Polynucléaires neutrophiles : le noyau et ses anomalies

 1. Les lobes nucléaires des PNN à l’état normal (formule d’Arneth)

  • Polynucléaire neutrophile mature : 2 à 5 lobes nucléaires reliés soit par un fil de chromatine soit par un pincement dépassant la moitié de l’épaisseur nucléaire
  • Le nombre de lobes d’un PNN semble déterminé pour une cellule donnée, et ne correspond pas réellement à un niveau de maturité ou d’immaturité
  • Il n’y a pas d’explication fonctionnelle quant à l’utilité de la lobulation nucléaire.

Chez le patient sain :

  • 5 % des granulocytes ont un noyau non segmenté (intermédiaire entre méta et poly, ou band cells)
  • 35 % des granulocytes ont 2 lobes
  • 40 % des granulocytes ont 3 lobes
  • 15-20 % des granulocytes ont 4 lobes
  • < 5 % des granulocytes ont 5 lobes et plus

Cette répartition en % des PNN en fonction du Nb de lobes nucléaires s'appelle formule d’Arneth

  

2. Hypersegmentation nucléaire

  • Si > 10 % de granulocytes avec 5 lobes et plus = on parle de "déviation à droite de la formule d’Arneth".
  • L’hyperlobulation est souvent (mais pas toujours) associée à une augmentation de taille.
  • Les macropolycytes ou pléiocaryocytes sont des PNN de grande taille (diamètre parfois > 20 µm) avec 6-15 lobes nucléaires.
  • Remarque : segmentation nucléaire un peu plus importante dans les populations originaires d’Afrique subsaharienne.
  • Remarque : Quand l’hypercondensation de la chromatine prédomine sur l’hyposegmentation nucléaire, on évoque une (hyper)condensation de la chromatine des granulocytes

2.1. Carences en vitamine B12 (Biermer, autres), carence en folates

  • Le mécanisme de la polysegmentation n’est pas connu, mais ils ne proviennent pas des métamyélocytes géants. Ils persistent 8-10j après le début du traitement spécifique
Neutrophiles avec noyau hypersegmenté : carence en vitamine B12
PNNhypersegm

2.2. Médicaments, chimiothérapies

  • Hydroxyurée : hypersegmentation nucléaire quasi-constante (associée à une macrocytose érythrocytaire)

  • Methotrexate, parfois autres chimiothérapies (5 FU, As2O3, autres)

  • Timethoprime-sulfaméthoxazole 

  • Liens : observation 30

2.3. Autres situations (plus rares)

  • Hyperthermie maligne (température corporelle > 42°C)
  • Overdose à la cocaïne, aux amphétamines (aspect botryoïde du noyau)
  • Occasionnellement : insuffisance rénale aiguë, PTI traité par corticoïdes, carence en fer (en réalité une majorité de PNN avec 4-5 lobes plutôt que 3-4), Covid19....
  • Hypersegmentation familiale du noyau des neutrophiles : exceptionnelle [situation non pathologique, associée à un gigantisme cellulaire (dominante non liée au sexe), ou non (transmission autosomale dominante : dans le myélokathexis les lobes nucléaires sont reliés par des ponts chromatiniens très longs et très fins) 
  • Artéfact : lobes dissociés par étalement sur lames de verre trop chaudes, prélèvement sanguin sur citrate trisodique (hyperlobulation du noyau de tous les leucocytes, très nette sur les lymphocytes)
  • L’hypersegmentation du noyau des PNN est rare au cours des myélodysplasies et des LA myéloblastiques.

