Porphyrie - Pierre Kaminsky
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Porphyrie - Pierre Kaminsky
Porphyries et porphyrines Diaporama Réalisé par le Professeur J-C. Deybach, Centre Français des Porphyries Les pigments de la vie La chlorophylle La vitamine B12 Le coenzyme F430 L’hème Molécule mère : l’uroporphyrinogène III Les porphyrines « Les composés qui font que l'herbe est verte et le sang rouge » (Hans Fischer 1930) L’hème MITOCHONDRIE CYTOPLASME COOCH2 CH2 Succinyl CoA C CoAS O COOCH2 CH2 C O C NH2 H ALA-synthase H C NH 2 COO- Glycine H CoASH CO2 H CH2 ALA-déshydrase N N CH3 Fe++ H N CH3 N H N Fe ? Pr Ac NH H H H N Pr N N Ac Pr Pr CH3 Pr VI CH3 CH3 CPG III oxydase CH3 N H VI N N CH3 H H HN HN CH3 2 CO2 2H+ N CH3 Pr Pr UPG III 4H+ 4CO2 UPG III décarboxylase PPG oxydase 6H Hydroxymethylbilane H2 O Ac CH3 Pr Pr Ac Pr Fe++ VI Protoporphyrine IX+ HN Ac CH3 N N UPG III Synthase Ferrochélatase CH3 H Ac HEME VI Pr H H N Pr Pr 2H+ Ac HO N Pr 4NH3 Ac VI Pr Porphobilinogène PBG-désaminase Fe++ CH3 N H Pr N N H NH2 CH2 CH3 VI CH3 COOCH2 CH2 COO- H H Pr N HN CH3 Pr Pr Protoporphyrinogène III Coproporphyrinogène III Biosynthèse de l’hème Glycine HEME SuccinylCoA MITOCHONDRIE Acide delta-aminolévulinique (ALA) Protoporphyrine IX Protoporphyrinogène IX Porphobilinogène (PBG) Hydroxyméthylbilane CYTOPLASME Coproporphyrinogène III Uroporphyrinogène III Les hémoprotéines Hémoglobine Myoglobine Catalase Peroxidase Cyclooxygénase Tryptophane dioxygénase Oxyde nitrique synthase Guanylate soluble cyclase Cytochromes mitochondriaux Cytochromes P450s microsomaux Biosynthèse de l’hème dans l’organisme Hème Tissu erythroide 85% Foie 14% Autres Cellules 1% Régulation de la synthèse de l’hème érythroïde Gly + SucCoA ALA-S2 + ALA-S Fe 2+ Hème Tf-r Fe-Tf-Fe - + + globine Hémoglobine Interaction IRP/IRE Pool de fer libre (Fe2+) Faible concentration en fer Apo-IRP Répression de l’ARNm de l’ALAS2 ALASE Stabilisation de l’ARNm des Tf-r Récepteur à laTf Fe S Concentration élevée en fer [4Fe-4S]-IRP Traduction de l’ARNm de l’ALAS2 ALASE Dégradation de l’ARNm desTf-r Récepteur à laTf Régulation de la synthèse hépatique de l’hème Gly + SucCoA ALA-S1 - ALA-S Fe2+ ? Heme Apoprotéines Hémoprotéines Métabolisme hépatocytaire de l’hème Succinyl CoA + Glycine Cyt. P-450s 65 % - ALA HEME Mitochondries Cytochromes 15 % Hème oxygénase CO Fe2+ Bili TRP pyrrolase Catalases, NOS, etc. Les porphyries Affections liées à un déficit partiel en enzymes régulant la synthèse de l’hème • Formes acquises • Formes héréditaires Biologie du déficit en hème Les principales porphyries humaines Porphyries hépatiques Déficit en ALA-D Porphyrie aiguë intermittente Coproporphyrie héréditaire Porphyrie variegata Porphyrie cutanée AIGUES Porphyries érythropoïétiques Porphyrie érythropoïétique congénitale Protoporphyrie érythropoïétique Les porphyries humaines Enzyme ALA D PBG D Affection Déficit en ALA D Porphyrie aiguë intermittente URO III S Maladie de Günther URO D Porphyrie cutanée Type Transmission Symptômes Ha AR Neurologiques Ha AD Neurologiques E AR H AD/? Cutanés + hématol. Cutanés familiale/sporadique COPROX Coproporphyrie héréditaire PROTOX Porphyrie variegata Protoporphyrie FECH érythropoïétique Ha AD Ha AD E AD Neurologiques + cutanés Neurologiques + cutanés Cutanés Porphyries : manifestations cliniques Lésions cutanées induites par le rayonnement solaire (photosensibilité), liées à l'accumulation de porphyrines dans la peau Crises neurologiques liées à l'accumulation d'acide delta-aminolévulinique (ALA) et/ou du déficit cellulaire en hème Présentations cliniques des porphyries hépatiques 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Crises aiguës Lésions cutanées Mixtes PAI