H2024 - MMD1045 Génétique #8 GM 1de2 PDF

La génétique biochimique diapos : partie 1 de 2 Grant Mitchell, m.d. Médecin généticien CHU Sainte-Justine [email protected] La génétique biochimique: Plan • Intro : entre le gène et le patient (physiologie, biochimie, biologie cellulaire) • Principes du diagnostic et du traiteme...

La génétique biochimique diapos : partie 1 de 2 Grant Mitchell, m.d. Médecin généticien CHU Sainte-Justine [email protected] La génétique biochimique: Plan • Intro : entre le gène et le patient (physiologie, biochimie, biologie cellulaire) • Principes du diagnostic et du traitement: la phénylcétonurie (PCU) comme exemple • Sélection d’autres maladies métaboliques : – Mécanismes: exemples des grandes catégories : comprendre le mécanisme peut sauver des vies – Pertinence au Québec Entre le gène et le patient GÈNE ARNm PROTÉINE FONCTION MALADIE GÉNÉTIQUE BIOCHIMIQUE • Enzymes et transporteurs • Biologie cellulaire La Génétique Biochimique (Génétique fonctionnelle; génétique physiologique) • Erreurs innées du métabolisme – Maladies monogéniques • Enzymes et transporteurs – Génome humain: ~ 2000 enzymes; ~ 2000 transporteurs. • De façon plus large, génétique et biologie cellulaire; aspects génétiques des maladies génétiques complexes du métabolisme; fonction dynamique de la cellule Citation • Nature is nowhere accustomed more openly to display her secret mysteries than in cases where she shows traces of her workings apart from the beaten path; nor is there any better way to advance the proper practice of medicine than to give our minds to the discovery of the usual law of nature by the careful investigation of cases of rarer forms of disease. For it has been found in almost all things, that what they contain of useful or of applicable nature, is hardly perceived unless we are deprived of them, or they become deranged in some way. - William Harvey (1578-1657) Petites molécules Voies métaboliques majeures – Prot: AA, AO – Gras: Lipides – Sucres: CHO – Énergie – Azote (urée) – Vitamines – Minéraux Métabolismes spécialisés, souvent dans un seul organe. Ex: • Synthèse hème (Porphyrines) • Carbohydrates (Glycogène, fructose, galactose, polyols, glycosylation) • Lipides structurelles & spécialisés (stérols, sels bilaires, phospholipides, glycolipides…) • Acides nucléiques • Neurotransmetteurs Grosses molécules et organites Transporteurs (ex, GLUT1) Récepteurs (ex: NeuroXmitteurs) Lysosomes Glycosylation (endocytose, autophagie) (Cytoplasme) Golgi Péroxysomes Réticulum endoplasmique Noyau ADN & Nucléotides ARN Mitochondries Génétique biochimique • Une domaine en soi (génétique biochimique). • Formation; certification. Ex, CCMG en génétique biochimique, 3 ans (clin, laboratoire) • Normes & standards de soins • Journaux & livres. erreur du métabolisme Pédiatrie EIM Plan : les principes fondamentales illustrées par les exemples cliniques • Acides aminés – Effets chroniques: Phénylcétonurie – Chroniques & aigus: Tyrosinémie de type I – Aiguë : leucinose • Les acides gras: MCADD chez un nourisson • Une maladie mitochondriale: LHON • Une maladie de surcharge: Gaucher • Une présentation chez l’adulte Phénylcétonurie (PCU) • Une maladie métabolique héréditaire classique. • Une augmentation de l’acide aminé phénylalanine, causée par une déficience de l’enzyme phénylalanine hydroxylase (PAH). • Maladie à transmission autosomique récessive. La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie & physiologie Signes cliniques Diagnostic Dépistage Traitement Variantes cliniques Phénylalanine hydroxylase • • • • • • • • • • • Symbol: