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Génétique médicale

par S. GILGENKRANTZ

les activités hospitalo-universitaires à Nancy (1975-2005)

La génétique occupe aujourd’hui une place considérable en médecine. Pourtant, elle ne s’est individualisée que très lentement en biologie humaine. Incluse tout d’abord dans l’Anatomie, puis dans l’Histologie-Embryologie, son avènement a encore été retardé par la tentation eugéniste du XIXème siècle et surtout par son avatar, le racisme, avec son effroyable conséquence, le génocide perpétré par l’Allemagne nazie.

C’est ainsi qu’en France, la génétique médicale n’a été reconnue comme spécialité médicale au sein du Conseil National des Universités qu’en 1983. Pourtant, de nombreux médecins, pédiatres et biologistes s’étaient impliqués dans des recherches sur les maladies héréditaires.

A Nancy, le Pr. Nathan NEIMANN avait effectué des études de génétique clinique au service de pédiatrie. Aussi, en 1959, dès qu’il eut connaissance de la découverte de la trisomie 21, montrant la présence d’un chromosome surnuméraire dans une maladie congénitale jusqu’alors appelée mongolisme, il souhaita que soient réalisés des caryotypes à Nancy.

NAISSANCE DU LABORATOIRE DE CYTOGENETIQUE

L’obtention de mitoses en métaphase, mise au point par Marthe GAUTIER et Jérôme LEJEUNE dans le service de pédiatrie du Pr. Raymond TURPIN à l’hôpital Trousseau à Paris, nécessitait des cultures cellulaires. Or, le service de virologie du Laboratoire Central, sous la direction du Pr. Emile DE LAVERGNE, avait une bonne pratique de ces techniques. Quelques années auparavant, la culture des virus, ainsi que la mise au point de vaccins (pour lutter en particulier contre les épidémies de poliomyélite) avaient été obtenues sur cultures de rein de singe et de lignées continues (cellules HeLa et KB).

Après un stage à l’hôpital Trousseau au service du Pr. TURPIN, en 1960, la mise au point de cultures de fibroblastes provenant de biopsies cutanées de malades suspects d’anomalie chromosomique numérique permit de réaliser des caryotypes dès 1961. En 1962 un embryon de laboratoire, créé par le Dr. Simone GILGENKRANTZ, alors assistante des hopitaux, pouvait répondre aux demandes des différents services hospitaliers.

S. GILGENKRANTZ était aidée de Marie-Thérèse LE MOYNE qui avait commencé sa carrière au Laboratoire Central créé par le Dr. VERAIN. Dotée d’un baccalauréat et d’une solide culture générale, M-T LE MOYNE s’était révélée une collaboratrice précieuse pour le Dr. VERAIN, puis pour le Pr. DE LAVERGNE. C’est avec beaucoup de dévouement qu’elle accepta la tâche supplémentaire que représentaient les techniques cytogénétiques, en plus des activités de virologie.

Afin d’éviter la biopsie, assez douloureuse pour les enfants en particulier, la technique de culture de lymphocytes du sang circulant, proposée par PS MOORHEAD dès 1960, se substitua peu à peu à la culture de fibroblastes (thèse méd Nancy 1960 M MONIER).

LE LABORATOIRE DE CYTOGENETIQUE AU CRTS

Mais c’est surtout à partir de 1964, date de son transfert au Centre Régional de Transfusion Sanguine (CRTS), dirigé par le Pr. François STREIFF, que le laboratoire de génétique put se développer pleinement. Son implantation au sein de cet établissement se justifiait sur le plan matériel. Les techniques de cytogénétique nécessitaient en effet une laverie ainsi qu’un équipement de stérilisation et de lyophilisation qui existaient au CRTS puisque tous les produits de transfusion étaient conditionnés à l’époque en flacons de verre. En plus de cet équipement, le laboratoire réussit à se doter d ‘un photomicroscope et du matériel nécessaire ainsi que d’une documentation précieuse pour tous les chercheurs intéressés par cette discipline.

La découverte du chromosome de Philadelphie (1960) attira l’attention sur les anomalies chromosomiques acquises en hématologie. Le CRTS comportait alors toutes les disciplines hématologiques (cytologie, immuno-hématologie, hémostase, biochimie), ce qui en faisait un véritable institut d’hématologie. C’est pourquoi des recherches furent rapidement entreprises sur les leucémies myéloïdes chroniques afin de conforter le diagnostic cytologique. Toutefois, il fallut attendre les années 1980, avec la découverte des gènes de fusion, pour que la cytogénétique hématologique devienne une discipline à part entière. En France, une structure fut créée en 1979 au sein de la Société française d’Hématologie : le Groupe Français de Cytogénétique Hématologique (GFCH). Marie-José GREGOIRE, nommée assistante au CRTS fut chargée de l’activité de cytogénétique hématologique et prit dès cette époque des responsabilités à l’échelon national.

