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Le diagnostic génétique pré-implantatoire en France


Médecine thérapeutique / Pédiatrie. Volume 4, Numéro 3, 204-7, Mai - Juin 2001, Articles spéciaux


Résumé  

Auteur(s) : Pierre Ray, Stéphane Viville, Service de génétique médicale, Hôpital Necker Enfants Malades, 149 rue de Sèvres, 75743 Paris cedex 15, France..

Résumé : Le diagnostic pré-implantatoire (DPI) est né de la pratique de la fécondation in vitro (FIV) et du dévelopement des techniques de biologie moléculaire permettant une analyse génétique sur cellule unique. La première FIV date de 1978 et est de pratique courante depuis le milieu des années 80. Les techniques de biologie moléculaire sont encore plus récentes, la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) date de 1987, et l'hybridation in situ avec des sondes fluorescentes (FISH) du début des années 90. Cette alternative au diagnostic prénatal (DPN) offre aux couples la possibilité de débuter une grossesse sans craindre d'être confrontés à la difficile décision d'interrompre ou non une grossesse dont le foetus serait diagnostiqué comme atteint par des méthodes plus conventionnelles telles que l'amniocentèse ou la choriocentèse. La pratique du DPI est possible du fait du grand nombre d'embryons obtenus lors de la FIV (6 à 8 dans les bonnes situations), assurant statistiquement la présence d'au moins un embryon sain dans la cohorte des embryons analysés. Le DPI est assujetti aux contraintes et limitations de la procréation médicalement assistée (PMA). Avec des taux de réussite de l'ordre de 20 à 30 %, la fécondation in vitro décourage bon nombre de couples fertiles. Seuls les couples éprouvés par une histoire dramatique avec un ou plusieurs enfants atteints et/ou des IMG à répétition sont près à s'engager dans cette voie difficile. Pour les couples infertiles et à risque de transmettre une maladie génétique, le DPI est particulièrement intéressant. La fécondation in vitro est nécessaire et les embryons pré-implantatoires peuvent être étudiés sans alourdir le traitement. Cette analyse permet d'éviter un diagnostic prénatal et l'interruption d'une grossesse tant attendue après un ou plusieurs cycles de FIV. Un certain nombre de pathologies justifiant un DPN peuvent perturber la fécondité des patients. Ainsi, le syndrome de Steinert engendre une hypofertilité aussi bien chez l'homme que chez la femme, et les hommes atteints de mucoviscidose présentent une absence bilatérale des canaux déférents (ABCD) dans 98 % des cas. Le DPI ne s'adresse donc qu'à une minorité de couples, ce qui est illustré par le petit nombre de DPI effectués en Europe. Les données recueillies auprès de 16 centres sur une période allant de janvier 1997 à septembre 1998 font état de 392 cycles de DPI réalisés pour 317 couples dont 302 ont abouti à un transfert embryonnaire. Quatre-vingt-deux grossesses biochimiques ont ainsi pu être obtenues, résultant en 66 grossesses cliniques et donnant lieu à la naissance de 79 enfants [1].

Mots-clés : Diagnostic pré-implantatoire, PCR, FISH, embryon.

Illustrations

ARTICLE

Biopsie embryonnaire

La biopsie de blastomère au stade 6-10 cellules au 3ème jour post-insémination selon Handyside et al. [2] est utilisée par tous les centres de DPI. L'embryon est maintenu par une pipette à bord large, sur laquelle on exerce une légère pression négative. Un trou est pratiqué dans la zone pellucide qui entoure et maintient les cellules ensemble, soit en injectant un jet d'acide tyrode grâce à une pipette très fine ou, technique plus récente, à l'aide d'un laser. Une ou deux cellules sont ensuite prélevées par aspiration dans une micropipette au diamètre légèrement inférieur à celui des blastomères (figure 1). Techniquement, il s'agit de micromanipulations assimilables à l'injection intracytoplasmique de spermatozoïde (ICSI). Il est primordial de n'abîmer ni l'embryon, ni la cellule prélevée. Il a été démontré que le prélèvement d'une cellule au stade 4 cellules, ou de 2 au stade 8 cellules, ne compromet pas le développement ultérieur de l'embryon [3].

