TRISOMIE: SYNDROME DE DOWN ET CHROMOSOMES SEXUELS - LA BIOLOGIE - 2025

Une trisomie est une condition chromosomique d'individus qui portent trois chromosomes au lieu de la paire normale. Chez les diploïdes, la dotation normale est constituée de deux chromosomes de chacun des compléments chromosomiques qui définissent l'espèce.

Une modification du nombre dans un seul des chromosomes est appelée aneuploïdie. S'il englobait des changements dans le nombre total de chromosomes, ce serait une véritable ploïdie, ou eupolidie. L'être humain a 46 chromosomes dans chacune de ses cellules somatiques. S'ils ont une seule trisomie, ils auront 47 chromosomes.

Caryotype montrant une trisomie sur le chromosome 21. US Department of Energy Human Genome Program., via Wikimedia Commons.

Les trisomies sont statistiquement fréquentes et représentent de grands changements pour l'organisme porteur. Ils peuvent également survenir chez l'homme et sont associés à des maladies ou syndromes complexes.

Il existe des trisomies chez l'homme connues de tous. La plus fréquente, la plus fréquente et la plus connue de toutes est la trisomie du chromosome 21, la cause la plus fréquente du syndrome dit de Down.

Il existe d'autres trisomies chez l'homme qui représentent un coût physiologique important pour le porteur. Parmi eux, nous avons la trisomie du chromosome X, qui représente un énorme défi pour la femme qui en souffre.

Tout organisme eucaryote vivant peut subir une trisomie. En général, chez les plantes, toute modification du nombre de chromosomes (aneuploïdie) est bien plus dommageable qu'une augmentation du nombre du complément chromosomique de l'espèce. Chez d'autres animaux, en règle générale, les aneuploïdies sont également la cause de multiples conditions.

Trisomie du chromosome 21 (syndrome de Down: 47, +21)

La trisomie (complète) du chromosome 21 chez l'homme détermine la présence de 47 chromosomes dans les cellules somatiques diploïdes. Vingt-deux paires fournissent 44 chromosomes, tandis que le trio sur le chromosome 21 en fournit trois de plus - dont l'un est surnuméraire. En d'autres termes, c'est un chromosome qui "est trop".

Description et un peu d'histoire

La trisomie du chromosome 21 est l'aneuploïdie la plus courante chez l'homme. De même, cette trisomie est également la cause la plus fréquente du syndrome de Down. Cependant, bien que d'autres trisomies somatiques soient plus courantes que celles du chromosome 21, la plupart ont tendance à être plus mortelles aux stades embryonnaires.

Autrement dit, les embryons atteints de trisomies 21 peuvent atteindre la naissance, contrairement aux autres embryons trisomiques. De plus, la survie postnatale est beaucoup plus élevée chez les enfants atteints de trisomie sur le chromosome 21 en raison de la faible fréquence génétique de ce chromosome.

En d'autres termes, peu de gènes verront le nombre de copies augmenter car le chromosome 21 est le plus petit autosome de tous.

Le syndrome de Down a été décrit pour la première fois par le médecin anglais John Langdon Down entre 1862 et 1866. Cependant, l'association de la maladie avec le chromosome 21 a été établie environ cent ans plus tard. Les chercheurs français Marthe Gautier, Raymond Turpin et Jèrôme Lejeune ont participé à ces études.

Causes génétiques de la maladie

La trisomie du chromosome 21 est causée par l'union de deux gamètes, dont l'un est porteur de plus d'une copie, totale ou partielle, du chromosome 21. Cela peut se produire de trois manières.

Dans le premier, chez l'un des parents, la non-disjonction des chromosomes 21 lors de la méiose donne naissance à des gamètes avec deux chromosomes 21 au lieu d'un. La non-disjonction signifie «absence de séparation ou de ségrégation». C'est le gamète qui peut donner lieu à une véritable trisomie en joignant un autre gamète avec une seule copie du chromosome 21.

Une autre cause moins fréquente de cette trisomie est ce qu'on appelle une translocation robertsonienne. Dans celui-ci, le bras long du chromosome 21 se déplace vers un autre chromosome (généralement 14). L'union d'un de ces gamètes avec une autre normale donnera naissance à des embryons avec des caryotypes normaux.

Cependant, il y aura des copies supplémentaires du matériel hérité du chromosome 21, qui est une cause suffisante de la maladie. Le syndrome peut également être causé par d'autres aberrations chromosomiques ou un mosaïcisme.

Dans une mosaïque, l'individu a des cellules avec des caryotypes normaux, alternant avec des cellules avec des caryotypes aberrants (trisomique pour le chromosome 21).

Non-disjonction méiotique au cours de la méiose gamétique à la phénénine, ou oogenèse. Tiré de https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trisomy_due_to_nondisjunction_in_maternal_meiosis_1.png. Via Wikimedia Commons.

Manifestation de la maladie

La cause sous-jacente du syndrome de Down est l'expression accrue de certaines enzymes en raison de l'existence de trois copies des gènes sur le chromosome 21, au lieu de deux.

Cette expression accrue conduit à des altérations de la physiologie normale de l'individu. Certaines des enzymes ainsi affectées comprennent la superoxyde dismutase et la bêta-synthase de cystation. Beaucoup d'autres sont liés à la synthèse de l'ADN, au métabolisme primaire et à la capacité cognitive de l'individu.

