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Chromosomal abnormalities in human oocyte : formation, etiology and detection

Médecine Thérapeutique / médecine de la reproduction. Volume 9, Number 6, 369-80, Novembre-Décembre 2007, Revue

DOI : 10.1684/mte.2007.0118

Résumé

Summary

Author(s) : Frank Pellestor, Samir Hamamah , Inserm U874, Département de Médecine et Biologie de la Reproduction, CHRU de Montpellier, Hôpital Arnaud de Villeneuve, 371, avenue du Doyen Gaston Giraud, 34295 Montpellier Cedex 5.

Summary : The cytogenetic analysis of human oocytes has been then considered as a highly valuable source of data for the investigation of both the occurrence and the origin of chromosomal abnormalities in human. During the last 4 decades, the cytogenetic analysis of human oocytes has never stopped to progress, according to the advents of new technologies. Both karyotyping and then molecular cytogenetic studies based on in situ hybridization techniques, have been reported to date, providing a large body of data on the incidence and the distribution of chromosomal abnormalities in human female gametes. The most relevant analysis have led to the estimate that 15-20 % of human oocytes present chromosome abnormalities, and they have emphasized the implication of both whole chromosome nondisjunction and chromatid separation in the occurrence of aneuploidy in human oocytes. The effect of advanced maternal age on the incidence of aneuploidy in human oocytes has also been clearly evidenced by recent reports based on large sample of oocytes or polar bodies.

Keywords : oocyte, meiosis, chromosomal abnormalities, maternal ageing

Pictures

Figure 1 Caryotype d’une métaphase d’ovocyte II humain, présentant une chromatide supplémentaire pour le chromosome 13 (23,X,+cht13). A noter l’aspect très particulier des chromosomes d’ovocytes, formés de 2 chromatides bien séparées et extrêmement condensées, rendant difficile leur identification.

Figure 2 Anomalies de ségrégation méiotique au cours de l’ovogenèse. Une seule paire de chromosomes est représentée sur ce schéma. La première ligne illustre le déroulement normal de la première division méiotique qui conduit à la disjonction des couples de chromosomes homologues entre l’ovocyte II et le 1^er globule polaire. Dans le cas d’une non-disjonction chromosomique conventionnelle (2e ligne), les 2 chromosomes homologues ne se séparent pas et aboutissent dans la même cellule fille (l’ovocyte II ou le globule polaire). La séparation déséquilibrée des chromatides-sœurs (3e ligne), pouvant se produire au cours de l’anaphase de la première division méiotique, conduit à la présence d’une (ou de plusieurs) chromatides libres dans les ovocytes II (visibles dans la métaphase II ou le globule polaire). La séparation équilibrée des chromatides-sœurs (4e ligne) peut donner lieu à diverses combinaisons de chromatides libres. Les erreurs potentielles de la deuxième division méiotique ne sont pas représentées sur ce schéma.

Figure 3 Marquage chromosomique par FISH des chromosomes 9 et 18 sur une métaphase d’ovocyte II humain. Deux colorations ont été utilisées pour identifier précisément chaque chromosome et les chromatides qui les constituent. Pour le chromosome 9, les bras chromosomiques ont été marqués en rouge et le centromère en jaune. Les bras chromosomiques du chromosome 18 ont été marqués en vert, alors que ses régions centromériques, bien dissociées sur chaque chromatide, sont marquées à l’aide d’un fluorochrome rouge.

Figure 4 Évolutions comparatives de la fréquence d’haploïdies, de la fréquence globale d’aneuploïdies et des 2 formes majeures d’aneuploïdies (l’aneuploïdie chromosomique et l’aneuploïdie chromatidienne) en fonction de l’âge maternel, sur un échantillon de 1 397 caryotypes ovocytaires obtenus chez 520 patientes âgées de 19 à 46 ans. Ces données indiquent clairement la diminution de la fréquence des caryotypes normaux (haploïdie) avec l’âge. Par ailleurs, la corrélation avec l’âge la plus significative concerne les anomalies par séparation chromatidienne (non-disjonctions chromatidiennes) qui augmentent fortement à partir de 35 ans.