CH PV PCT Crise aiguë de porphyrie : caractéristiques cliniques générales Femmes (80 %), hommes (20 %) Survenue au cours des 2e à 4e décennies, rarement avant la puberté Douleur abdominale constante Souvent : crise hypertensive tachycardie sans fièvre hyponatrémie Complications : neuropathie distale ascendante surtout motrice Facteurs déclenchants (règles, médicaments, alcool, jeûne, stress, infections...) Crise porphyrique aiguë : Incidence des symptômes Douleur abdominale Vomissements Constipation Faiblesse musculaire Tachycardie Symptômes psychiques Hypertension artérielle Convulsions Paralysie 95 % 72 70 68 62 48 45 15 10 Neuropathie des crises aiguës Neuro-végétative Douleur abdominale Constipation Vomissements Hypertension Tachycardie Périphérique Neuropathie motrice (parésies) Douleur des extrémités SNC Anxiété Hallucinations Agitation Convulsions Dysfonction ou mort neuronale Les différentes crises aiguës Crises aiguës avec douleur abdominale et dysfonctionnement neuro-végétatif Crises aiguës sévères avec complications : Neuropathie périphérique Atteinte des nerfs crâniens et périphériques Dysfonction neurologique globale Crises aiguës récidivantes avec douleur abdominale isolée Pathogénie de la neuropathie porphyrique La surproduction d'acide deltaaminolévulinique (ALA) au niveau du foie ou des cellules nerveuses a-t-elle un effet neurotoxique ? Un déficit relatif en hème au niveau du foie ou du système nerveux contribue-t-il à dimunuer la fonction des hémoprotéines ? …Successivement, parallèlement, conjointement L'ALA est-il une neurotoxine ? L’ALA a une structure similaire à celle du GABA, un neurotransmetteur inhibiteur COOH COOH CH2 CH2 C=O CH2 CH2 NH2 NH2 L’ALA peut se comporter in vitro comme un agoniste partiel du GABA, ce qui pourrait expliquer la dysfonction neurologique Métabolisme du TRP et crises aiguës de PAI Témoin ALA PBG Avant Normosang TRP 5-HT Après MLT MLT 2h00 11h00 Facteurs favorisant les crises porphyriques aiguës Médicaments Hormones Infections Restriction calorique Alcool Tabagisme important ? Inconnus (>50%) Induction de crises porphyriques aiguës par certains médicaments Déficit enzymatique héréditaire (Porphyrie) Induction du cytochrome P450 par les médicaments (Phénobarbital) Déplétion du pool d’hème régulateur Activité accrue de l’ALA-S hépatique Augmentation des taux sériques et urinaires d’ALA et de PBG Caractéristiques biochimiques des crises porphyriques aiguës Activité accrue de l’acide deltaaminolévulinique (ALA) synthase au niveau du foie Surproduction, accumulation et élimination accrue d'ALA et de PBG Profil d'excrétion des porphyrines variable selon le siège du déficit enzymatique Urine rouge fluorescente Diagnostic biologique (1) ALA, PBG dans les urines crise aiguë de porphyrie hépatique ALA, PBG et porphyrines dans les urines, les selles et le plasma Type de porphyrie hépatique aiguë Orientation du diagnostic enzymatique Diagnostic biologique (2) Déficit spécifique d’une des enzymes impliquées dans la synthèse de l’hème Confirmation du type de porphyrie Identification des porteurs asymptomatiques dans la famille du patient (approche probabiliste) Analyse de l'ADN : diagnostic moléculaire Identification des porteurs asymptomatiques dans la famille du patient (diagnostic de certitude) Identification de la mutation familiale spécifique Diagnostic biologique Type de porphyrie aiguë Urines Selles PAI PBG, URO (URO) PV PBG, URO, COPRO COPRO PROTO CH PBG, URO COPRO COPRO Sérum PIC à 620 nm Porphyries hépatiques : profil d'excrétion des précurseurs de l’hème HEME PAI ALA PBG PCT UPG Uro- Profil d'excrétion CH PAI PV CPG PPG Copro Proto PCT CH PV URINES SELLES Proto Dosages de l'ALA et du PBG PAI : patient en crise aiguë Chromatographie urinaire des porphyrines (CLHP) « Porphyrinogénicité des médicaments » Induction d’un syndrome biologique ( porphyrines/précurseurs) 1- Foie sain 2- Foie siège d’une anomalie latente de la synthèse de l’hème Foie de rat : effets précoces des médicaments ALA Cytochrome Hème Porphyrines Synthase P450 hépatique Phénobarbital - DDC - or +/- Phénobarbital + DDC Allyliso propylacétamide Porphyrinogénicité des médicaments Modèle expérimental Embryons de poulets in ovo âgés de 17 jours Injection Mesure Dose de DDC d’amorçage Inhibition de la ferrochélatase Médicament rapport constant : dose chez l’embryon dose chez l’homme (ALA-synthase) Dans les foies d’embryons Porphyrine Après 18-20 H J-C. Deybach et B. Grandchamp… Il y a plusieurs années Embryons de poulets âgés de 17 jours (avec 0,25 mg de DDC) Phénobarbital Porphyrines (mg/embryon) (mmol/g de foie) 0 0,4 0,8 1,6 4,0 10 25 40 70 120 Doses thérapeutiques chez l’homme : 100-200 mg/24 h Rapport embryon de poulet/homme : 1/20 - 1/100 Anesthésiques locaux Foies d’embryons de poulets âgés de 17 jours (in ovo) Médicament + DDC Témoins (DDC 0,25 mg) LIDOCAÏNE Mépivacaïne Bupivacaïne Prilocaïne Etidocaïne Pyrocaïne PROCAÏNE Oxybuprocaïne Proxymétacaïne Tétracaïne Butacaïne (0,25 mg/EGG) ALA synthase pmol/30’/mg de protéine Porphyrine hépatique nmol/g 150 + 90 5,070 9,200 3,160 1,830 3,330 1,800 690 400 270 360 170 10 + 3 224 264 210 108 256 216 18 11 11 54 28 Porphyrie aiguë intermittente Caractère autosomique dominant Anomalie du gène de la PBG désaminase Prévalence : 1/1000 ; pénétrance : 1-10 % Biologie ALA et PBG dans les urines PBG désaminase érythrocytaire (≈50 %) Clinique Symptômes neuro-viscéraux aigus Femmes >> Hommes (25 à 45 ans) Facteurs déclenchants (exogènes, endogènes) Transmission de la PAI (PBG désaminase érythrocytaire) (61) (79) (68) (79) (139) (57) (77) (71) (Témoins : 125 ± 40) (76) (82) (80) Porphobilinogène désaminase (hématies) Number of subjects 35 30 25 20 15 10 5 0 50 70 90 110 130 150 PBG Deaminase activities Patients Témoins 1er degré 170 Dépistage des porteurs asymptomatiques Calcul des risques (Bayes) … a priori … 0,5 Si l’activité de la PBGD = 0,25 … a posteriori … 70 0,94 0,85 85 0,76 0,52 100 0,16 0,06 Gène de la PBG désaminase 11q24,1 11q24,2 11 Kb, 15 exons 2 promoteurs 2 ARNm (E, NE) Variants alléliques (PAI) : > 170 (An 2000) Structure du gène de la PBGD ATG ARNm ubiquitaire Poly A 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3’ 5’ 1 ARNm érythroïde 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Poly A ATG Locus: 11q24 Gène : >10 kb CDS : 1032 / 1083 bp Protéine ubiquitaire : 361 aa Protéine érythroïde : 344 aa MW : 37.6 kDa > 170 mutations connues : • 44 % de faux-sens • 18 % d’anomalies d’épissage • 19 % de décalages du cadre de lecture • 16 % de non-sens (Puy et coll., 1997) Mutations du gène de la PBGD Faux-sens Site d’épissage Décalage du cadre de lecture Non-sens 5’ NE E E1 3’ E15 VARIANT NE DE LA PAI STOP Activité de la PBGD érythrocytaire 160 140 120 100 85 80 60 40 Patients 20 Parents Porteurs asymptomatiques sains Diagnostic moléculaire Variante non érythroïde de la PAI 5 % des cas Caractéristiques cliniques et biochimiques similaires Activité normale de la PBG désaminase dans les érythrocytes ++++ Diminution de l’activité de la PBG désaminase dans les cellules non érythroïdes Transcription domestique : promoteur non érythroïde, exon 1 Mutations au niveau du site d'épissage donneur Mutations du site d'épissage donneur dans la forme non érythroïde de PAI • ARNm Site d’épissage donneur normal Ex 1 Ex 3 E x 4 Codon d’arrêt Ex 15 67 bp Site d’épissage Codon d’arrêt donneur cryptique • ADN génomique T aaa c