A b décisionnel Arbre dé i i l génétique é éti dans les déficits primaires de la chaîne respiratoire de l’enfant Anne-Sophie LEBRE Service de Génétique (A. Munnich / J-P Bonnefont) / Inserm U781 Hôpital p Necker-Enfants Malades ((AP-HP), ), Paris MeetOchondrie, Aussois, 9-12 mai 2010 Cytopathies mitochondriales (CM) y p ( ) • Hétérogénéité clinique et génétique +++ Æ toute association inexpliquée avec atteinte de plusieurs organes apparemment sans relation… • déficits Iaires ou 2aires de la chaîne respiratoire (CR) déficit Iaire = causal = structural = atteinte directe de la CR déficit 2aire = conséquence = non structural = atteinte indirecte de la CR Æ Dichotomie permettant d’orienter d orienter les études moléculaires • 1/8 000 naissances Æ déficit de la CR Prérequis : recherche d’arguments en faveur d’ n déficit primaire de la CR d’un 1 - Examen clinique 2 - Investigations Paracliniques 3 - Bilan Métabolique 4 - Bilan Enzymologique de la CR EXAMEN CLINIQUE BILAN METABOLIQUE Système nerveux : Syndrome leucodystrophie, stroke-like de Leigh, MELAS, MERRF, Kearns-Sayre, hypotonie retard psychomoteur, hypotonie, psychomoteur ataxie, ataxie myoclonies, myoclonies dystonie, dystonie … • • • • • Tout symptôme Tout organe ou tissu Tout âge de début Toute p progression g Tout mode d’hérédité Trichothiodystrophie Surdité de perception Atrophie optique Rétinite pigmentaire pigmentaire, cataracte ophtalmoplégie externe hépatomégalie cytolyse hépatique Insuffisance hépatocellulaire hépatocellulaire, Système endocrinien : Déficit en GH, Hypoparathyroïdisme Myocardiopathie, bloc auriculoventricuaire Insuffisance pancréatique externe, diabète Anémie sidéroblastique neutropénie thrombopénie Tubulopathie Syndrome néphrotique insuffisance rénale Diarrhées, vomissements, atrophie villositaire Myopathie, atrophie musculaire, myoglobinuries récurrentes, myalgie, intolérance à l'effort Pigmentation anormale des zones exposées au soleil INVESTIGATIONS PARACLINIQUES Recherche d’atteintes multi-viscérales • • • • • • • • • • • • Foie: cholestase, cholestase insuf insuf. hépato hépato-cellulaire… cellulaire Rein: tubulopathie… Coeur: Cardiomyopathie, troubles du rythme Muscle: myopathie… Nerf périphérique: neuropathie… Pancréas : dysfonction y pancréas p exocrine Intestin: atrophie villositaire Endocrine : glycémie, hypocalcémie, déficit en GH Moelle : Vacuolisation, Vacuolisation pancytopénie pancytopénie… Oeil : atrophie optique, rétinite pigmentaire, … Oreille : surdité Cerveau: ataxie, … Bilan hépatique Bilan rénal Echographie cardiaque Histologie du muscle FO / ERG Audiogramme / PEA IRM cérébrale INVESTIGATIONS PARACLINIQUES Recherche d’atteintes multi-viscérales • • • • • • • • • • • • Foie: dysfonction hépato-cellulaire hépato cellulaire Rein: tubulopathie Bilan hépatique Coeur: Cardiomyopathie, troubles du rythme Bilan rénal Muscle: myopathie nonneuropathie spécifiques : Arguments en faveur de … Nerf Anomalies périphérique: Echographie cardiaque Pancréas y pancréas p exocrinepas le diagnostic Histologie du muscle ÆIRM: dysfonction cérébrale normale : n’élimine n élimine de CM Intestin: atrophie villositaire / ERG Æhistologie du muscle : souvent non spécifique FO chez l’enfant Endocrine : glycémie, hypocalcémie, déficit en GH Audiogramme / PEA Moelle : Vacuolisation, Vacuolisation pancytopenie IRM cérébrale Oeil : atrophie optique, rétinite pigmentaire, … Oreille : surdité Cerveau: syndrome Leigh, ataxie, … BILAN MÉTABOLIQUE • Cycle Redox Lactate, Pyruvate, y rapport L/P ((à jjeûn/nourri)) ammoniémie, acides gras libres (AGLC), 3-hydroxybutyrate, acétoacétate, rapport 3-OHBut/AcAc corps p cétoniques q et g glucose Æ Acidose lactique /Hyperlactacidémie augmentation rapports L/P et 3-OHBut/AcAC augmentation corps cétoniques en post prandial • Chromatographie C des acides aminés plasmatiques (CAA) (C ) Æhyperalaninémie et hyperprolinémie • Chromatographie des acides organiques urinaires (CAO) Ælactaturie, intermediaires du Krebs • Dosages des acylcarnitines urinaires BILAN MÉTABOLIQUE • Cycle Redox Lactate, Pyruvate, y rapport L/P ((à jjeûn/nourri)) ammoniémie, acides gras libres (AGLC), 3-hydroxybutyrate, acétoacétate, rapport 3-OHBut/AcAc corps p cétoniques q et g glucose Æ Acidose lactique /Hyperlactacidémie augmentation rapports L/P et 3-OHBut/AcAC augmentation corps cétoniques en post prandial • Chromatographie C des acides aminés plasmatiques (CAA) (C ) Æhyperalaninémie et hyperprolinémie • Chromatographie des acides organiques urinaires (CAO) Ælactaturie, intermediaires du Krebs • Dosages des acylcarnitines urinaires Æ C4DC BILAN MÉTABOLIQUE • Cycle Redox Lactate, Pyruvate, y rapport L/P, HyperL yp acquise: q ammoniémie, acides gras libres,pb au prélèvement, infection grave, 3-hydroxybutyrate, acétoacétate, rapport 3OHB/AcAc, anoxie deshydratation, corps p cétoniques q et g glucose Æ Acidose lactique /Hyperlactacidémie augmentation rapports L/P et 3-OHBut/AcAC augmentation corps cétoniques en post prandial • Chromatographie des acides aminés plasmatiques (CAA) Æhyperalaninémie et hyperprolinémie • Chromatographie des acides organiques urinaires (CAO) Ælactaturie, intermediaires du Krebs BILAN MÉTABOLIQUE • Cycle Redox Lactate, Pyruvate, y rapport L/P,Un bilan métabolique q normal n’élimine pas le diagnostic de CM… ammoniémie, acides gras libres, Æ 3OHB/AcAc, hyperlactatorachie ? 3hydroxybutyrate, acétoacétate, rapport corps p cétoniques q et g glucose Æ Acidose lactique /Hyperlactacidémie augmentation rapports L/P et 3-OHBut/AcAC augmentation corps cétoniques en post prandial • Chromatographie des acides aminés plasmatiques (CAA) Æhyperalaninémie et hyperprolinémie • Chromatographie des acides organiques urinaires (CAO) Ælactaturie, intermediaires du Krebs BILAN ENZYMOLOGIQUE DE LA CR Flux électron Flux proton membr.externe H+ CI H+ CII H+ CIII H+ CIV CV c Q membr. interne matrice NADH Succinate H2O O2 ATP ADP Ædouble origine génétique : 2 génomes à étudier Ætout mode d’hérédité : maternelle, sporadique, AD, AR, liée à l’X Ætrès grand nombre de gènes nucléaires BILAN ENZYMOLOGIQUE DE LA CR Etude des différents complexes de la CR à partir d’homogénats de tissu ou de mitochondries isolées ÆEtude normale : n’élimine pas le diagnostic de CM Di Discuter t l’étude l’ét d d’ d’un autre t ti tissu ÆEtude anormale : n’affirme pas le diagnostic de CM Congélation incorrecte Tissu fixé pour microscopie optique ÆExpression du déficit : instable dans fibroblastes