L’hybridation in situ fluorescente, également connue sous le nom d’hybridation in situ fluorescente, est plus communément appelée FISH. C’est une technique qui consiste à utiliser un court brin d’ADN marqué avec un colorant fluorescent pour détecter des anomalies génétiques. FISH permet aux chercheurs de visualiser rapidement et avec précision des chromosomes, des parties de chromosomes ou des gènes spécifiques. Ceci est souvent utilisé pour déterminer le pronostic et le traitement de certaines maladies, en particulier les cancers.
FISH est utilisé pour déterminer si les chromosomes présentent des anomalies. Cela peut inclure des délétions chromosomiques, des réarrangements ou des translocations, dans lesquels deux chromosomes ont des segments intervertis. FISH permet également aux chercheurs de visualiser des gènes spécifiques. Il peut déterminer si un certain gène est présent, où il se trouve sur les chromosomes et si plusieurs copies sont présentes. C’est ce qu’on appelle la cartographie génétique.
La constitution génétique d’une personne est contenue dans son ADN, qui se trouve dans le noyau de toutes ses cellules. L’ADN a deux brins qui sont complémentaires l’un de l’autre. En d’autres termes, ils ont des molécules appelées paires de bases qui correspondent exactement. Les gènes sont des segments d’ADN qui ont une séquence particulière de paires de bases et sont situés sur des zones spécifiques des chromosomes. Les gènes sont hérités et déterminent le fonctionnement des cellules, mais ils peuvent également devenir mutés si la séquence des paires de bases d’ADN change.
La technique d’hybridation fluorescente in situ profite de la complémentarité des brins d’ADN. Les enquêteurs créent d’abord une sonde. Il s’agit d’un court brin d’ADN simple qui est complémentaire à la séquence génétique recherchée par l’investigateur. La sonde est ensuite marquée ou attachée à un colorant fluorescent.
Les cellules provenant de tissus malades, comme une biopsie tumorale, constituent généralement l’échantillon à examiner par FISH. L’échantillon est chauffé pour dénaturer l’ADN dans les noyaux des cellules. Cela signifie que les doubles brins d’ADN dans les cellules de l’échantillon se séparent pour former des brins simples. Une sonde FISH spécifique est ensuite hybridée avec l’échantillon. En d’autres termes, le simple brin de la sonde est introduit et fusionne avec son simple brin complémentaire dans les cellules échantillons dénaturées.
À l’aide d’un microscope à fluorescence spécial, le chercheur examine l’échantillon. Si le gène ou le chromosome spécifique est présent dans les cellules de l’échantillon, il apparaîtra sous la forme d’une lumière fluorescente sur un fond plus sombre. Les chercheurs peuvent facilement voir si le gène est présent ou non, et si c’est le cas, combien de copies du gène se trouvent dans chaque cellule. Si le chercheur cherche l’emplacement d’un gène, il peut voir où il se trouve sur le chromosome. Un microscope optique ordinaire ne peut pas être utilisé avec FISH, car le colorant fluorescent émet un très faible niveau de lumière.
L’utilisation de l’hybridation d’ADN avec des sondes a été réalisée pour la première fois dans les années 1960 ; cependant, les sondes ont été marquées avec des substances radioactives plutôt que des substances fluorescentes. Cela a eu plusieurs problèmes. Les substances radioactives sont intrinsèquement instables, dangereuses et nécessitent des protocoles spéciaux pour leur élimination. Il faut également beaucoup de temps pour mesurer le signal radioactif émis par la sonde hybridée. La technique d’hybridation fluorescente in situ surmonte la plupart de ces obstacles.
Si les enquêteurs savent quel gène ils recherchent, FISH le trouve rapidement et avec précision. La FISH peut également être effectuée même si les cellules ne se divisent pas activement, et elle fournit des informations plus spécifiques sur les anomalies des chromosomes. Des techniques plus conventionnelles, telles que le carotypage, indiquent simplement aux enquêteurs le nombre et la taille des chromosomes dans une cellule.
L’hybridation fluorescente in situ présente des inconvénients. Étant donné que la clé de FISH est de connaître la séquence de paires de bases et/ou l’emplacement d’un gène, il ne peut pas être utilisé comme outil de dépistage général. Elle est également plus chère que d’autres techniques moins spécifiques et peut ne pas être disponible dans tous les laboratoires ou hôpitaux.
Les avantages et les inconvénients de l’hybridation fluorescente in situ sont mieux décrits par l’exemple. FISH est couramment utilisé dans le diagnostic du cancer du sein pour déterminer si une patiente possède plusieurs copies d’un gène appelé HER2. Cela indique généralement une forme plus agressive de cancer du sein et que la patiente doit recevoir certains médicaments dans le cadre de son traitement. FISH peut être utilisé pour cela car la séquence de paires de bases et l’emplacement chromosomique du gène HER2 sont connus. En revanche, FISH ne peut pas être utilisé pour déterminer quel(s) gène(s) inconnu(s) a causé le cancer du sein, ou pour dépister le cancer du sein en général.