PAH (EC 1.14.16.1) Chromosome 12q23.2 Start: 103,230,663 bp from pter End: 103,352,188 bp from pter Size: 121,526 bases Orientation: minus strand Reaction: L-phenylalanine + tetrahydrobiopterin (BH4) + O2 -> Ltyrosine + 4-hydroxytetrahydrobiopterin. Kinetic parameters: KM=150 µM for L-Phe with BH4 as cofactor; KM=30 µM for BH4; Vmax =3640 nmol/min/mg enzyme with BH4 as cofactor (preincubated with L-Phe); Vmax =1230 nmol/min/mg enzyme with BH4 as cofactor (preincubated with BH4 ) Size: 452 amino acids; 51 862 Da Cofactor: Fe(2+) ion Subunit: Homodimer and homotetramer REF: Gene Cards Expression de PAH • À prédominance hépatique différents tissus exprime l'enzyme de façon différente REF: Gene Cards Réaction PAH BH4 4-OH-BH4 Phénylalanine Tyrosine Fe++ O2 Molécule d'oxygène est nécessaire différence = hydroxylé oxydase fonction mixte, un O2 va sur co facteur et (BH4 = tetrahydrobioptérine) • Nom formel: L-phenylalanine-4-monooxygenase (EC 1.14.16.1), un oxidoreductase à fonction mixte. Niveaux normaux de phé Important variabilité, distribution normale, moyenne ~60 µmol/L • phé plasmatique (n = 80) chez des humains adultes (n = 10), étudiés chacun 2 fois à 4 différent moments de la journée. (Adapted from Scriver et al., 1985. Used by permission.) Métabolisme de la Phénylalanine Protéines Diète PAH Diète Protéines Tyrosine Fonctions : Dégradation Catécholamines Mélanine Hormone thyroïdien 4 erreurs innées Neurodégénérescence Albinisme Hypothyroïdie + goitre Diversité phénotypique à partir d’une seule précurseur La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie Signes cliniques Diagnostic Dépistage Traitement Variantes cliniques Signes de la PCU non-traitée Le signe le plus important de la PCU non-traitée est la déficience intellectuelle. Elle est chronique; elle se développe de façon progressive et elle est permanente. Gamme phénotypique: De façon étonnant, certains patients ont seulement un léger retard tandis que la déficience est sévère chez d’autres. • Ref: Metabolic Basis of Inherited Disease, 2e Édition, 1960, p 263. Autres Signes (non-spécifiques) Signe Agitation EEG anormale Hypertonique Microcéphale Hyperréflexie Blond, yeux bleus Averbal Ne marche pas Trémulations Eczéma Convulsions (+ odeur: phénylacétate) % 90 80 75 68 66 62 63 35 30 19-34 26 La PCU • La PCU fut le première cause de déficience intellectuelle génétique à étiologie connue. • C’était la première identification d’une forme traitable de déficience intellectuelle. • Le traitement est efficace. Il prévient la déficience intellectuelle s’il est bien suivi. • Les signes sont non-spécifiques, la signature biochimique est beaucoup plus spécifique. • Aujourd’hui la vaste majorité des patients qui naissent dans les pays développés sont détectés par un dépistage néonatal et sont traités rapidement par la suite. La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie Signes cliniques Dépistage Diagnostic Traitement Variantes cliniques Prélèvement Le sang doit pénétrer et traverser le papier buvard de: Yves Giguère, Programme de Dépistage sanguin, CHUL INSTRUCTIONS DE PRÉLÈVEMENT Principe: le prélèvement est standardisé. (Exemples • 24 – 36 heures d’alimentation • Idéalement avant 3 jrs de vie (92% avant 3 jrs de vie) • Avant congé ou transfert même si moins de 24 h • Si transfusion: avant et 48h post • Indiquer dates & heures pour la naissance et le prélèvement • Envoi dans les 24 h) de: Yves Giguère, Programme de Dépistage sanguin, CHUL Dépistage néonatal des maladies métaboliques héréditaires: Techniques • Tests spécifiques différentes pour