en culture Conditions particulières de culture (uridine 200 µM…) ARGUMENTS EN FAVEUR D’UNE CM Mode d’hérédite Bilan clinique/paraclinique Æ suspicion de CM Æ signes peu spécifiques Bilan métabolique Æ élimination des diag différentiels Bilan enzymo de la CR Æ confirmation si déficit CR Æ CR parfois nale Histologie (muscle (muscle, foie) Æ peu spécifique chez l’enfant l enfant Etudes moléculaires Æ confirmation du diag de CM Æ 20% OUTILS POUR LE DIAGNOSTIC DES CM Bilan clinique/paraclinique IRM cérébrale / scanner cérébral Bilan métabolique Bilan enzymo de la CR Western blot Histologie (muscle (muscle, foie) BN PAGE BN-PAGE Analyse qualitative de l’ADNmt Æ LR-PCR, LR PCR S Surveyor Analyse quantitative de l’ADNmt Æ PCRq Séquençage des gènes ADNn ARBRES DÉCISIONNELS DANS LES CM • Par type de déficit de la CR ? Par type de déficit de la CR ? • Par symptôme / organe atteint ? 1 3 2 5 4 ARBRES DÉCISIONNELS DANS LES CM • Par type de déficit de la CR ? yp • Par symptôme / organe atteint ? ÆApport de l’imagerie cérébrale ARBRES DÉCISIONNELS DANS LES CM ndaires • Par type de déficit de la CR ? Attention aux déficits 2 yp • Par symptôme / organe atteint ? Peu spécifiques Æ Faisceau d’arguments Æ bilans complets +staff multidisciplinaires Æ Apport de l’imagerie cérébrale EN PROSPECTIF Æ Identifier la/les mutation(s) Identifier la/les mutation(s) éviter l’errance diagnostique proposer un conseil génétique proposer un conseil génétique proposer un diagnostic prénatal voire pré‐implantatoire ARBRES DÉCISIONNELS DANS LES CM Æ Importance des études rétrospectives (patients avec mutations) Corrélations : génétique avec clinique / enzymo / IRM Corrélations : génétique avec clinique / enzymo / IRM Æ Maladies rares : intérêt de travailler en réseaux / centres de ref. Maladies rares : intérêt de travailler en réseaux / centres de ref. ÆRegistres de patients à l’échelle nationale voire internationale Æ Mise en place d’essais thérapeutiques Æ Etude exhaustive de l’ADNmt : génération de variants inconnus Æ Evolution technologique indispensable (ADNn) Hôpital Necker-Enfants Malades - Paris CARAMMEL : Centre de Référence pour les Maladies Mitochondriales de ll’Enfant Enfant à ll’Adulte Adulte Laboratoire de Génétique Inserm U781 Service de Neuropédiatrie Zahra Assouline Dominique Chrétien Isabelle Desguerre Nora Brahimi Valérie Serre Christine Barnerias Coralie Haudry Agnès Rötig Nadia Bahi-Buisson Mélanie Crouzard (STIC) A Anne-Sophie S hi L Lebre b Service de Métabolisme Vassili Valayanopoulos Pascale De Lonlay Julie Steffann J Jean-Paul P l Bonnefont B f t Service de Radiologie Nathalie Boddaert Francis Brunel Service de Génétique clinique Marlène Rio Valérie Cormier-Daire Arnold Munnich Service de Biochimie B Olivier Dulac Service des explorations fonctionnelles Florence Chrétien réseau DHOS. CARAMMEL Claude Jardel (CHU Salpêtrière) Vincent Procaccio (CHU Angers) Daniel Rabier Véronique Paquis (CHU Nice) Anne Vassault Abdel Slama (CHU Bicêtre) e C Chabli ab Allel e o t Funalot u a ot (C (CHU U Limoges) oges) Benoit Un grand grand merci à tous les cliniciens qui nous ont montré des IRM : P Landrieu, B Chabrol, P Castelnau, N Villeneuve, M Barth… toutes mes excuses à ceux que j’ai oublié…