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