chaque métabolite (l’exemple classique: le test de Guthrie pour la PCU) • Technique actuelle: spectrométrie de masse en tandem: possibilité de mesurer plusieurs métabolites simultanément. Test de Guthrie Rondelles contrôles contenant une concentration connue de phénylalanine Échantillons des patients. En voyez-vous qui présentent une concentration augmentée? • • • • Dans ce test conçu et mis au point par Robert Guthrie, les rondelles de papier buvard imbibés de sang sont placés sur une « pelouse » d’une souche de bactérie dont la croissance est proportionnelle à la disponibilité de phénylalanine. Plus il y a de croissance autour de la rondelle, plus le niveau de phé est élevé. Ce test a révolutionné le dépistage néonatal. Aujourd’hui il est remplacé par des tests automatisés qui permettent le dosage simultanée de la phénylalanine et d’autres métabolites. Le but technique reste le même: évaluation rapide d’un grand nombre d’échantillons provenant d’une population à risque, afin d’identifier ceux qui dépassent la normale. Remerciements, Yves Giguère, Programme de Dépistage sanguin, CHUL [Phé] vs âge [Phé] sanguin (moyenne ± 2 DS), selon l’âge, chez des nouveaux-né atteints de PCU. D’après Holtzman et al., 1974a & Holtzman et al., 1974b. (Scriver, 1982). Pourquoi le niveau de phé augmente-t-il au cours des premiers jours? 1 mmol/L = 16.5 mg / dL Dépistage néonatal sanguin au Québec: Quelles maladies sont détectées actuellement? • Maladies dépistées traditionnellement (depuis fin 1960’s): – Phénylcétonurie – Hypothyroïdie congénitale – Tyrosinémie du type I • MCADD (medium chain acyl-coenzyme A dehydrogenase defic, 2011) • Dépistage élargi. (Depuis 2018) – VLCADD (very long …) – LCHADD/TFP (long chain hydroxyacyl…/trifunctional protein defic) – Acidémie glutarique de type 1 – Acidurie argininosuccinique • Maladies non-métaboliques – Anémie Falciforme, Fibrose kystique, Amyotrophie spinale … • Dépistage élargi. – Autres maladies métaboliques, Dépistage par l’ADN, par protéines… Plusieurs maladies métaboliques héréditaires ne sont pas détectées par dépistage. Une vigilance clinique élevée est de mise pour l’identification et le diagnostic rapides de ces conditions souvent traitables. La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie Signes cliniques Dépistage Diagnostic Traitement Variantes cliniques Le dépistage ≠ le diagnostic 0 10 20 30 40 50 60 Minutes 70 80 90 100 110 350 350 mVolts 110 arg (carn) 100 (ans) lys ala thr 1-mhis (ohl-dl) amm (etn) (gaba) (hcyst) (ans) arg (carn) lys orn tyr (b-aib) phe (b-ala) std int N-leu ileu met leu cys l-allo-ile (cysta1) (cysta2) trip his 3-mhis 200 3-mhis trip his orn std int sa2 90 1-mhis amm 80 (ohl-dl) (etn) (gaba) phe 70 (hcyst) leu 60 (b-ala) tyr (b-aib) 50 met 40 std int N-leu ileu 300 val cit a-anb ser std int sa2 val 300 (l-allo-ile) cys (cysta1) (cysta2) ala 30 a-aadp (sar) asn glu asp urea 350 mVolts gln gly 400 cit a-anb 550 550 500 500 gly 20 a-aadp gln 10 asn glu 0 ser thr tau pser (petn) 250 (sar) 250 asp 600 urea tau mVolts • DÉPISTAGE ≠ DIAGNOSTIC • Chromatographie des acides aminés Normale Deux chromatographies PCU pser (petn) De: Pierre Allard, PhD FCCMG, Laboratoire de génétique biochimique, CHU Sainte-Justine mVolts La Phénylcétonurie: Diagnostic 600 Name 570 nm 20125497 600 550 550 500 500 450 450 400 350 300 250 200 150 150 Minutes 120 120 130 Name 570 nm 20125616 600 450 450 400 400 300 250 200 200 150 150 130 La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie Signes cliniques Dépistage Diagnostic Traitement Variantes cliniques La phénylcétonurie, Traitement