Diagnostics par PCR

La PCR permet d'identifier des mutations, elle est utilisée aussi bien pour des pathologies récessives que dominantes. Cela signifie que, lorsqu'un diagnostic est disponible, il l'est pour une des mutations responsables du syndrome et non pour la maladie. Sachant que de multiples mutations peuvent être responsables d'un même syndrome (plus de 800 dans le cas de la mucoviscidose) et qu'il faut de 6 mois à un an de mise au point pour chaque diagnostic, on comprend mieux pourquoi si peu de diagnostics sont disponibles.

La difficulté du DPI moléculaire réside dans le fait de n'avoir qu'une seule cellule à analyser. Lors d'une PCR classique, on utilise généralement entre 100 et 500 ng d'ADN génomique, soit l'équivalent de 20 000 à 100 000 cellules. Chaque test PCR devra donc être optimisé de façon à pouvoir obtenir le niveau de sensibilité requis. La fiabilité du test sera évaluée sur de nombreuse cellules uniques (lymphocytes, lymphoblastes ou blastomères). Au cours d'un DPI, l'ADN d'une seule cellule est analysé ; la contamination par une autre cellule humaine exogène ou une molécule d'ADN amplifiée lors d'une réaction précédente peut engendrer une erreur diagnostique. Pour éviter ces problèmes, il est impératif d'adopter des conditions de travail draconiennes. Le prélèvement, le transfert de la cellule ainsi que la préparation des PCRs doivent se faire dans un laboratoire «propre» dédié au travail sur cellule unique et isolé du laboratoire d'analyse des produits d'amplification. Enfin, une dernière difficulté se présente quand on doit amplifier deux allèles dans une cellule hétérozygote. On a remarqué qu'un pourcentage variable (de 5 à 25 %) de cellules hétérozygotes n'amplifiait qu'un seul de leurs deux allèles (phénomène d'allèle drop out (ADO)) [4]. Grâce à la PCR, le DPI est maintenant possible pour un grand nombre de maladies génétiques telles que la mucoviscidose [5] , le syndrome de l'X fragile [6], l'amyotrophie spinale [7], certaines thalassémies [8] , le syndrome de Steinert [9] ou le syndrome de Lesch-Nyhan [10]. Pour des maladies très hétérogènes comme la mucoviscidose ou les thalassémies, on peut envisager de proposer des diagnostics indirects par étude d'haplotype [11]. Cette solution permet de standardiser un test multiplex sur cellule unique, qui pourrait ensuite être appliqué à tous les patients pour lesquels on aurait pu dégager une informativité. Ce procédé permet d'éviter la mise au point de tests PCR sur cellule unique pour chaque mutation familiale. De surcroît, l'étude en multiplex de marqueurs informatifs peut permettre de détecter une contamination éventuelle par des cellules étrangères et de détecter des cas d'ADO.

Diagnostics par FISH

La FISH permet de déterminer partiellement le contenu chromosomique d'un noyau. Elle fut initialement développée comme alternative à la PCR pour déterminer le sexe des embryons. En effet, elle est plus fiable que la PCR car moins sensible aux contaminations. Un tel diagnostic est proposé pour les pathologies récessives liées au chromosome X. Dans ce cas, le DPI est basé sur la détermination du sexe des embryons et le transfert des embryons féminins, dans la mesure où seuls les embryons masculins sont à risque de développer la pathologie. L'avantage de cette technique provient de la disponibilité d'un DPI pour près de 200 pathologies, et éventuellement, si le diagnostic clinique est certain, de la possibilité de réaliser un DPI en l'absence de mutation identifiée [12]. L'inconvénient de cette technique est la non-réimplantation de 50 % d'embryons masculins sains. La FISH est aussi utilisée pour la recherche de translocations chromosomiques ainsi que d'aneuploïdies. Dans le premier cas, le but est de sélectionner les embryons sains ou porteurs équilibrés. De tels diagnostics impliquent, tout comme pour la PCR, une mise au point longue dans la mesure où, pour la majorité des couples, il est nécessaire de développer des sondes spécifiques. Les recherches d'aneuploïdies, interdites en France, sont proposées dans un nombre limité de centres d'AMP (principalement aux Etats-Unis, ainsi qu'en Espagne et en Italie) aux femmes incluses dans un protocole de FIV qui, pour des raisons d'âge ou d'échecs répétés de FIV, présentent un risque élevé d'avoir des embryons présentant des anomalies de nombre de chromosomes. Une telle stratégie est en cours d'évaluation, mais est pour l'instant limitée par le nombre de chromosomes pouvant être analysés simultanément (5 à 8).

