Altérations Génétiques Embryonnaires : Tout Savoir sur le Diagnostic Préimplantatoire (DPI)

Introduction

Dans le domaine de la procréation médicalement assistée (PMA), le diagnostic génétique préimplantatoire (DPI), également connu sous le nom de test génétique préimplantatoire (PGT), offre une solution pour les couples confrontés à un risque élevé de transmettre des maladies héréditaires à leurs enfants. Cette technique de pointe permet d'analyser le matériel génétique des embryons avant leur implantation dans l'utérus, offrant ainsi la possibilité de sélectionner uniquement les embryons sains. Cet article explore en détail le DPI, ses applications, ses différentes approches, ainsi que les considérations éthiques qui l'entourent.

Qu'est-ce que le Diagnostic Génétique Préimplantatoire (DGP/PGT) ?

Le Diagnostic Génétique Préimplantatoire (DGP), aussi appelé Test Génétique Préimplantatoire (PGT), est une analyse génétique réalisée sur une biopsie de cellules embryonnaires avant le transfert de l'embryon dans l'utérus maternel. Il s'agit d'une technique complémentaire à la fécondation in vitro (FIV). Le DPI permet d'étudier l'ADN des ovules ou des embryons, à la recherche d'anomalies génétiques et chromosomiques, afin de sélectionner ceux qui sont sains.

L'être humain possède 46 chromosomes, dont 23 proviennent du père et 23 de la mère, qui transmettent ainsi notre patrimoine génétique. Parmi ces chromosomes, 22 sont des autosomes et une paire détermine le sexe (XX chez la femme et XY chez l'homme). Des erreurs lors de la division cellulaire peuvent entraîner la formation de cellules avec un nombre anormal de chromosomes, conduisant à des aneuploïdies.

Types de PGT

Il existe principalement deux types de PGT :

PGT-A (aneuploïdies chromosomiques): ce test permet de détecter les aneuploïdies, c'est-à-dire les anomalies du nombre de chromosomes. Seuls les embryons ayant le nombre exact de chromosomes permettent la naissance d'un bébé sain. Par exemple, une copie supplémentaire du chromosome 21 est à l'origine du syndrome de Down (trisomie 21). Les anomalies chromosomiques chez les embryons sont une cause majeure de faible taux de grossesse.
PGT-M (maladies monogéniques): ce test est utilisé pour analyser génétiquement les embryons d'un couple porteur d'une maladie héréditaire. Il permet de détecter l'altération ou la mutation d'un gène responsable de la maladie.

Indications du DPI

Le DPI est indiqué pour :

Les couples présentant un risque génétique élevé de transmettre des maladies monogéniques et des anomalies chromosomiques structurelles ou numériques.
Les couples ayant subi des fécondations in vitro avec des antécédents d'avortements spontanés à répétition et d'échecs d'implantation répétés.
Les personnes porteuses de maladies héréditaires.
Les personnes saines ayant certains problèmes d'infertilité.
Les couples dont un membre est atteint d'une maladie de l'hématopoïèse nécessitant une greffe de moelle osseuse ou de cellules du cordon ombilical pour un enfant.

Plus précisément, il est possible de réaliser un DPI pour toute maladie génétique dans laquelle le gène a été caractérisé, indépendamment de son schéma de transmission (autosomique dominant, autosomique récessif ou lié à l'X).

Conditions d'autorisation du DPI

La réglementation en vigueur dans certains pays, comme l'Espagne, autorise le recours au DPI lorsque certaines conditions sont remplies. Il est donc autorisé dans le cas de maladies graves et incurables qui apparaissent chez les enfants en bas âge, comme la fibrose kystique ou la polykystose rénale.