diététique 1a • Le traitement est la diète: on donne un apport restreint en phénylalanine. • Problème: si on donne suffisamment de lait à un bébé pour qu’il grandisse normalement, son niveau de phénylalanine sera très élevé et il sera à risque pour la déficience intellectuelle. La phénylcétonurie, Traitement diététique 1b • Pour un enfant phénylcétonurique normal à terme, 3.5 kg: Tolérance moyenne en phé, 200 mg / jour • Consommation de lait, ~ 600 mL / jour (= enfant normal) • Lait maternel, ~1.0 g protéine /100 mL; lait maternisé ~ 1.5 g prot / 100 mL; lait homo ~ 4 g prot /100 mL • Phé ~4% des acides aminés donc ~60 mg phé / 100 mL dans le lait maternisé. • Donc 200 mg/(60 mg/100 mL) = 333 mL de lait maternisé équivaut à la tolérance du bébé. • Problème: si une source naturelle de protéine est utilisée, il ne fournit pas un apport normal de volume ou des autres nutriments essentiels. En contrepartie, si on offre des aliments naturels à la satiété, les apports en phé seront excessifs. La phénylcétonurie, Traitement diététique 2 • Solution: aliments thérapeutiques où la phé est réduite ou absente mais qui sont riches en les autres acides aminés et les autres nutriments. Dans notre exemple: Lait maternisé Lait spécial Total Phé Volume Calories 200 333 222 0 267 178 200 600 400 Le volume et la concentration du lait spécial peuvent être ajustés afin d’individualiser selon le taux plasmatique de phénylalanine. La quantité du lait maternisé est ajustée selon la tolérance individuelle de chaque enfant. La phénylcétonurie, Traitement diététique 3 Les principes: • On peut quantifier, calculer et prescrire les apports de nutriments. • Le rationnel du traitement et des suppléments spéciaux. . Produits Spéciaux • Formules spéciales – Pour enfants jusqu’aux adultes. – «le lait»: autres acides aminés, vitamines, minéraux… • Produits spéciaux – Pâtes – Biscuits –… produits enrichis avec de la tyrosine qui est semi-essentiel vs phénylcitosine qui est essentiel Au Québec: la Banque des Aliments. •Destinés aux enfants qui présentent une erreur innée du métabolisme. •Aliments de base et leur distribution: gratuits. Pour les enfants plus âgés • Tolérance, ex, 320 mg phé = 8 g protéines, soit = 30 g viande (soit 2 cuillérées de table), OU BIEN: 3 repas complets + collations • Les enfants atteints de phénylcétonurie (et bien d’autres erreurs innées) ont aujourd’hui une qualité acceptable d’alimentation. Il s’agit d’une branche spécifique de la diététique clinique. Et il y a des efforts constants d’amélioration. Manon Bouchard, Diététiste, CHU Ste-Justine Qu’est-ce qui détermine la tolérance? • Tolérance = la quantité maximale de phénylalanine diététique qui permet un taux sanguin acceptable. • Révisons le métabolisme des protéines et des acides aminés. Métabolisme protidique Protéine Catabolisme 75 Tissus Anabolisme urée dégradn énergie ~90 aa (tissu) aa (sang) Sécrétions G-I Absorption 160 (=100+70-10) 70 aa Diète ~ 100 g / j Perte G-I 10 La diète n'est qu'un facteur qui peut jouer dans la tolérance • Flux chez un adulte normal en condition stable. Métabolisme protidique dans la PCU Protéine Catabolisme 75 Tissus Anabolisme urée dégradn énergie ~90 aa (tissu) Sécrétions G-I aa (sang) Absorption =xx + 70 - 10 70 aa Diète ~ xx g / j Perte G-I 10 Diminuer si dégradation ; Ajuster selon taux sanguine. la dégradation est bloquée • DONC, plusieurs processus internes excèdent l’apport diététique de protéines et la dégradation de phénylalanine. • Le patient PCU manque la capacité d’ajuster la dégradation selon les quantités disponibles. • Afin