Intron 1 67 bp Exon 1 G G C G g t g a g ......................................... c c a g g t t g .... Site d’épissage 5’ normal Site cryptique Caractéristiques génétiques des porphyries aiguës(2001) Gène Affection Chrom. Exons Longueur Mutations connues ALAD PDA 9q34 12 ~16 kb 7 PBGD PAI 11q24 15 >10 kb >170 CPOX CH 3q12 7 ~14 kb 19 PPOX PV 1q22-23 13 ~13 kb 79 Traitement des porphyries hépatiques aiguës par Normosang® Résultats du CFP(2000) 856 crises aiguës traitées par l’hémine humaine 172 patients atteints de porphyrie hépatique aiguë 137 PAI, 20 CH, 15 PV Rapport hommes/femmes : 20/80 % Moyenne d’âge lors de la première crise : 35 + 4 ans Crise porphyrique aiguë : signes de haute valeur diagnostique Symptômes cliniques Douleur abdominale sévère / douleurs au niveau du dos et des cuisses Vomissements, constipation Autres signes de neuropathie végétative (hypertension, tachycardie, iléus...) Biologie Elévation des taux urinaires d’ALA et de PBG Prise en charge d’une crise porphyrique aiguë Hospitalisation Elimination des facteurs déclenchants classiques (médicaments, alcool, jeûne, infection...) Opiacés et chlorpromazine Hydrates de carbone (300-400 g/jour) Perfusion précoce de Normosang® (hémine humaine) (3 mg/kg/24 heures x 4 jours) Normosang® (hémine humaine) Orphan Europe Composition / ml • • • • • Hémine humaine 25 L-arginine 26,7 Propylène-glycol 400 Ethanol 96 % 100 Eau pour injection q.s.p mg mg mg mg • Elimination (t1/2) 10,8 + 1,6 • Clairance plasmatique 3,7 + 1,2 • Volume de distribution 3,4 + 0,9 • Durée de conservation 2 ans heures ml/min litres Traitement par le ® Normosang Patient atteint de PAI Perfusion de Normosang 120 Valeurs moyennes en % 100 80 ALA PBG 60 40 20 0 J0 J1 J2 J3 Traitement des crises aiguës par le Normosang® Amélioration clinique rapide Durée moyenne de la douleur abdominale 2,8 + 0,72 jours Diminution des taux urinaires d’ALA/PBG 2-3 jours Durée d'hospitalisation < 5 jours dans 95 % des cas Aucune nouvelle complication neurologique Aucun effet indésirable majeur Expérience pendant la grossesse (n = 17) 856 crises aiguës / 172 patients 1998 1996 1994 554 crises récidivantes chez seulement 20 patients 1992 1990 1988 Patients Crises 1986 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 20 patients atteints de PAI avec crises aiguës récidivantes 17 femmes, 3 hommes 1 crise / 8-15 jours (douleur abdominale +++) Aucun facteur déclenchant patent Seulement 1 ou 2 x 250 mg de Normosang® (en phase prodromique) ont été utilisés au CFP Voie veineuse à demeure (Portacath®) Absence d’efficacité des agonistes de la LHRH Aucun type spécifique de mutation du gène de la PBG-D Conclusion La perfusion précoce de Normosang® est hautement efficace Amélioration clinique rapide Prévention des neuropathies sévères Questions non résolues : 10 % des patients (PAI) ont nécessité des perfusions d’hème itératives en raison de crises Induction douloureuses récidivantes de l’hème Toxicité au niveau du réseau veineux superficiel oxygénase ? Protocole Albumine 10 ml de Normosang® dilués dans 100 ml d'albumine à 4 % Perfusion lente d’une durée de 30 minutes Rinçage par 4 x 10 ml de sérum physiologique à l'aide d'une seringue Utilisation de la solution restante dans une perfusion normale (85 ml) Manifestations chroniques associées à la PHA Hypercholestérolemie (30 %) Élévation isolée de l’HDL-cholestérol non athérogène Insuffisance rénale chronique (25 %) néphropathie progressive interstitielle tubulaire Carcinome hépatocellulaire (1 %) Centre Français des Porphyries AP-HP - Hôpital Louis Mourier - Colombes UFR X. Bichat, Paris 7 - INSERM U409 J.Ch. Deybach B. Grandchamp Y. Nordmann L. Gouya J. Lamoril H. Puy A.M. Robréau V. da Silva