Cytogénétique. Étude cytogénétique d'une lignée permanente de leucocytes humains d'origine leucémique, par la méthode de dénaturation ménagée.
Mme Anne-Marie Venuat, MM. Bernard Dutrillaux, Claude Rosenfeld, Michel Paintrand et Jérôme Lejeune, présentée par M. Raymond Turpin.
C. R. Acad. Sc. Paris, t. 274, p. 3438-3441 (19 juin 1972) Série D.
Sommaire
L'analyse cytogénétique, par " dénaturation ménagée " d'une lignée cellulaire continue, établie à partir d'une leucémie myéloblastique aiguë chez une femme, met en évidence l'existence d'un certain nombre d'éléments " variants " et " invariants " communs aux différentes cellules étudiées.
La découverte de la coloration spécifique des chromosomes par les dérivés de la moutarde de quinacrine (1) a permis la reconnaissance de chromosomes marqueurs caractéristiques de la lignée HeLa, et d'un élément anormal dans une lignée lympho-blastoïde humaine (4).
L'étude par dénaturation ménagée d'une lignée continue de leucocytes humains, HUE, cultivée depuis 3 ans et 2 mois, à partir du sang d'une malade atteinte de leucémie aiguë myéloblastique montre l'existence de différents types d'anomalies chromosomiques, persistant au cours de l'évolution ultérieure de la culture.
Matériel et méthodes
Le début de la multiplication cellulaire visible, témoignant du passage en lignée continue, fut constaté le 18 avril 1968. La procédure technique fut antérieurement publiée (5). Le 30 août 1968,les 3/4 des cellules examinées par les techniques cytogénétiques classiques ont encore un caryotype apparemment normal et 1/4 possède un caryotype pseudodiploïde. La diminution de la fréquence des cellules euploïdes est ensuite régulièrement observée au cours de différents examens.
Le 8 juin 1971, date du premier examen par dénaturation ménagée, selon la méthode déjà décrite (2), il n'existe plus aucune cellule diploïde normale. Un second examen par dénaturation ménagée est efectué 8 mois plus tard.
Résultats
L'analyse du caryotype de 23 cellules examinées après 3 ans et 2 mois de culture donne les résultats suivants :
Aucune cellule ne possède un caryotype normal à 46, XX,
- Le nombre de chromosomes, par plaque métaphasique, varie de 41 à 70, avec une forte majorité à 45 et 46.
Si l'on excepte la cellule à 70 chromosomes, probablement hypotétraploïde.
- Les paires 5 et 7 sont observées dans tous les cas, les paires 9, 10, 15 et X dans tous les cas sauf 1, les paires 2 et 12 dans tous les cas sauf 2, et les paires 13, 16, 21 et 22 dans tous les cas sauf 3.
Ces éléments, toujours, ou presque toujours présents peuvent être considérés comme des éléments " invariants " communs.
Dans toutes les cellules examinées, l'un ou les 2 éléments de la paire 6 sont absents. Le plus souvent tous deux manquent et sont remplacés par des chromosomes 6 q+ ou par des dicentriques constitués plus ou moins complètement par ces 6q+ (fig.).
Dans toutes les cellules moins une, l'un des 20 est remplacé par un petit élément, qui peut correspondre à un 20, amputé de la moitié de ses bras (20 p - q -) (fig.).
Dans toutes les cellules sauf 4, l'un des chromosomes 4 porte une structure particulière de l'extrémité du bras court ; il peut s'agir soit d'une déspiralisation terminale (4ph), soit de la translocation, sur la bande terminale (4p+), de la région hétérochromatique provenant d'un autre chromosome (acrocentrique par exemple) (fig.).
Enfin, dans toutes les cellules sauf 6, 1 ou les 2 chromosomes 3 portent une déspiralisation de la région située entre la bande foncée médiane et la bande foncée distale du bras court, ou du bras long, ou des 2 bras ensemble (3 ph ou 3 qh) (fig.).
Cette déspiralisation qui peut n'atteindre qu'une seule des 2 chromatides semble entraîner parfois la perte du segment distal (3p - ou 3q -).
Mis à part quelques cas sporadiques résultant probablement de translocations, aucun autre remaniement de structure n'a pu être observé de façon systématique.