de maintenir des taux acceptables, le patient métabolique doit recevoir juste assez pour assurer des taux acceptables. – La prescription diététique est individualisée selon la tolérance observée chez chaque patient. Ajuster la diète selon la condition physiologique de l'invidiu afin de la maintenir au bon niveau Métabolisme protidique Protéine Catabolisme 75 Tissus Anabolisme urée dégradn énergie ~90 aa (tissu) Sécrétions G-I aa (sang) Absorption =xx + 70 - 10 70 • Et la croissance chez l’enfant? Quel effet? plus d'anabolisme que de catabolisme donc aide d'avoir une croissance rapide aa Diète ~ xx g / j Perte G-I 10 La croissance permet d’augmenter Métabolisme protidique Protéine Catabolisme 75 Tissus Anabolisme urée dégradn énergie ~90 aa (tissu) Sécrétions G-I • Et si le patient attrape un rhume? aa (sang) Absorption =xx + 70 - 10 70 aa Diète ~ xx g / j Il faut diminuer Perte G-I 10 Il y aura plus de catabolisme, dégradation des protéines pour la resynthèse des autres protéines qui sont nécessaire mais le processus peu être inefficace. Les enfants attrapent beaucoup de rhume. En tant de mots: métabolisme protidique Explique la diversité chez les personnes atteintes • L’apport diététique est critique mais il n’est pas le seul déterminant du métabolisme protidique. C’est un seul parmi 4-5 flux majeurs (10-100 g/jour = ~100-1000 mmol/jour d’acides aminés). Chacun des flux représente un phénotype complexe qui dépend de l’interaction de nombreux gènes et l’environnement (ex: infections). • Le pool d’acides aminés circulantes est petit en comparaison. Une modification dans l’un des flux majeurs aurait un impacte majeure sur la tolérance. • Il est attendu que – La tolérance pour la phénylalanine varie selon l’état physiologique et – les gènes autres que le PAH exercent une influence majeure sur la tolérance – Différents patients = différentes tolérances. • NB: Il s’agit d’un exemple spécifique d’une concept général dans les maladies génétiques. Le spectre phénotypique peut être large même chez les patients ayant exactement les mêmes mutations dans le gène responsable. Dans beaucoup de maladies génétiques, d’autres processus entrent en jeu pour modifier la sévérité différemment chez différents individus. Modifier ces autres processus peut être important dans le traitement. Suivi des patients PCU • Visites cliniques rapprochées initialement pour rapides ajustements des apports selon le taux sanguin. • Étroit suivi de la croissance et des paramètres nutritionnels. • Visons [phé] 100-300 (100-400 µmol/L). Principe: suivi régulier des journaux alimentaires, de la [phénylalanine] et des autres paramètres nutritionnels pour assurer un bon état nutritionnel. impact plus important dans les premières années de vie, quand le cerveau se développe Suivi des patients PCU • L’impact de l’hyperphénylalaninémie sur le développement psychomoteur est au plus important pendant les 2 premières années de vie. • Un effet nocif d’une hyperphénylalaninémie est détectable même à l’âge adulte par des tests de performance psychomoteur. • Effets aigu et chronique. Principe: la toxicité dépend du stade du développement du cerveau. Les traitements potentiels d’une enzymopathie avec une seule réaction on peut aider de différentes façon le patient DIÈTE COFACTEUR ENZYME BH4 ( SUPPL PRODUIT PAH ) Phénylalanine Tyrosine essentiel = donc pas d'autres type dans le corps, ni capable de métabolisé O2 PROTÉINES TISSULAIRES 4-OH-BH4 Fe++ Pourrait etre susceptible de dire que prob de Tyrosine, mais le problème provient d'une trop grande concentration de Phénylalanine