Étapes du DPI

Le DPI se déroule en plusieurs étapes clés :

Étude génétique des géniteurs: La première étape consiste à réaliser une étude génétique des futurs parents afin d'identifier le défaut (mutation) sur le gène qui provoque la maladie. Il est crucial d'aborder chaque cas individuellement.
Étude d'informativité: Une fois l'étude génétique réalisée, l'étape suivante consiste à mener une étude d'informativité pour concevoir une stratégie de diagnostic spécifique à cette maladie et à cette famille. Cette étude peut nécessiter la participation de membres de la famille sains et atteints. L'étude d'information est spécifique à une clinique de fertilité et devra être faite même si le couple a déjà réalisé une étude similaire dans un autre centre. Mais en revanche, l’étude d’information ne variera pas d’un cycle à l’autre.
Fécondation in vitro (FIV): Un cycle de FIV conventionnel est mis en œuvre pour créer les embryons du couple. La femme reçoit une stimulation ovarienne contrôlée, et les ovocytes obtenus sont fécondés en laboratoire avec le sperme du conjoint ou d'un donneur. Les embryons sont ensuite cultivés jusqu'au 5ème ou 6ème jour, au stade de blastocyste.
Biopsie embryonnaire: Une biopsie est réalisée sur chaque embryon pour prélever quelques cellules destinées à l'analyse génétique. La biopsie est généralement effectuée au stade blastocyste. Il existe deux types d'approche pour le DGP, soit sur des embryons, soit directement au départ des ovules.
- DGP avec embryons: Le DGP avec des embryons est réalisé lorsque ceux-ci se trouvent, de préférence, au stade blastocyste (entre le cinquième et le sixième jour après la fécondation) ou lors de la phase de 6-8 cellules, en fonction de la qualité et de la quantité des embryons. Pour étudier leur matériel génétique, une biopsie de chaque embryon est réalisée. La biopsie al embryon analyse la partie externe pour laisser intacte la partie qui donnera lieu au bébé. De nombreux travaux scientifiques ont démontré un taux de corrélation élevé entre les deux.
- DGP au départ des ovules: Le DGP réalisé au départ des ovules permet de détecter des maladies génétiques ou chromosomiques au niveau de l'ovule, avant que l'embryon ne se forme. Une partie de l'ovule, à savoir le corpuscule polaire, est analysée. C'est pourquoi cette analyse ne permet de détecter que des pathologies héréditaires au niveau de la mère. Une biopsie est réalisée, et dès que le corpuscule polaire est extrait, les ovocytes sont inséminés à l'aide d'une micro-injection intracytoplasmique d'un spermatozoïde (ICSI). Après deux jours, le résultat génétique du corpuscule polaire est obtenu.
Analyse génétique de l'embryon: Le matériel génétique extrait est analysé pour détecter des altérations génétiques ou chromosomiques.
Transfert embryonnaire: Un ou deux embryons sains, c'est-à-dire non atteints par la maladie recherchée, sont sélectionnés et transférés dans l'utérus de la femme. Les embryons restants peuvent être cryoconservés pour une utilisation ultérieure.

Avantages du DPI

Le DPI offre plusieurs avantages significatifs :

Prévention des maladies héréditaires: Le DPI permet d'éviter la transmission de maladies héréditaires graves aux enfants.
Amélioration des taux de grossesse: En sélectionnant des embryons sains, le DPI augmente les chances d'implantation et de grossesse réussie, notamment chez les couples ayant des antécédents d'échecs de FIV ou de fausses couches.
Réduction du temps nécessaire pour obtenir une grossesse.
Amélioration du bien-être psychologique des parents.
Diminution du risque de fausse couche.
Un coût inférieur.
Éviter le transfert d’embryons qui ne s’implanteraient pas.

Inconvénients et limites du DPI

Malgré ses avantages, le DPI présente également certains inconvénients et limites :

Caractère invasif: La biopsie embryonnaire est une procédure invasive qui, bien que généralement sûre, comporte un faible risque d'endommager l'embryon.
Risque de mosaïcisme embryonnaire: Le DPI analyse seulement quelques cellules de l'embryon, ce qui peut ne pas refléter la composition génétique de l'ensemble de l'embryon. Le mosaïcisme embryonnaire, où l'embryon contient à la fois des cellules normales et des cellules anormales, peut rendre l'interprétation des résultats plus complexe.
Cycle sans transfert: Il existe un risque que tous les embryons soient chromosomiquement anormaux, ce qui empêcherait tout transfert.
Difficulté de décision: De nombreux couples ont du mal à prendre la décision d'analyser leurs embryons, que ce soit pour des raisons éthiques ou émotionnelles.
Méthode de screening.
Un coût élevé.