La maladie se manifeste à différents niveaux. Les malformations cardiaques congénitales sont l’une des plus importantes et qui détermine la durée de vie des personnes touchées par la trisomie.

Les autres affections qui affectent les personnes malades comprennent des anomalies du tractus gastro-intestinal, des troubles hématologiques, endocrinologiques, ORL et musculo-squelettiques, ainsi que des anomalies visuelles, entre autres.

Les troubles neurologiques sont également importants et comprennent des difficultés d'apprentissage légères à modérées. La plupart des adultes atteints du syndrome de Down développent la maladie d'Alzheimer.

Diagnostic et études dans d'autres systèmes vivants

Le diagnostic prénatal de Down peut être réalisé par plusieurs moyens. Cela comprend l'échographie, ainsi que le prélèvement des villosités choriales et l'amniocentèse. Les deux peuvent être utilisés pour le comptage des chromosomes, mais ils présentent certains risques.

D'autres tests plus modernes incluent l'analyse chromosomique FISH, d'autres techniques immunohistologiques et des tests de polymorphisme génétique basés sur l'amplification de l'ADN par PCR.

L'étude de la trisomie du chromosome 21 dans les systèmes de rongeurs nous a permis d'analyser le syndrome sans expérimenter avec l'homme. De cette manière, les relations génotype / phénotype ont été analysées de manière sûre et fiable.

De la même manière, il a été possible de procéder à l'expérimentation de stratégies et d'agents thérapeutiques utilisables ensuite chez l'homme. Le modèle de rongeur le plus réussi pour ces études s'est avéré être la souris.

Trisomies des chromosomes sexuels chez l'homme

Généralement, les aneuploïdies des chromosomes sexuels ont moins de conséquences médicales que celles des autosomes chez l'homme. Les femelles de l'espèce humaine sont XX et les mâles XY.

Les trisomies sexuelles les plus courantes chez l'homme sont XXX, XXY et XYY. De toute évidence, il ne peut pas y avoir d'individus YY, encore moins YYY. XXX individus sont morphologiquement féminins, tandis que XXY et XYY sont des hommes.

Syndrome du triple X (47, XXX)

XXX individus chez l'homme sont des femmes avec un chromosome X supplémentaire. Le phénotype associé à la maladie varie avec l'âge, mais les individus adultes présentent généralement un phénotype normal.

Statistiquement parlant, une femme sur mille est XXX. Un trait phénotypique commun chez les femmes XXX est la croissance et le développement prématurés et les membres inférieurs inhabituellement longs.

À d'autres niveaux, XXX femmes ont souvent des troubles de l'audition ou du développement du langage. À la fin de l'adolescence, ils surmontent généralement les problèmes liés à leur adaptation sociale et leur qualité de vie s'améliore. Cependant, les troubles psychiatriques chez XXX femmes sont plus fréquents que chez XX femmes.

Chez les femmes, l'un des chromosomes X est inactivé au cours du développement normal de l'individu. On pense que deux d'entre eux sont inactivés chez XXX femelles. Cependant, on pense que la plupart des conséquences de la trisomie sont dues à des déséquilibres génétiques.

Cela signifie qu'une telle inactivation n'est pas efficace ou suffisante pour éviter les différences d'expression de certains (ou de tous) gènes. C'est l'un des aspects les plus étudiés de la maladie d'un point de vue moléculaire.

Comme dans le cas des autres trisomies, la détection prénatale de la trisomie triple X est toujours étayée par l'étude du caryotype.

Syndrome de Kleinefelter (47, XXY)

On dit que ces individus sont des mâles de l'espèce avec un chromosome X supplémentaire. Les signes d'aneuploïdie varient en fonction de l'âge de l'individu, et ce n'est généralement à l'âge adulte que la maladie diagnostiquée.

Cela signifie que cette aneuploïdie sexuelle ne donne pas lieu à des affectations aussi importantes que celles provoquées par les trisomies dans les chromosomes autosomiques.

Les mâles adultes XXY produisent peu ou pas de spermatozoïdes, ont des testicules et un petit pénis, ainsi qu'une diminution de la libido. Ils sont plus grands que la moyenne, mais ont également moins de poils sur le visage et le corps.

Ils peuvent avoir des seins hypertrophiés (gynécomastie), une masse musculaire réduite et des os faibles. L'administration de testostérone est généralement utile dans le traitement de certains aspects endocrinologiques liés à la maladie.

Syndrome XYY (47, XYY)

Ce syndrome est vécu par les hommes de l'espèce humaine (XY) qui ont un chromosome Y supplémentaire. Les conséquences de la présence d'un chromosome Y supplémentaire ne sont pas aussi dramatiques que celles observées dans d'autres trisomies.

Les individus XYY sont phénotypiquement mâles, régulièrement grands et avec des membres légèrement allongés. Ils produisent des quantités normales de testostérone et n'ont pas de problèmes de comportement ou d'apprentissage particuliers comme on le pensait auparavant.

De nombreux individus XYY ne connaissent pas leur statut chromosomique. Ils sont phénotypiquement normaux et également fertiles.

Trisomies dans d'autres organismes

L'effet des aneuploïdies chez les plantes a été analysé et comparé à l'effet du changement d'euploïdie. En général, les changements de nombre dans un ou quelques chromosomes sont plus préjudiciables au fonctionnement normal de l'individu que les changements dans des ensembles complets de chromosomes.

Comme dans les cas décrits, les déséquilibres d'expression semblent expliquer les effets délétères des différences.

Références

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