3. Hyposegmentation nucléaire

  • Rappel : la myélémie se définit par un nombre de métamyélocytes + myélocytes ≥ 2% . Les divers stades (méta, myélo, promyélocytes) sont comptés en % et inclus dans la formule leucocytaire : souvent le nombre de PNN hypolobés est élevé.
  • Métamyélocyte : aspect de PNN mais le noyau est allongé et à bords parallèles (aspect +/- en saucisse ou en banane)
  • « Band cell » : aspect de PNN mais le noyau est allongé avec bords +/- parallèles, sans lobes nets (les pincements du noyau ont une épaisseur < à la moitié de l'épaisseur du noyau).
  • Band cell, ou PNN juvénile ou « Stab cell » ou « stab »: sont des terminologies utilisées dans les pays anglo-saxons, sans usage courant en France
  • Hyposegmentation du noyau des granulocytes = si > 25 % de granulocytes matures avec noyau ≤ 2 lobes

Au cours des infections bactériennes (le plus souvent sévères, sepsis), associées ou non à une myélémie

  • Parfois le noyau présente une segmentation inhabituelle (noyau allongé avec un renflement et chromatine mature)

Au cours de toutes les situations associées à une myélémie vraie

  • Description occasionnelle au cours de : infections virales diverses, infection VIH (Vanhook AJCP 1985, 84 : 248-251), insuffisance thyroïdienne, agranulocytose, paludisme, réaction leucémoïde des cancers, certains médicaments (voir également = hypercondensation de la chromatine), …

Hyposegmentation constitutionnelle du noyau des granulocytes = anomalie de Pelger-Hüet

  • Affection très rare et asymptomatique, à transmission autosomique dominante. Les PNN sont fonctionnellement normaux

  • Le noyau de la majorité des PNN matures est bilobé : 2 lobes ronds ou ovalaires reliés par un fil de chromatine (aspect en « pince-nez »). Parfois quelques neutrophiles ont un noyau ovalaire non lobé.

  • La condensation chromatinienne est augmentée (visible également sur les lymphocytes et monocytes)

Anomalie de Pelger-Hüet acquise, ou pseudo-Pelger-Hüet

  • Ressemble à la forme constitutionnelle, mais limitée à une partie des neutrophiles sanguins et médullaires : neutrophiles avec noyau d'aspect en pince-nez ou à noyau rond ou ovalaire (cytoplasme souvent vacuolisé et hypogranulaire) avec chromatine nettement condensée 

  • Rencontrée au cours des hémopathies myéloïdes : LAM/SMD avec dysplasie importante et/ou caryotype complexe, ou dans la LMC (anomalie observée en phase accélérée ou blastique).

  • Si l'hyposegmentation nucléaire est fréquente dans les SMD (= signe non spécifique de myélodysplasie), la présence de neutrophiles avec aspect en pince-nez + neutrophiles avec noyau arrondi et cytoplasme vacuolisé/dégranulé doit faire évoquer une anomalie chromosomique 17p avec perte d’expression du gène p53.

Déficit constitutionnel en lactoferrine (exceptionnel)

 

PNN-hyposegm-infect PNN-Hyposegm-SMD PNN-Pelger-constit
Hyposegmentation nucléaire au cours d'un sepsis Hyposegmentation nucléaire au cours d'un syndrome myélodysplasique Hyposegmentation constitutionnelle du noyau des granulocytes : anomalie de Pelger-Hüet

 

 

4. Hypercondensation de la chromatine nucléaire.

  • Les mottes de chromatine sont très nettement individualisées et entourées d’espaces clairs (= chromatine dissociée).
  • Anomalie le + souvent associée à une hyposegmentation nucléaire.

Hypercondensation de la chromatine nucléaire induite par certains traitements 

  • divers immunodépresseurs (surtout mycophénolate mofetil)

  • autres chimiothérapies

  • L’anomalie apparait inconstamment (< 5 % des pts traités).

Syndrome de condensation anormale de la chromatine

  • Forme particulière et rare de syndrome myélodysplasique, associant hyperleucocytose modérée avec polynucléose et myélémie. Une partie des neutrophiles présente une condensation excessive de la chromatine. Les précurseurs granulocytaires ne présentent pas l'anomalie nucléaire.