Thérapie génique VOIE ALTERNATIVE a l'affut des situations tel que le rhume Quelles autres approches peut-on imaginer pour le traitement de la PCU? La phénylcétonurie • • • • • • Biochimie Signes cliniques Dépistage Diagnostic Traitement Variantes cliniques Variantes cliniques • Hyperphénylalaninémie • PCU atypique (« maligne ») • PCU maternelle Hyperphénylalaninémie Pourquoi ne l’appèle-t-on pas « phénylcétonurie? » Phé Tyrosine Phénylpyruvate • En présence d’un haut taux de phé, la voie de transamination est activée. La phénylpyruvate (une phénylcétone) est excrété dans l’urine. En présence de FeCl3, la phénylpyruvate devient verdâtre. Ce fut une des premières méthodes diagnostiques de la PCU. • Le terme « PCU » est donc réservée pour les formes sévères (déficience quasi-complète en PAH) avec phé > 1 mmol/L. • Moindres taux = peu de phénylcétones donc « hyperphénylalaninémie » plus capacité d'enzyme plus capacité de Hyperphénylalaninémie, non-PCU Relation non-linéaire entre [phé] et activité PAH • • L’oxydation de phé Le taux dans le sang est normal à 50% de l'activité de l'enzyme Le taux de phé dans le sang n'est pas linéaire [phé] dans le plasma un peu d'activité à un grand impact sur le taux Capacité d’oxydation de Phé, rondelles (“hydroxylase-dependent oxidation of phenylalanine in vivo from 13CO2 in expired air”) de: Online Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease. il s'agit d'un mécanisme de récessivité Récessive : car hétérozygote il a 50% de l'activité enzymatique et cela corrige le phénotype Questions: DOMINANT OU RÉCESSIVE? Conséquences pour la thérapie au niveau protéine? pas besoin de supplémenter beaucoup de l,activité de la personne, = moins de profits pour les pharmaceutiques problème avec mécanisme des co-facteurs PCU atypique BH4 4-OH-BH4 Phénylalanine Tyrosine PAH PCU atypique (PCU maligne) • Termes appliquées aux erreurs innées de la biosynthèse ou de la régénération de la tetrahydrobioptérine (BH4). • Signes – Hyperphénylalaninémie (BH4 = cofacteur de la phénylalanine hydroxylase). – Anomalies neurologiques: encephalopathie progressive ou dystonie / signes autonomiques épisodiques. Associée à une déficience des neurotransmetteurs (tyrosine hydroxylase-> DOPA et tryptophan hydroxylase-> 5HT) Bioptérine (BH4) BH4 BH2 • Il y a plusieurs étapes dans la synthèse et la régénération de la BH4, chacun associé à une erreur innée spécifique. • Tout enfant dépisté pour PCU est évalué pour des concentrations des précurseurs de la BH4. • Phénylalanine plasmatique peut être normal. • Peuvent répondre à une supplémentation en tetrahydrobioptérin (BH4) surtout pour signes périphériques (ex hyperphénylalaninémie). Les signes neurologiques ne répondent pas à l’administration systémique de BH4. Supplémentation de DOPA. PCU maternelle La PCU Maternelle lla mère elle même est atteinte mais le feotus n'est pas atteint, hétérozygote, mais Une cause de retard mental sévère: mère PCU non-contrôlée, fœtus normal (hétérozygote) mais exposé à un niveau de phé élevée dès la conception I II 2 1 1 • Concours de circonstances – Les concentrations de phé de la mère et du fœtus sont en équilibre. – L’embryon et le fœtus sont particulièrement sensibles à l’effet tératogène d’une phé élevée – Le placenta concentre la phénylalanine du côté fœtal – Le foie embryonnaire a peu de capacité à dégrader la phénylalanine. • Chez toute femme PCU il faut contrôler la concentration de phé plasmatique AVANT la conception. • Toute femme PCU devrait être suivie au cours de toute sa période de fertilité. PCU maternelle : concepts de Rx