CONSEIL GENETIQUE ET INFERTILITE MASCULINE Pr Jean Pierre Siffroi Service de Génétique et...
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CONSEIL GENETIQUEET INFERTILITE MASCULINE
Pr Jean Pierre SiffroiService de Génétique et d’Embryologie médicales
Hôpital Trousseau
CONSEIL GENETIQUE ET
INFERTILITE MASCULINE
1. Anomalies chromosomiques a- de nombreb- de structure
2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3. Chromosome Y
Anomalies chromosomiques et spermatogenèse
Anomalies de structure
TranslocationsRobertsoniennes
Translocationsréciproques
Inversions
Anomalies de nombre
Syndrome deKlinefelter
Double Y
Marqueurschromosomiques
Caryotype sanguin en bande R
SD Klinefelter: clinique
– 1/800 hommes
– 47, XXY
– Stérilité : le plus souvent azoospermie– Gynécomastie – Atrophie testiculaire– Homogène ou en mosaïque
47,XXY ou 47,XXY/46,XY
Syndrome de Klinefelter
Syndrome de Klinefelter enmosaïque 47, XXY/46, XY
Syndrome de Klinefelter homogène47, XXY
Azoospermie Oligozoospermie
Risque pour la descendance?
IAD
Biopsie testiculaire
IAD
Positive
Négative
ICSI
Fécondité naturelle?
Ségrégation théorique des gonosomesdans les gamètes
X X Y
X X Y XX XY XY
2 fois plus de spz 23, X que de 23, Y
Autant de formes normales que de disomiques
Formes disomiques 24, XY > 24, XX
En fait, les formes disomiques ne dépassent pas les quelques %et des spz 24, YY sont retrouvés
X
18
Y
Hypothèse de l’environnement testiculaire
23,X 23,Y
Spermatogonies XY
Variabilité inter-individustrès probable
24,XY 22, /
Erreur en méïose Inullisomiedisomie
24,XX24,YY
Erreur en méïose IIdisomie
Conduite à tenir pour la prise en charged’un sujet Klinefelter en AMP
OligozoospermieFISH sur spz possible
AzoospermieBT et congélation des spz
Evaluation du risqueindividuel
ICSI « à l’aveugle »
Proposition de DPNvoire de DPI
ANOMALIES DE STRUCTURE
• Translocations robertsonniennes
• Translocations réciproques
• Inversions
> 8 à 10 fois
chez les hommes infertiles
LES ANOMALIES DE STRUCTURE
Equilibrées: pas de gain ou de
perte de matériel chromosomique:-translocation
-inversion-insertion
Déséquilibrées:monosomie et/outrisomie partielle
-transmission déséquilibréed’un remaniement parental
-anomalie déséquilibrée d’emblée(délétion, duplication)
TRANSLOCATIONS1/500 dans la population générale
2 types:
-translocations Robertsoniennes ou fusions centriques =fusion de chromosomes acrocentriques au niveau du centromère
ex: t(14;21), t(13;14)
-translocations réciproques =toutes les autres
13;1413 14
13;1413 14
Trisomie 13
Trisomie 14
13;1413 14
Trisomie 13
Disomie uniparentale
du 14
CAT
Antécédent familial de T21 et
caryotype du cas index inconnu
Faire le caryotype de l’apparenté :éliminer une translocation impliquant le
chromosome 21
Caryotype sanguin en bande R
Translocations réciproques
•Atteinte de la fertilité•FCS à répétition•Anomalies congénitales
•Gravité selon• les chromosomes impliqués • la taille des fragments transloqués
CARYOTYPENORMAL CARYOTYPE TRANSLOQUE
EQUILIBRE
SEGREGATION ALTERNE
TRISOMIE ROUGEMONOSOMIE VERT
TRISOMIE VERTMONOSOMIE ROUGE
SEGREGATION ADJACENTE I
Modes de ségrégation d’un remaniement
chromosomiqueparental
Facteur de risque des translocations réciproques
• Mode de recrutement : Risque de récurrence élevé si naissance d’un premier enfant malformé ( environ 20%)
• Taille du déséquilibre potentiel
globalement , plus les fragments impliqués sont de petites tailles plus le risque de naissance d’un enfant avec sd polymalformatif et retard mental est grand
• Chromosomes en cause, données de la littérature
• Sexe du parent porteur (risque > si femme porteuse)
En pratique:
La découverte d’une translocation réciproque impose:
la réalisation d’une enquête familialeUn conseil génétique: évaluer le risque pour la
descendanceUne prévention du risque par la réalisation d’un DPN
INVERSIONS
2 types:
Inversions péricentriques:le centromère est compris
dans le segment inversé
L’indice centromériqueest modifié
Inversions paracentriques:
le centromère n’est pas compris
dans le segment inversé
L’indice centromériquereste inchangé
Inversions chromosomiques
Infertilité par:• Contraintes mécaniques imposées par la machinerie meiotique sur la formation
d’une boucle d’inversion perturbant la méiose.