PNN-condens-aN-chr-chimio PNN-condens-aN-chrom-Cellcept
Condensation chromatinienne excessive (polychimiothérapie pour LNH haut grade) Condensation chromatinienne excessive (traitement par mycophénolate mofétil chez un greffé rénal)

 

Remarque : quand la qualité de la fixation/coloration MGG n’est pas optimale, l’aspect hyposegmenté du noyau demeure visible mais lpas 'anomalie de condensation chromatinienne.

5. Autres anomalies nucléaires

Neutrophiles géants avec noyau +/- rubanné.

  • Dans le sang : carences aiguës en folates (contexte de réanimation ; souvent neutropénie associée).
  • Dans la moelle osseuse : carence en vitamine B12 ou en folates

Diverses anomalies correspondant à la myélodysplasie des SMD et certaines LAM

  • Segmentation nucléaire anormale, avec pseudo-caryoschizes (voir plus loin)
  • Présence de pochettes nucléaires (visible aussi post-chimiothérapie) correspondant à une invagination de cytoplasme dans le noyau
  • Noyau en anneau

Noyau en gouttelette

  • nécrobiose des états septiques

 

6. Caryoschizes, drumsticks, et sexe chromatinien (X dormant)

  • Chez la femme saine l’un des deux chromosomes X est inactivé et a tendance à être expulsé du noyau des cellules. Deux à trois % des PNN sanguins montrent un appendice qui ressemble à une baguette de tambour (« drumstick ») = petite boule de chromatine reliée au noyau par un fil de chromatine.
  • Le nombre de drumsticks sur un PNN est égal au nombre de chromosomes X présents moins 1 = permet d’évoquer certaines anomalies constitutionnelles du nombre de chromosomes X (3 drumsticks sur plusieurs PNN si tétrasomie X)

 

Remarque. Les drumsticks ne sont pas tous faciles à identifier : chez la femme et chez l’homme on observe sur le noyau de quelques PNN une petite expansion de chromatine assez proche du « drumstick ».

 

  • Des structures apparentées aux drumsticks s’observent dans diverses circonstances :
    • Trisomie 13 : nombre élevé de caryoschizes (expansions nucléaires +/- proches des drumsticks).
    • Polynucléoses neutrophiles infectieuses,
    • Chimiothérapies,
    • Syndromes myélodysplasiques.
    • Il existe une exceptionnelle caryoschizose héréditaire.

7. Fragments nucléaires présents dans le cytoplasme

  • Visibles dans le cytoplasme de quelques PNN : souvent 1 seul par PNN, d’aspect assez superposable à celui d’un corps de Howell-Jolly.
  • On en observe au cours de :
    • Infection VIH (patients traités, parfois patients non traités)
    • Diverses chimiothérapies (mycophénolate mofetil, tacrolimus, chrorambucil, azathioprine, autres)

8. Synthèse 

Hypersegmentation nucléaire :

  • Carence en vitamine B12, en folates
  • Chimiothérapies (Hydroxyurée ++, autres)
  • Divers (artéfact, hyperthermie maligne, …)

Hyposegmentation nucléaire :

  • Anomalie de Pelger-Hüet :
    • constitutionnelle (exceptionnelle)
    • acquise (SMD / LAM ; LMC accélérée)
  • Diminution du Nb de lobes
    • infections/régénérations médullaires
    • association à une myélémie

Condensation excessive de la chromatine nucléaire : 

  • Origine médicamenteuse (immunodépresseurs, autres)
  • Syndrome de condensation anormale de la chromatine (SMD rare)

Autres anomalies :

  • PNN géants avec noyau rubanné 
    • dans le sang : carence aiguë en folates (infection ?)
    • dans la MO : carences en B12 ou en folates
  • Anomalies diverses : SMD

Caryoschizes, drumsticks, X dormant

Inclusions évocatrices de corps de Howell-Jolly (intraneutrophiles) : infection VIH, chimiothérapies