Altérations chromosomiques détectables par le DPI

Le DPI permet de détecter différents types d'anomalies chromosomiques structurelles, telles que :

Délétions: Perte d'une partie d'un chromosome.
Translocations: Transfert d'une partie d'un chromosome vers un autre chromosome. Une translocation réciproque équilibrée se produit lorsque la réorganisation ne produit ni perte ni gain de matériel chromosomique. Dans le cas contraire, la réorganisation entraîne une perte ou un gain de matériel chromosomique.
Duplications: Augmentation du nombre de copies d'une région chromosomique.
Insertions: Insertion d'une partie d'un chromosome dans une position inhabituelle dans le même chromosome ou dans un autre.
Inversions: Rupture d'une partie du chromosome à deux niveaux, suivie d'une rotation à l'envers du segment intérieur avant de se réunir.
Chromosomes en anneau: Rupture des extrémités d'un chromosome et jonction pour former un anneau.
Fusion robertsonienne: Fusion de deux chromosomes acrocentriques (avec un seul bras), entraînant la perte des extrémités et la formation d'un seul chromosome.

DPI et sélection du sexe

Selon la législation de certains pays, la sélection du sexe n'est autorisée qu'à des fins thérapeutiques, notamment pour éviter les maladies liées au chromosome sexuel X (hémophilie, dystrophie musculaire de Duchenne, syndrome de l'X fragile).

L'édition génétique embryonnaire : une perspective d'avenir

Des avancées récentes dans le domaine de l'édition génétique, notamment grâce à la technique CRISPR-Cas9, ouvrent de nouvelles perspectives pour la correction de gènes défectueux directement dans les embryons humains. Bien que ces travaux soient encore à un stade préliminaire, ils suscitent un grand intérêt et soulèvent d'importantes questions éthiques.

L'édition génétique consiste à modifier le génome à volonté. La technique CRISPR-Cas9, découverte par une équipe franco-américaine, fonctionne comme des "ciseaux moléculaires" capables de supprimer des parties indésirables du génome et de les remplacer par de nouveaux morceaux d'ADN sains.

Des expériences ont été menées pour corriger le gène porteur de cardiomyopathie hypertrophique, une maladie héréditaire qui provoque un épaississement du cœur et peut entraîner une mort subite. Les résultats ont montré un taux de réussite prometteur, avec une correction du gène dans une proportion significative d'embryons.

Considérations éthiques

L'édition génétique embryonnaire soulève des questions éthiques complexes, notamment en ce qui concerne la sécurité de la technique, le risque d'effets indésirables non voulus et la possibilité de dérives eugénistes. Il est essentiel de mettre en place un cadre réglementaire strict pour encadrer ces pratiques et garantir qu'elles soient utilisées de manière responsable et éthique.

De nombreux organismes et institutions scientifiques et éthiques estiment qu'il est actuellement inenvisageable de recourir à ce type d'intervention chez un embryon qui serait destiné à faire naître un enfant, faute de garanties d'efficacité et de sécurité suffisantes.

Statut de l'embryon et recherche en France

En France, l'embryon n'a pas d'existence juridique. Seule la naissance d'un enfant confère un statut. La recherche sur l'embryon est autorisée depuis 2013, sous conditions et sous contrôle de l'Agence de la biomédecine. Elle doit s'exercer dans le plus grand respect dû à l'embryon lui-même, aux couples donneurs et pour éviter des dérives.

Les embryons utilisés pour la recherche peuvent provenir de FIV et présenter des anomalies précoces de leur développement, avoir fait l'objet d'un DPI et être porteurs d'une altération génique ou chromosomique, ou être des embryons surnuméraires qui ont été congelés à l'occasion d'une FIV mais qui ne font plus l'objet d'un projet parental. Dans tous les cas, le don d'embryons à la science n'est possible qu'avec le consentement du couple.

Il existe trois types de recherches possibles sur l'embryon : la recherche fondamentale, la recherche préclinique et la recherche clinique. Les embryons ne sont pas transférés dans l'utérus et sont détruits après la recherche, sauf dans le cas de recherches cliniques où des embryons ayant fait l'objet d'une recherche à l'occasion d'une PMA peuvent être transférés dans l'utérus, quand les conditions sont réunies.

tags: #altérations #génétiques #embryons #information

Altérations Génétiques Embryonnaires : Informations Essentielles sur le Diagnostic Préimplantatoire (DPI)