Législation et éthique

Le DPI a soulevé, particulièrement en France, un intense débat quant aux possibles dérives eugéniques qu'il implique. Afin d'éviter ces dérives, la France s'est doté d'une loi très stricte encadrant cette activité. Il s'agit de la loi n ° 94-654 du 29 juillet 1994 relative au don et à l'utilisation des éléments et produits du corps humain, à l'assistance médicale à la procréation et au diagnostic prénatal, dite de bioéthique. L'article L162-17 concerne particulièrement le DPI, il stipule que le DPI ne peut être pratiqué qu'à titre exceptionnel dans des conditions bien définies. Ainsi, un médecin membre d'un centre pluridisciplinaire de diagnostic prénatal doit attester de l'indication du DPI. Celui-ci ne peut être accepté que si le couple est reconnu comme ayant «une forte probabilité de donner naissance à un enfant atteint d'une maladie génétique d'une particulière gravité, reconnue comme incurable au moment du diagnostic». De plus, il faut que la ou les anomalies responsables soient préalablement identifiées chez l'un des parents. Un consentement écrit est nécessaire. Seule la recherche de cette anomalie est tolérée. Enfin, le DPI «ne peut être réalisé que dans un établissement spécifiquement autorisé à cet effet après avis de la Commission nationale de médecine de biologie de la reproduction et du diagnostic prénatal». Il est important de noter que l'article L.152-2 du code de la Santé publique précise que l'AMP peut répondre à une demande parentale lorsqu'elle a « pour objet d'éviter la transmission à l'enfant d'une maladie d'une particulière gravité » [13, 14]. Fait particulier, la France est le seul pays à s'être doté d'une loi spécifique concernant le DPI, et ce avant que ne débute la pratique du DPI. En effet, dans les autres pays européens pratiquant le DPI, soit il existe une législation, (mais elle concerne la recherche sur l'embryon humain et le DPI est alors assimilé à de la recherche - c'est le cas de l'Angleterre et de l'Espagne ), soit il n'y a pas de législation (c'est le cas de la Belgique, des Pays-Bas et de l'Italie). En ce qui concerne la Belgique et les Pays-Bas, une législation est en cours d'élaboration, mais, là aussi, elle concerne la recherche sur l'embryon humain [15].

Trois centres sont autorisés depuis peu à la pratique du DPI : un centre parisien constitué d'une association entre le centre de génétique de l'hôpital Necker Enfants Malades et le centre de biologie de la reproduction de l'hôpital Béclère, un centre à l'hôpital Arnaud de Villeneuve de Montpellier, et le service de biologie de la reproduction au CHU de Strasbourg. C'est avec près de dix ans de retard que nous avons débuté cette activité en France. En effet, l'annonce de la première grossesse obtenue après DPI fut faite en 1990 par Handyside et al. [16]. Pourquoi un tel retard alors que la loi de bioéthique autorise cette pratique depuis 1994 ? Ce retard ne peut s'expliquer uniquement par des lenteurs administratives. Le DPI a ouvert en France un débat passionnel, pas toujours très bien argumenté. Entre autres, il a été mis en avant les possibles dérives eugéniques d'une telle pratique. Il n'est pas dans notre propos de rappeler ce qu'est l'eugénisme ; à cet effet le lecteur est invité à lire un excellent article publié par le professeur J. Gayon [17]. Voici la définition qu'en donnait Sir Francis Galton en 1883 : «La science de l'amélioration des lignées, qui n'est aucunement confinée à des questions de croisement judicieux, mais qui, tout particulièrement dans le cas de l'homme, prend appui sur tous les facteurs [...] susceptibles de conférer aux races ou souches les plus convenables une plus grande chance de prévaloir rapidement sur celles qui le sont moins». Il est évident qu'un objectif eugénique d'amélioration de l'espèce humaine ne peut être atteint que s'il répond à une volonté politique et est réalisé à grande échelle. Or, certains ont mentionné la possible utilisation du DPI comme instrument d'un nouvel eugénisme, d'un eugénisme individuel, voire de l'aboutissement ultime d'un eugénisme médicalisé. Notons qu'aucun pays où le DPI se pratique n'a cherché à multiplier le nombre de centres ; bien au contraire, dans la majorité des pays, ce nombre a volontairement été restreint et c'est particulièrement vrai pour la France. Le DPI, n'entre dans aucun pays, dans une politique d'amélioration de l'espèce. Comme l'a souligné le professeur M. Pembrey, dans la majorité des cas, les couples demandeurs de DPI sont des couples au vécu dramatique avec des enfants atteints et/ou des IMG à répétition, ayant abandonné tout projet familial. Il n'en reste pas moins qu'il faut rester vigilant et tout mettre en oeuvre pour éviter les dérives possibles. C'est pour cette raison que nous avons créé en 1997, au sein de la European society for human reproduction and embryology (ESHRE), un consortium européen du DPI (ESHRE PGD consortium ; site web : www.eshre.com). Parmi les objectifs que nous nous sommes fixés, le premier est de rendre aussi transparente que possible notre activité en assurant le suivi de la pratique du DPI en Europe. Les données ainsi collectées sont publiées annuellement dans la revue Human Reproduction [1]. Dans le même ordre d'idées, dès leur autorisation publiée, les trois centres français ont décidé de s'associer pour créer le groupe de travail et d'étude sur le DPI. Là aussi, l'objectif principal est de coordonner notre activité et de la rendre publique. Nous considérons que le meilleur moyen de lutter contre toutes formes de dérives est d'accepter de soumettre notre activité à la critique.