Un autre examen, effectué 8 mois plus tard, montre les mêmes remaniements de structure, et la même constance de certains éléments ; l'analyse précise des caryotypes est encore en cours.
fig. -
caryotype à 45 éléments montrant l'existence d'un chromosome 3 qh, d'un 4p+
d'un dicentrique composé de 2 chromosomes 6q+ et d'un 20 p - q -
(flèches)
Discussion
L'étude de cette lignée cellulaire, par dénaturation ménagée, permet de dégager 2 types d'informations :
- D'une part, la constance d'une grande partie du caryotype, dont les éléments " invariants " ont tendance à rester en nombre normal, et à ne pas subir de remaniements structuraux. Comparé aux accidents qui afectent les chromosomes " variants ", l'ensemble des malségrégations ou des remaniements atteignant ces éléments est d'une très faible fréquence. La distribution de ces événements rares est, de plus, particulière en ce sens qu'ils ne se répartissent pas au hasard, mais semblent se produire en groupe, dans les mêmes cellules.
Ces accidents sont peut-être le reflet d'une tentative d'évolution " buissonnante " relativement stationnaire, puisque le même profil de caryotype se retrouve à de nombreuses générations de distance.
- D'autre part, l'existence d'éléments " variants " communs, dont l'origine est ici clairement démontrée : ainsi, par exemple, à chaque fois qu'un élément anormal reconnu comme un 6q+ est observé, on n'observe, dans la cellule, qu'un seul 6 normal.
La déspiralisation des chromosomes 3 et 4 pourrait correspondre à ce qui a déjà été observé, après diverses contaminations virales, et par le virus d'EpsteinBarr en particulier (3), mais l'étude de la culture en microscopie électronique n'a pas permis de démontrer une infection de ce genre.
L'atteinte des chromosomes 3, qui touche, selon les cellules, de 1 à 4 chromatides, semble traduire l'existence d'un phénomène récurrent. Par contre, dans chaque cellule examinée, un seul des deux 4 est atteint ; ce qui traduit, ou bien le résultat d'un accident antérieur transmissible, ou bien l'existence d'un phénomène évolutif, mais qui ne peut atteindre les 2 éléments de la paire sans entraîner la mort cellulaire.
Les éléments dicentriques paraissent toujours formés, au moins partiellement, avec les 6q+. Bien qu'il soit difficile de l'affirmer, ils semblent provenir, plus pro- bablement de l'accolement des chromatides, comme dans le caryotype de la figure 1, entre les bras courts de l'un, et la partie remaniée des bras longs de l'autre, plutôt que d'une véritable translocation. Les 2 éléments constitutifs, appariés sélectivement à certains stades, pourraient se séparer à l'anaphase, ce qui expliquerait l'observation du même dicentrique dans des cellules séparées par de nombreuses générations, alors que cet élément ne devrait pas pouvoir se transmettre.
Au total, l'ensemble des anomalies observées montre que cette lignée cellulaire a subi ou subit encore des modifications par remaniements chromosomiques, beaucoup plus que par malségrégation. En effet, l'analyse fine des chromatides montre que des cellules de caryotype apparemment très anormal possèdent, en fait, un matériel chromosomique global peu différent de celui d'une cellule euploïde normale.
La précision de l'analyse chromosomique apportée par la méthode utilisée ici devrait trouver son application dans l'étude de toutes les tumeurs, en général, où elle permettrait peut-être de connaître de nouveaux mécanismes d'évolution du caryotype.
Références
(1) T. CASPERSSON, L. ZECH et C. JOHANSSON Exptl. Cell Res., 62, 1970, p. 490-492.
(2) B. DUTRILLAUX et J. LEJEUNE, Comptes rendus, 272, série D, 1971, p. 3638-3640.
(3) G. KOHN, V. DIEHL, W. J. MELLMAN, W. HENLE et G. HENLE, J. Nat. Cancer Inst., 41, 1968, p. 795-804.
(4) O. J. MILLER, D. A. MILLER, P. W. ALLDERDICE, V. G. DEW et M. S. GREWAL, cytogenetics, 10, 1971, p. 338-346.
(5) C. ROSENFELD, A. MACIEIRA-COELHO, A. M. VENUAT, C. JASMIN et T. Q. TUAN, J. Nat. Cancer, lnst., 43, 1969, p. 581-595.