inc., Cary, NC). Le test du Chi carré a été utilisé pour l’analyse de la ségrégation méiotique. Une valeur de probabilité inférieure à 0,05 (P< 0,05) a été considérée comme statistiquement significative.

Résultats

L’analyse du caryotype a été réalisée sur quatre membres de la famille et a détecté deux caryotypes différents de translocation robertsonienne. Les résultats sont présentés ci-dessous. III-1 et III-2 étaient hétérozygotes tandis que IV-1 était homozygote.

• III-1: 45, XY, der(14; 15)(q10; q10)

• III-2:45, XX, der(14; 15) (q10; q10)

• IV-1:44, XY, der(14;15) (q10; q10), der(14;15) (q10; q10)

• IV-2:46, XX

Comme le patient (IV-1) présente un symptôme d’apathie, nous l’avons référé à un psychiatre pour un examen approfondi de son état mental. Le patient n’avait pas d’antécédents psychiatriques et est resté coopératif pendant l’entretien psychiatrique. Ses processus de pensée étaient linéaires, logiques et constamment dirigés vers des objectifs et son jugement était intact. Par conséquent, aucun symptôme psychiatrique n’a été observé. De plus, la consultation en neurologie n’a révélé aucun déficit neurologique focal. Les résultats de la tomodensitométrie craniocérébrale (CT) et de la ponction lombaire (LP) étaient normaux. L’électroencéphalographie (EEG) n’a montré aucun signe d’activité épileptique.

L’analyse aCGH sur IV-1 a détecté une duplication de 2,03 Mo dans la région de q11.1-q11.2 sur le chromosome 15 (Fig. 3). Selon la base de données de variation du nombre de copies (CNVdb), cette duplication est un polymorphisme chromosomique dans une population normale. Comme IV-1 est un porteur de translocation Robertsonien homologue et que ses deux chromosomes dérivés proviennent du même porteur de translocation Robertsonien, nous avons émis l’hypothèse que chacun des deux chromosomes dérivés devrait avoir une duplication de 2,03 Mo dans la région de q11.1-q11.2 sur le chromosome 15.

Pour analyser les spermatozoïdes de III-1 et IV-1, des échantillons de sperme provenant de deux porteurs de translocation robertsoniens différents (III-1 et IV-1) ont été évalués pour le volume, la concentration et la motilité selon les critères de l’Organisation mondiale de la santé. Le volume, la concentration et la mobilité des spermatozoïdes dans III-1 sont considérablement réduits en raison de sa vieillesse. En revanche, ils sont tous normaux dans IV-1 (tableau 1). Nous avons ensuite analysé les schémas de ségrégation méiotique chez ces deux porteurs de translocation Robertsoniens différents. Chez le porteur de translocation robertsonien hétérozygote (III-1), la fréquence des spermatozoïdes normaux/équilibrés résultant d’une ségrégation alternée était de 79,9 % tandis que la fréquence des spermatozoïdes déséquilibrés résultant d’une ségrégation adjacente était de 20,1 %, ce qui est significativement plus élevé que la population normale (tableau 2). En revanche, dans la translocation robertsonienne homozygote (IV-1), la fréquence des spermatozoïdes équilibrés était de 99,7% alors que la fréquence des spermatozoïdes déséquilibrés n’était que de 0,3%, ce qui est similaire aux populations normales (tableau 2). Ces données ont démontré que presque tous les spermatozoïdes des homozygotes de translocation Robertsonienne étaient équilibrés alors que ceux des hétérozygotes présentaient un pourcentage de déséquilibrés. De plus, l’analyse chromosomique du sperme d’IV-1 a montré un caryotype 22, X, der(14; 15) ou un caryotype 22, Y, der (14; 15) soutenant notre spéculation. Comme le montre la Fig. 4, la flèche pointait un spermatozoïde avec quatre signaux de fluorescence (deux rouges et deux verts) suggérant que ce spermatozoïde a deux chromosomes dérivés de der (14; 15). Ces données suggèrent un mécanisme potentiel de spéciation chez l’homme via la translocation robertsonienne.

L’influence des chromosomes transloqués sur les synapses et la disjonction d’autres chromosomes est appelée effet interchromosomique (ICE). Pour déterminer si de la GLACE était présente, les taux de nullisomie, de disomie et de diploïde pour les chromosomes 18, X et Y ont été analysés chez les deux porteurs de translocation Robertsonienne (tableau 3). Chez l’hétérozygote porteur de translocation Robertsonienne (III-1), il y a eu une augmentation significative du taux d’aneuploïdie et de diploïde des chromosomes sexuels. En revanche, dans la translocation robertsonienne homozygote (IV-1), l’incidence des spermatozoïdes avec nullisomie, disomie et diploïde pour les chromosomes sexuels est restée similaire aux populations normales (tableau 3). Ces données suggèrent que la GLACE ne se présente que chez certains porteurs de translocation robertsonienne.

