Peinture chromosomique : principe, utilisations et limites

La peinture chromosomique est une technique de cytogénétique moléculaire utilisée pour visualiser un chromosome humain entier à l’aide de fragments d’ADN fluorescents. [1] Elle appartient aux techniques d’hybridation fluorescente in situ, ou FISH, qui font apparaître sous un microscope les régions chromosomiques reconnues par des sondes spécifiques. [1] La peinture chromosomique n’est donc pas une maladie, mais une méthode de laboratoire pouvant aider à identifier ou à préciser certains remaniements des chromosomes. [1]

Comment fonctionne la peinture chromosomique ?

Une sonde de peinture chromosomique réunit de nombreux fragments d’ADN représentant un chromosome entier. [1] Après leur marquage par des fluorochromes, ces fragments s’hybrident avec les séquences correspondantes de la paire chromosomique étudiée. [1] Les fluorochromes sont des molécules qui émettent une lumière d’une couleur déterminée lorsqu’elles sont excitées par une longueur d’onde adaptée. [1]

Au laboratoire, la sonde et l’ADN des chromosomes ou des noyaux sont d’abord dénaturés, puis mis en présence afin de permettre leur hybridation. [1] La préparation est ensuite observée en microscopie à fluorescence avec des filtres adaptés aux fluorochromes employés. [1] Une caméra et des logiciels peuvent numériser et superposer les différents signaux pour faciliter l’analyse des chromosomes marqués. [1]

Peinture d’un chromosome et caryotype multicolore

Une sonde de peinture peut être conçue pour reconnaître un chromosome entier, tandis que d’autres sondes FISH ciblent seulement un locus, un centromère, une extrémité subtélomérique ou un bras chromosomique. [1] Cette distinction est importante, car une sonde couvrant un chromosome entier ne répond pas aux mêmes questions qu’une sonde dirigée vers une anomalie génétique précise. [1]

La FISH en multifluorescence associe plusieurs fluorochromes afin d’attribuer une signature colorée particulière à chaque paire de chromosomes. [1] L’utilisation de 23 sondes de peinture permet ainsi de classer les chromosomes humains selon leur fluorescence spécifique et d’établir un caryotype multicolore. [1]

Dans quelles situations cette technique peut-elle être utilisée ?

Une application importante de la peinture chromosomique consiste à caractériser une anomalie préalablement observée sur un caryotype lorsque l’aspect des bandes ne suffit pas à comprendre le remaniement. [1] Les sondes couvrant un chromosome entier peuvent notamment aider à déterminer l’origine de petits chromosomes surnuméraires ou à analyser certains remaniements complexes. [1] Dans ces situations complexes, les techniques multicolores telles que le SKY ou la M-FISH peuvent être particulièrement utiles. [1]

La peinture chromosomique sur des chromosomes en métaphase peut aussi contribuer à détecter certaines translocations équilibrées difficiles à voir par les techniques de bandes. [1] Une translocation correspond ici à un échange de matériel entre des chromosomes, et elle est dite équilibrée lorsqu’elle ne s’accompagne pas d’une perte ou d’un gain apparent de matériel chromosomique. [1] Pour rechercher un remaniement portant sur un locus ou des gènes précis, la FISH utilise plutôt des sondes spécifiques de ces régions que des sondes peignant la totalité du chromosome. [1]

Quelles sont les limites de la peinture chromosomique ?

Le champ de l’analyse dépend des sondes choisies : une FISH ciblée n’explore pas l’ensemble du génome comme le fait un caryotype. [1] Avec des sondes de peinture, la résolution indiquée pour détecter des translocations télomériques est d’environ 1,5 mégabase. [1] Lorsqu’une insertion chromosomique est présente, ces sondes ne permettent pas de déterminer précisément la région chromosomique impliquée. [1] Les sondes de peinture sont également peu utiles pour rechercher des duplications. [1]

Ces limites expliquent pourquoi les sondes de peinture, les sondes spécifiques de loci, le caryotype et les autres techniques de cytogénétique ne fournissent pas exactement les mêmes informations. [1] La technique employée est donc choisie en fonction du type d’anomalie chromosomique recherché ou de l’anomalie qu’il reste à caractériser. [1]

Échantillon et déroulement pour la personne examinée

La FISH peut être réalisée sur des chromosomes en métaphase ou directement sur des noyaux en interphase, selon l’application recherchée. [1] L’analyse en interphase permet d’étudier les noyaux sans attendre une culture cellulaire et donne accès à un plus grand nombre de cellules sur la préparation. [1] Le type d’échantillon dépend de l’indication : le document décrit notamment l’utilisation de cellules du liquide amniotique pour certaines recherches prénatales, sans en faire un prélèvement propre à toute peinture chromosomique. [1]