CONCLUSION

Le DPI offre aux couples porteurs d'une anomalie génétique ou chromosomique, la possibilité d'obtenir une grossesse dépourvue de cette même anomalie. Il consiste en l'analyse d'un ou deux blastomères prélevés sur l'embryon au troisième jour post-fécondation. Malgré la difficulté d'obtenir une grossesse par cette méthode, un certain nombre de couples fertiles a recours à cette nouvelle technique afin d'éviter le traumatisme physique et psychique que représente une interruption médicale de grossesse au troisième ou quatrième mois.

La pratique du DPI, ses limites et ses indications, sont précisément définies dans la législation française. L'essentiel de ces lois s'inspire de la législation encadrant le diagnostic anténatal de pratique plus ancienne et des réflexions médicales, éthiques et sociologiques qui ont accompagné son développement. Le champ d'application du DPI est donc strictement limité aux maladies graves et incurables, et reconnues comme telles en fonction des progrès de la médecine. La législation française prévient ainsi toute tentation de dérive eugénique. Toutefois, l'évolution rapide des connaissance diagnostiques, thérapeutiques et de la recherche scientifique devrait aboutir à un élargissement du champ d'application du diagnostic préimplantatoire.

Après cinq années de discussions, le DPI est finalement possible en France. Sa réalisation est techniquement difficile pour les professionnels de l'AMP et de la génétique et est éprouvante et incertaine pour les patients. Pour un petit nombre de couples cependant, le DPI est la seule solution acceptable pour pouvoir accéder à leur désir de fonder une famille. En France trois centres sont maintenant autorisés a pratiquer le DPI pour répondre aux besoins de couples au passé souvent dramatique.

REFERENCES

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3. Hardy K., Martin K.L., Leese H.J., Winston R.M., Handyside A.H. 1990. Human preimplantation development in vitro is not adversely affected by biopsy at the 8-cell stage. Hum. Reprod 5: 708-714.

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11. Dreesen J.C., et al. 2000. Multiplex PCR of polymorphic markers flanking the CFTR gene: a general approach for preimplantation genetic diagnosis of cystic fibrosis. Mol Hum Reprod 6 : 881-885.

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15. Viville S., Pergament D. 1998. Results of a survey of the legal status and attitudes towards preimplantation genetic diagnosis conducted in 13 different countries. Prenat Diagn 18 : 1374-1380.

16. Handyside A.H., Kontogianni E.H., Hardy K., Winston R.M. 1990. Pregnancies from biopsied human preimplantation embryos sexed by Y-specific DNA amplification. Nature 344 : 768-770.

17. Gayon J. 1998. Eugénisme. In: Feingold J, Fellous M, Solignac M, eds. Principes de génétique humaine. Paris: Hermann, pp 459-483.


 

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