L’effet neurologique de l’hyperphénylalaninémie est le plus marqué en début de grossesse. Il persiste durant toute la grossesse et pendant la vie post-natale. On doit contrôler le niveau de phénylalanine AVANT la conception et pendant toute la grossesse, SURTOUT au premier trimestre. Maternal PKU Syndrome • • • • • Facial dysmorphism Microcephaly Congenital heart disease Developmental delay Learning difficulties Principe: exposition embryonnaire et foetale: morphogénèse, organogénèse touchées On doit contrôler la concentration de phénylalanine AVANT la conception et pendant tout la grossesse SURTOUT au premier trimestre. Diapositive de R Lachmann, UCL PCU: RÉSUMÉ • Biochimie – Métabolisme des protéines • Signes cliniques • Dépistage • Diagnostic • Traitement • Variantes cliniques La Tyrosinémie de Type I. La tyrosinémie de type I • Maladie génétique québécoise • Dépistée: marqueur spécifique • Approche thérapeutique Mutation canadienne française fondatrice dans le gène FAH (15q23-25) Exon 1 Exon 12 Exon 13 IVS12 +5G>A IVS12+5A = majorité des allèles mutés au Québec de: Yves Giguère, Programme de Dépistage sanguin, CHUL Signes cliniques, le longue d’une voie métabolique Tyrosinémie du type 2 Hyperkératose cutanée, ulcères cornéens oeil et peau Tyrosine et phénylalanine = différentes étapes cause différentes maladies Déficience de l'enzyme numéro 2 Déficience intellectuelle (?) Alcaptonurie: Arthrite Tyrosinémie du type I: Insuffisance, cirrhose et cancer hépatiques; rachitisme hypophosphatémique • Grande diversité dans une seule voie métabolique différentes étapes dans une voie métabolique peuvent avoir différent symptomes Tyrosinémie du type I Principe de dépistage • Tyrosine ? – Nonspécifique • Prématurés • Autres formes de tyrosinémie – Non-sensible • Succinylacétone – Spécifique; stable – Marqueur de choix. peut être élevé de façon non spécifique Comment les marqueurs sont choisit? le subtrat de l'enzyme qui est déficitaire dans la tyrosinie de type I Principe choisir un marqueur spécifique et stable Tyrosinémie du type I mécanisme • L’autonomie cellulaire * Autonomie cellulaire: le dommage par fumarylacétoacétate paraît dans la même cellule du foie qui produit le métabolite. (Comparez à la PCU: PCU: foie -> phé -> systémique -> cerveau; Tyr: foie -> FAA -> dommage dans la cellule d’origine -> insuffisance et cancer du foie.) Hépatotoxique *, nephroet neurotoxiques phénolaninhydroxylase peut nuire si ps assez dans la cellule= mort de la cellule ?? Tyrosinémie du type I Principes du traitement • Inhibition en amont-> réduction de la production de produits toxiques. 1. NTBC * (Nitisinone) 2. Restriction diététique augmentation de la tyrosine en phé & tyr (car en amont) le Tx augmente plus la tyrosine Hépatotoxique, aisissez du texte ici nephro- et neurotoxiques cancer du foie * Le NTBC est un inhibiteur très spécifique pour l’enzyme indiqué Inhibe une enzyme, qui fait en sorte qu'il n'y aura plus de production de l'enzym Fumaryl et pu de produit Succinylacetone The Québec NTBC Study Cela fonctionne **** Histoire naturelle: mortalité 90% à 2 ans (Larochelle, 1970) Dépistage + diète: effet modeste. Greffe ~ 2y 7mo. pu de crise NTBC Rx après signes cliniques : pas de complications aiguës (p < 10-102 , hospit; <10-50 , crises neurologiques); greffe hépatique (p<10-7) et décès (p<10-4). Dépistage + NTBC néonatal : aucune complication à date; suivi plus prolongé nécessaire. Le traitement médical du choix. Vert=pas de Rx, Jaune=diète seul; Mauve=diète + NTBC Larochelle et al Molec Genet Metab 2012 La tyrosinémie de type I • Maladie