Discussion

Les porteurs de translocation Rob sont phénotypiquement normaux car ils impliquer la perte uniquement de matériel de bras court. De nombreux réarrangements de ce type dans les populations naturelles de différentes espèces sont connus. Les réarrangements robertsoniens peuvent augmenter les polymorphismes chez une espèce, fournir un matériau pour la sélection naturelle et même conduire à la spéciation. Il a été avancé que les types de réarrangements chromosomiques qui se produisent sous forme de polymorphismes ou d’hétérozygotes permanents fixes impliquent invariablement des chromosomes méta- ou sous-métacentriques. Ceux qui distinguent les espèces et servent à isoler ces espèces impliquent des chromosomes télocentriques ou acrocentriques, qui s’auto-stérilisent. Dans notre étude, IV-1, porteur homologue de la translocation Robertsonienne, était en bonne santé et avait un complément chromosomique équilibré. L’évaluation d’un échantillon de sperme a montré une morphologie et une motilité normales des spermatozoïdes. Plus important encore, 99.7% de ses spermatozoïdes sont normaux ou équilibrés (tableau 2) et il n’y a pas eu d’effet interchromosomique (tableau 3).

Des POISSONS multicolores sur des noyaux de spermatozoïdes décondensés permettent une analyse rapide de la ségrégation méiotique dans les spermatozoïdes de porteurs de translocation, fournissant des informations sur la quantité exacte de spermatozoïdes normaux / équilibrés. Ces informations sont sans aucun doute importantes non seulement pour la recherche cytogénétique de base, mais aussi pour le conseil en reproduction des porteurs de translocation Robertsonienne. t(14; 15) sont de rares translocations robertsoniennes. Nos données ont confirmé des études antérieures montrant que la ségrégation alternative était plus fréquente que les ségrégations adjacentes chez les porteurs de translocations robertsoniennes. Cependant, les schémas de ségrégation méiotique et les effets interchromosomiques chez deux porteurs de translocation Robertsonienne sont différents (tableau 2). Ces résultats concordent avec les données publiées précédemment. La prévalence élevée de la ségrégation alternée est probablement due à la configuration cis du trivalent au cours de la méiose, ce qui favorise une ségrégation alternée dans toutes les translocations robertsoniennes. Bien qu’un porteur de translocation Robertsonien possède un complément génétique complet, son aptitude productive est réduite en raison de la forte probabilité de gamètes génétiquement déséquilibrés.

L’effet interchromosomique pourrait s’expliquer par la formation d’hétérosynapses entre les chromosomes impliqués dans la translocation et la vésicule sexuelle, qui pourraient également impliquer d’autres chromosomes. La GLACE reste controversée dans la littérature. Certaines publications ont indiqué sa présence avec la translocation robertsonienne tandis que d’autres n’ont démontré aucune preuve de ce phénomène. Dans notre étude, nous avons observé une incidence plus élevée d’aneuploïdie pour les chromosomes sexuels dans les spermatozoïdes dans la translocation robertsonienne hétérozygote, mais pas dans la translocation Robertsonienne homozygote, ce qui suggère que la GLACE ne se présente que dans certains porteurs de translocation Robertsonienne.

Les réarrangements robertsoniens sont des changements chromosomiques courants qui peuvent conduire à une isolation reproductive rapide et efficace entre des populations caryotypiquement similaires, en particulier lorsque de nombreux chromosomes métacentriques Robertsoniens présentent des homologies monobrachiales. Des translocations robertsoniennes homozygotes ont été signalées par plusieurs groupes et examinées de manière systémique par le groupe d’O’Neill. Dallapiccola et coll. a signalé un fœtus avec deux chromosomes t (14; 21). Les parents apparentés étaient hétérozygotes pour la même translocation. Martinez et coll. a signalé trois frères et sœurs adultes homozygotes pour t (13; 14). Leurs parents étaient cousins germains et tous deux étaient porteurs hétérozygotes. Rajangam et coll. trouvé un caryotype DS unique 45, XY, der (14; 21) pat, der (14; 21) mat, +21mat. Bien que l’hétérozygotie de translocation soit associée à des perturbations méiotiques, ce qui entraînera une infertilité et une sous-fécondité, elle ne devrait avoir aucun effet sur la méiose. Ici, nous avons signalé un homme avec un caryotype 44, XY, der(14; 15) (q10; q10), der (14; 15) (q10; q10). La translocation robertsonienne peut fournir du matériel pour l’évolution. L’isolement à long terme d’un groupe d’individus homozygotes pour un chromosome de translocation Robertsonienne particulier pourrait théoriquement conduire à l’établissement d’une nouvelle sous-espèce humaine possédant un complément génétique complet dans 44 chromosomes. Bien que les différences caryotypiques entre les espèces soient reconnues depuis longtemps, la question de savoir si ces mutations jouent un rôle causal dans la spéciation reste sans réponse. Dans notre étude, tous les spermatozoïdes des homozygotes de translocation Robertsonienne étaient équilibrés alors que ceux des hétérozygotes présentaient un pourcentage de déséquilibrés impliquant un potentiel d’homozygotie des translocations Robertsoniennes pour la spéciation.