LES BIOTECHNOLOGIES A L’ERE ARTISANALE

Dans les années 1960, le matériel utilisé dans le laboratoire de cytogénétique était composé essentiellement de verrerie (flacons, tubes à lamelle) soigneusement lavée, rincée à l’eau distillée, séchée sur des portoirs et stérilisée à l’autoclave. Les pipettes pasteur, étirées à la flamme d’un bec Bunsen, servaient à la distribution des milieux nutritifs. A ceux-ci (milieu 199 de Parker, entre autre) venaient s’ajouter du plasma de coq et des extraits d’œufs embryonnés. Enfin, pour les cultures de lymphocytes du sang circulant, l’addition de phytohémagglutinine (PHA) amplifiait le nombre des mitoses. Il va sans dire que ces produits étaient confectionnés artisanalement in situ. Le plasma de coq fut d’abord obtenu par prélèvement sous l’aile d’un pensionnaire dont la voix et le comportement fantasque finirent par lasser le personnel. Il fallut avoir recours à un élevage avicole (situé à Velaine-En-Haye, 54840) dont l’air ambiant, agité de battements d’ailes innombrables, ne favorisait pas la stérilité des prélèvements. Des couveuses artificielles où les œufs étaient retournés chaque jour manuellement permettaient d’obtenir des embryons de poulet qui étaient réduits en bouillie par passage à travers une seringue. Enfin, la PHA était obtenue grâce à l’achat au marché - au temps de la récolte à l’automne -, de deux mesures (un kilo environ) de « Roi des Verts » de la maison Vilmorin (fondée en 1742, cette ancienne société de semences peut s’enorgueillir aussi d’avoir fourni, par l’intermédiaire de Maurice de VILMORIN, des plantes d’origine chinoise à Emile Gallé). Une fois ces flageolets frais passés au mixer, les broyats bruts étaient ensuite lyophilisés dans des ampoules scellées. Au modique prix d’un kilo de flageolets, elles constituaient, faut-il le souligner, la réserve de PHA pour toute une année de culture !

UN SUJET CONTROVERSE : LE DIAGNOSTIC PRENATAL

Lors du congrès international de génétique humaine, qui eut lieu à Paris en 1971, la possibilité de prélever du liquide amniotique en cours de grossesse pour analyser le caryotype de l’enfant à naître, ainsi que les nouvelles pratiques d’échographie foetale furent évoquées. Les premiers diagnostics prénatals (DPN) avaient déjà été effectués aux USA, et certains avaient été suivis d’interruption de la grossesse en raison d’une anomalie chromosomique du fœtus, en particulier dans les cas de trisomie 21. En France, le Pr. Jérôme LEJEUNE, chef de file des cytogénéticiens français et premier auteur de la publication princeps sur la trisomie 21 était opposé au diagnostic prénatal (DPN). L’interruption de grossesse était en effet contraire au rôle du médecin qui est de soigner et de guérir, et incompatible avec le serment d’Hippocrate. Cependant, les couples chez lesquels une translocation équilibrée avait été dépistée souhaitaient vivement pouvoir recourir au DPN. Nombreux étaient ceux qui préféraient renoncer à une nouvelle grossesse plutôt que de courir le risque de donner à nouveau naissance à un enfant polyhandicapé. Pour la première fois, les médecins, en particulier les gynécologues et les généticiens, se trouvaient devant un dilemme extrêmement délicat. Les prises de position catégoriques et l’intransigeance du Pr. J LEJEUNE entraînèrent, dans les rangs des cytogénéticiens français, un certain désarroi et une dispersion. En France, le premier diagnostic prénatal fut réalisé en 1970 par Joëlle et André BOUE au service du Pr. Robert DEBRE (centre international de l’enfance, château de Lonchamps, Paris 75016).

En accord avec les services de gynécologie-obstétrique, certains laboratoires de Paris et de province commencèrent à pratiquer des diagnostics prénatals qui pouvaient être suivi, en cas d’anomalie du fœtus par une interruption de grossesse. La loi du 17 janvier 1975 rendit officiellement légale la décision d’interruption médicale de la grossesse pour anomalie grave et incurable au moment du diagnostic. Toutefois, bien que la technique ait été mise au point au laboratoire de cytogénétique de Nancy, il n’a pas été possible de pratiquer des DPN avant 1980, en raison du refus du Pr. RICHON d’effectuer des interruptions de grossesse à la maternité régionale. Pendant une dizaine d’années, les femmes à risque durent donc, quand elles en avaient les moyens, se rendre à Paris afin d’être prises en charge dans de bonnes conditions. Dès l’entrée en fonction du Pr. Michel SCHWEITZER comme chef de service à la Maternité, les DPN purent être réalisés, avec, par la suite l’assistance du service d’échographie fœtale (Dr. Pierre DROULLE). Puis des diagnostics plus précoces furent obtenus par des prélèvements de villosités choriales effectués par le Dr. Philippe LEMARIE, au service de gynécologie obstétrique du Dr. Pierre MANINI, grâce à une collaboration avec l’hôpital Bon-Secours à Metz. Un Centre Régional de Biologie Prénatal (CREBIOP) fut créé jusqu’à la prise en charge à l’échelon national de toutes les activités de DPN en France. Lorsqu’elles furent nécessaires (loi dite de bioéthique 1994), les autorisations ministérielles furent obtenues pour assurer le DPN chromosomique et moléculaire au sein du laboratoire.