génétique québécoise • Dépistée: marqueur spécifique • Approche thérapeutique différente que le PCU ERREURS INNÉES URGENTES: APPROCHE CLINIQUE Les urgences en génétique biochimique Plusieurs maladies métaboliques héréditaires ne sont pas détectées par dépistage. Une vigilance clinique élevée est de mise pour l’identification et le diagnostic rapides de ces conditions qui sont souvent traitables. • Mécanismes qui produisent une présentation aiguë d’une maladie métabolique héréditaire? • Principes des tests effectués? • L’impact d’un diagnostic et d’un traitement rapides. Maladies métaboliques héréditaires en période néonatale • Le tableau clinique le plus évocateur: un enfant qui, après une grossesse et une naissance normales, détériore progressivement en dépit des investigations et prise en charge habituelles pour des étiologies habituelles. Pourquoi? La ciruclation foetale est indépendante de la circulation maternel, le placenta n'est plus la l'enfant accumule une substance toxique = très malade Présentations cliniques aiguës Atteinte de différentes organes possible. • Neurologique: diminution progressive des boires -> coma, • Insuffisance des organes (ex, hépatique, avec hépatomégalie) • Systémique: acidose, cétose, hypoglycémie • (Odeur anormale caractéristique) Évolution clinique des erreurs innées non-traités Décompensation aiguë Deux profils suggestifs • Panneau supérieur: – Type: intoxication. NB – Multiples épisodes aiguës de sévérité jours variable, parfois fatal. de l'épuration résiduelle Intervalle libre aducause placenta qui disparait – Intervalle libre • Pourquoi? Dégénération • Panneau inférieur: – Type: surcharge ou autre pathologie lentement mois progressive. ex, maladies de surcharge, autres maladies dégénératives. Erreurs innées à présentation aiguë: Comprendre les mécanismes cliniques et les principes diagnostiques au laboratoire • Une fois une maladie métabolique héréditaire à révélation aiguë est évoquée, un diagnostic présomptif peut souvent être établi et un traitement commencé après de brefs délais. Métabolisme intermédiaire transaminé, perte de l'azote qui ira dans le cycle de l'urée NH4 urée ils peuvent circuler et remplace l'acyl-coA Acylcarnitines co enzyme A AA AO Acyl-CoA 2 carbones dégradrer possible pour faire de l'énergie Ac-CoA deviens un acide oranique Pyruvate Énergie + CO2 retenir ceci pour long terme gras différente forme d'acide AG acide organique Glucose Lactate S'accumule • Ce dessin montre la dégradation des groupes principaux d’aliments (protéine, lipide, glucide) • AA, acides aminés; Ac-CoA, acétyl-CoA; AG, acides gras; AO, acides organiques • Notons: acyls-CoA: exclusivement intracellulaire, mais reflétés dans le sang par les acylcarnitines. Les maladies métaboliques héréditaires à présentation aiguë: évaluation diagnostique • Prélèvements disponibles dans tous les laboratoires – Glycémie ionogramme = électrolyte – Ionogramme et gaz sanguins (trou anionique = « anion gap » élevé) Prélèvement critique – Ammoniaque (NH4) plasma – Corps cétoniques urinaires et/ou 3-hydroxybutyrate sanguine • « Prélèvement critique » : faire le prélèvement lorsque l’enfant est symptomatique. Les niveaux pourraient se normaliser en période asymptomatique. – Il n’y a pas de prélèvement standard pour toutes les situations. Donc pour l’hypoglycémie, on dose aussi les hormones tel l’insuline, le cortisol et l’hormone de croissance. – Si on considère une maladie héréditaire du métabolisme, mettre à côté du plasma & de l’urine prélevés dans la phase aiguë, pour études métaboliques spécialisées ultérieures