• Arrêt en méiose
• Gamètes déséquilibrés
Conseil génétique:Risque pour la descendance évalué au mieux par FISH sur spz + DPN
CONSEIL GENETIQUE ET
INFERTILITE MASCULINE
1. Anomalies chromosomiques constitutionnelles
2. Pathologie du locus CFTR (chr 7)
3. Chromosome Y
Voies génitales masculines et azoospermie obstructive
Exemple de l’absence bilatérale congénitale des canaux déférentsABCD
(CBAVD: Congenital Bilateral Absence of Vas Deferens)
Malformation pratiquement constantedans la mucoviscidose (98% des cas)
(atrésie secondaire et non pas agénésie)
Azoospermie, volume faible, pH acideDiagnostic clinique et échographique
CBAVD = forme génitale de mucoviscidose ?
Pourquoi les patients ne développent-ils pas de mucoviscidoseclassique avec signes pulmonaires et digestifs?
Tout dépend du type d’atteinte:mutation grave, peu grave et variants
Mutations graves:Classe I et II
Mutations potentiellementmoins graves:
Classe III et IV
Protéine CFTR:Canal ionique intra-membranaire
Mouvements d’eau de part etd’autrede la membrane plasmique
Actuellement, plus de 1500 mutations (dont de nombreux polymorphismes)
ont été décrites mais certaines sont beaucoup plus fréquentes que d’autres
Exemple de la ΔF 508 qui représente ~ les ¾ des chromosomes mutés en France
Recherche des mutations du gène CFTR positive dans environ 80% des cas de CBAVD (4% dans la population générale)
(en l’absence d’anomalie rénale associée)
20% de doubles hétérozygotes1 mutation grave + 1 mutation modérée
33% d’hétérozygotes simples + allèle 5T 1 mutation grave (classe I, II) + 5T
27% hétérozygote simple ou allèle 5T
20% sans mutationabsence de mutation ou
mutation non détectable ?
Facteurs de modulation de l’effet des mutations CFTR
Présence de l’allèle 5T
INTRON 7 INTRON 8
GTGTGTTTTTTTTTAACAG 9T
GTGTGTTTTTTTAACAG 7T
GTGTGTTTTTAACAG 5T
11%
84%
5%
Populationgénérale ~ 50%
des hommesCBAVD ontl’allèle 5T
EXON 7 EXON 8 EXON 9 EXON 10INTRON 9
Conséquences
EXON 8 EXON 9 EXON 10
EXON 7 EXON 8 EXON 10
Excision de l’exon 9dans 90% des cas
Protéine tronquée
% d ’ARNmCFTR normal
100%
10%
Normal
Phénotypeclinique
Génotype
PolyT Mutation CF
9T /9T9T /7T7T /7T
9T /5T7T /5T
Mucoviscidose ±CBAVD 5T / 7T + / CF classe I ou II
7T / 7T CF mineure / CF mineure
5T /5T
Mucoviscidose ++ CF / CF
Dans tous les cas, la spermatogenèse est conservée
spermatozoïdes ++
lors d’une ponction de l’épididyme.
Conséquences pour l’AMP:calcul du risque résiduel de mucoviscidose pour un enfant à naître
C’est principalement le statut génétique de la conjointequi définit le risque
Quelle est la probabilité qu’elle soit quand même porteused’une mutation du gène CFTR même si le dépistage
des principales mutations est négatif?