L’EVOLUTION DES TECHNIQUES

Le nombre des demandes de caryotypes s’est accompagné d’une diversification des techniques : techniques de bandes pour mieux identifier les chromosomes, suivies par les techniques dites de haute résolution. La mise en évidence de la réplication de l’ADN dans les chromosomes fut possible, d’abord par autoradiographie après marquage à la thymidine tritiée, puis par hybridation in situ en fluorescence. Enfin, la recherche de la localisation des gènes sur les chromosomes nécessitait de nouvelles techniques moléculaires. C’est pourquoi il était nécessaire d’augmenter l’effectif - composé d’une seule technicienne de 1964 à 1967. Celui-ci est donc passé progressivement à 4, puis à 6 vers 1990. Pour les encadrer, une docteure en sciences, Michèle CHERY, fut recrutée en 1980. Elle aida considérablement à la mise au point des techniques et à la bonne marche du laboratoire pendant 19 ans.

LE LABORATOIRE DE GENETIQUE MOLECULAIRE

En 1985, une bourse était attribuée à un chercheur nancéien pour une formation en génétique moléculaire, afin de réaliser des études sur les familles de la région lorraine ayant des enfants atteints de myopathie. Brigitte LEOTARD, alors ingénieure au laboratoire du Pr. Claude VIGNERON au CRTS fit un stage d’une année au laboratoire de Claudine JUNIEN (INSERM U 73). Dès son retour les premières études familiales furent effectuées sur des familles lorraines. En 1987, 27 familles avaient été analysées par étude des haplotypes. Cette même année, le gène fut isolé, ce qui simplifia l’étude des familles et l’identification des garçons atteints. Par la suite le DPN fut appliqué à de nombreuses autres maladies moléculaires graves (mucoviscidose, maladie de l’X fragile…), dès que la localisation sur les chromosomes ou l’isolement du gène rendait possible le diagnostic. Grâce à l’aide de l’Association française de lutte contre la myopathie (AFM), de nombreux projets purent être menés à bien au laboratoire de génétique de Nancy. Une bourse fut attribuée à Christophe PHILIPPE, docteur en sciences, pour parfaire sa formation à Oxford (UK) dans le prestigieux service du Dr. Anthony MONACO. A son retour, Christophe PHILIPPE fut intégré à l’équipe d’abord comme ingénieur, puis comme maître de conférences.

L’AFM fournit une importante contribution financière pour l’installation d’une banque de génomes anormaux - mise à la disposition de la communauté scientifique - avec extension des locaux existant. Elle fut inaugurée en 1995.

LE LABORATOIRE DE GENETIQUE DEPUIS 1995

En 1995, au départ du Pr. Simone GILGENKRANTZ, le Dr. Philippe JONVEAUX, qui avait une solide formation de généticien, à la fois chromosomique et moléculaire, prenait la responsabilité de laboratoire de génétique. Les progrès continus de la génomique et des biotechnologies appliquées à l’étude des chromosomes ont conduit le laboratoire à développer de nouveaux outils diagnostiques. L’activité s’est diversifiée et le nombre de diagnostics a augmenté régulièrement, nécessitant de renforcer l’équipe de génétique en terme de praticiens et de personnel technique. Actuellement le laboratoire de génétique du CHU de Nancy, dirigé par le Pr. JONVEAUX, regroupe une quarantaine de personnes. La génétique médicale étant une discipline au carrefour de toutes les spécialités, le laboratoire a su tisser des liens étroits avec nombre de services du CHU (pédiatrie, dermatologie, gastro-entérologie, endocrinologie, hématologie…), ainsi qu’avec d’autres établissements : la Maternité Régionale pour les activités de diagnostic prénatal et de procréation médicalement assistée, et le Centre Alexis Vautrin avec le développement très fort d’un axe d’oncogénétique. Au-delà de la région, le laboratoire de génétique a été reconnu par le Ministère de la Santé, centre de recours pour les analyses d’oncogénétique du cancer du sein et du côlon, et centre de référence pour le diagnostic des retards mentaux (gène MECP2 dans le syndrome de Rett, entre autres). Des projets de recherche clinique et d’innovation technologique (telles les puces à ADN) sont régulièrement conduits par le laboratoire de génétique au sein de réseaux régionaux et nationaux.

CONCLUSION

Comme de nombreuses spécialités médicales, la cytogénétique, puis la génétique moléculaire se sont individualisées au cours de la seconde moitié du XXème siècle. D’abord oeuvre de pionniers, la génétique biologique devint une discipline à part entière, reconnue au sein du Conseil National des Universités. A Nancy, fragile extension du laboratoire de virologie à ses débuts, le laboratoire de génétique connut un développement considérable ; l’explosion des biotechnologies a beaucoup contribué à son épanouissement. Bien que rattaché quelque temps au CRTS, il est revenu désormais à son point d’ancrage naturel, au sein du CHU. Au service des malades, il est actuellement indispensable à de très nombreuses disciplines médicales