1/25 x (1 – sensibilité)
Dépistage des 30 mutations les plus fréquentes: sensibilité ~ au moins 80% pour la France (86-90% en Bretagne)
1/25 x (1- 0,8) = 1/125
Si l’homme est hétérozygote et la femme négative,le risque pour l’enfant est:
1 x 1/125 x 1/4 = 1/500
Soit x ~ 6 par rapport à la population générale non testée
Séquencer le gène CFTR pour:-Trouver une 2eme mutation chez l’homme
-Détecter une mutation rare mais potentiellement grave chez la femme? à discuter
CONSEIL GENETIQUE ET
INFERTILITE MASCULINE
1. Anomalies chromosomiques constitutionnelles
2. Pathologie du locus CFTR (chr 7) 3. Chromosome Y
Le chromosome Y humain
- seul chromosome constitutionnellement à l’état de monosomie
- petit chromosome: 2 à 3% du génome haploïde(difficulté d’analyse par les techniques cytogénétiques classiques)
- seul chromosome pour lequel la nullosomie est « viable »45, X syndrome de Turner
11.111.1
11.2
11.2
12
11.3 PAR1 Région pseudo-autosomale 1
PAR2 Région pseudo-autosomale 2
ZoneNon recombinante
NRY
P
Q
Centromère
Hétérochromatine
Régioneuchromatiquedu bras long
Bras court
A l’origine, l’X et l’Y étaient une paired’autosomes: l’Y a divergé vers des fonctionsde déterminisme testiculaire et de fertilité par
une série de remaniements interstitiels quiont épargné les extrémités
Description par Tiepolo et Zuffardi (1976)de chromosomes Y non fluorescents
chez 6 patients azoospermiques
le terme de facteur AZF (AZoospermia Factor) était né
A l’origine, l’Y était fluorescent!
Le chromosome Y
Microdélétions d’AZFAZF en Yq11 comprend 3 régions AZFa, AZFb et AZFc contenant les principaux gènes responsables de la production de SpZ
Les microdélétions AZFa, AZFb, AZFb+c et AZFc sont la conséquence de la recombinaison entre des blocs de séquences répétées :
•Séquences rétrovirales (AZFa)•Séquences palindromiques (AZFb, AZFb+c et AZFc)
FemmeH20M
Diagnostic moléculaire
•Utilisation de marqueurs STSs(Sequence Tag Sites)
•séquence de localisation connues
• tailles variables(quelques dizaines à quelques centaines de paires de bases)
• facilement amplifiables par PCR à partir de l’ADN d’un individu.
Diagnostic par FISH
AZFa - SCOSSertoli cell only
AZFbArrêt en méiose
AZFc↓ spz
AZFc - SCOSSertoli cell only
Vogt et al., (1996)
Microdélétion AZF et Phénotype testiculaire
Spermatozoïdes
testiculaires absents
Spermatozoïdes
testiculaires
présents
Stabilité mitotique des chromosomes Y porteurs de microdélétions
Iso Yp
Iso dicYp
r(Y)Anomalies de structure de l’Y:
association très fréquenteavec un clone 45,X
DélétionYq ter
Même observationpour les grandes
délétions terminales
La même instabilité est-ellerencontrée dans les
chromosomes Y porteurs d’unemicrodélétion?
Conséquences pour la pratiquede l’ICSI
Conséquences de l’instabilité des Y délétéssur la descendance des hommes traités par ICSI
Spermatozoïde fécondantnullisomique pour
l’X et l’Y
Spermatozoïde fécondant Y
mais Y instable
Syndrome de Turnerhomogène
Syndromede Turner
Ambiguitéssexuelles
Garçonnormal
Mosaïque constitutionnelle45,X/46,X,del(Y)
survenant avant ladétermination du sexe
Patientes Turner en mosaïque 45,X/46,XY+30% de chromosomes Y délétés!
(Patsalis et al. Lancet 2002;360:1222-1224)
En pratique:
Rechercher les microdélétions dans les oligozoospermiessévères (< 2M) ou les azoospermies idiopathiques (+ si recherche)
Prise de sang 10ml EDTA, consentement
Conseil génétique sur les conséquences du diagnostic
FISH sur spermatozoïdes chez les oligozoospermiques(et sur biopsie testiculaire chez les azoospermiques)
DPN?
Toujours commencer par le caryotype(5ml sur héparine, consentement)