Mucoviscidose : Explorations fonctionnelles diagnostiques Isabelle Fajac Hôpital Cochin, Paris

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1 Mucoviscidose : Explorations fonctionnelles diagnostiques Isabelle Fajac Hôpital Cochin, Paris DES, 12 Dec 2014

2 Mucoviscidose : historique DH Andersen P di Sant'Agnese M Knowles RC Boucher LC Tsui M Welsh 1938 : Description clinique, maladie récessive autosomique 1953 : Elévation chlorures et sodium dans la sueur 1981 : Différence de potentiel nasal anormale 1989 : Clonage du gène CFTR 1991 : Protéine CFTR : canal Cl -

3 Mucoviscidose : diagnostic Le diagnostic de mucoviscidose repose sur : - la présence d'au moins une des atteintes cliniques habituellement rencontrées dans la maladie - ET la démonstration d'une anomalie de CFTR : 2 tests de la sueur anormaux ( 60 mmol/l) ou l'identification de deux "disease-causing"* mutations du gène CFTR * Castellani et al, J Cyst Fib 2008;7:179-96

4 Glandes sudoripares Quinton P M Physiology 2007;22:

5 Transports ioniques normaux dans les cellules des glandes sudoripares Lumière apical Cl - CFTR Na + ENac H 2 O basal Interstitium Cl - CFTR K + Na + K + Epithélium de type absorptif Faible perméabilité à l eau [Cl - ] sueur < 40 mmol/l

6 Transports ioniques des cellules des glandes sudoripares dans la mucoviscidose Lumière apical Cl - CFTR Na + ENac H 2 O basal Interstitium Cl - CFTR K + Na + K + Diminution de l absorption du Na et du Cl Augmentation de la concentration de Cl dans la sueur : examen diagnostique [Cl - ] sueur CF 60 mmol/l

7 Test de la sueur Stimulation : iontophorèse à la pilocarpine Recueil 20 µl minimum Dosage des ions chlorures UK guidelines 2010:

8 Test de la sueur : résultats Diagnostic de mucoviscidose: 2 résultats > 60 mmol/l de chlorures et symptômes évocateurs Entre 40 (30 chez l'enfant) et 60 mmol/l: résultats intermédiaires Concentrations de chlorures inférieures à 40 mmol/l: résultat "normal" Sensibilité: 98 % Spécificité: 83 % Valeur prédictive positive: 99,5 %. [chlorures sudoraux] > 160 mmol/l: physiologiquement impossible erreur (recueil de la sueur ou analyse) Nguyen-Khoa et al, Ann Biol Clin 2012 ; 70:5-12

9 Test de la sueur : diagnostic différentiel d'une concentration sudorale de chlorures élevée Affections générales : - Mucoviscidose - Malnutrition -Hypothyroïdie - Panhypopituitarisme - Pseudohypoaldostéronisme - Fucosidose - Glycogénose de type I - Mucopolysaccharidose - Diabète insipide néphrogénique Maladies de la peau (dermatite atopique par exemple) Médicaments (antiépileptiques) Erreurs méthodologiques (évaporation partielle de l'échantillon, erreur de calcul )

10 Test de la sueur : diagnostic différentiel d'une concentration sudorale de chlorures élevée Affections générales : - Mucoviscidose - Malnutrition -Hypothyroïdie - Panhypopituitarisme - Pseudohypoaldostéronisme - Fucosidose - Glycogénose de type I - Mucopolysaccharidose - Diabète insipide néphrogénique Maladies de la peau (dermatite atopique par exemple) Médicaments (antiépileptiques) Erreurs méthodologiques (évaporation partielle de l'échantillon, erreur de calcul )

11 Indications du test de la sueur chez l'adulte Symptômes évocateurs de mucoviscidose: dilatation des bronches et insuffisance pancréatique Symptômes de maladie possiblement liée à CFTR: - dilatation des bronches - agénésie des canaux déférents - pancréatites aiguës récidivantes, pancréatite chronique - sinusites chroniques, polypose nasale

12 Dilatations des bronches British Thoracic Society guideline for non-cf bronchiectasis 2 tests de la sueur ET analyse génétique: - TOUT enfant et adulte de moins de 40 ans avec DDB - TOUT adulte avec DDB si : >40 ans et pas d'étiologie colonisation à S. aureus malabsorption infertilité chez l'homme DDB des sommets ATCD de stéatorrhée dans l'enfance Pasteur et al, Thorax 2010; 65:i1-i58

13 Protéine CFTR et épithélium des voies aériennes Clairance mucociliaire Mucus Cl - Cl - Na Liquide périciliaire Apical + - CaCC ORCC CFTR ENac Basal Cl - Na + K + 2Cl - Na + K + ATPase

14 Protéine CFTR et épithélium des voies aériennes Clairance mucociliaire=0 Cl - Cl - Na Mucus Liquide périciliaire X X Apical CaCC ORCC + CFTR - ENac DDP transépithéliale Basal Cl - Na + K + 2Cl - Na + K + ATPase

15 Différence de potentiel nasal transépithélial Cornet inférieur Sonde à double lumière millivoltmètre électrodes Ag/Cl

16 Mesure de la différence de potentiel nasal transépithéliale

17 Protéine CFTR et épithélium des voies aériennes Solution sans chlorure Isoprotérénol Amiloride Mucus + + Cl - Cl - Na Liquide périciliaire Apical CaCC ORCC + CFTR - ENac DDP transépithéliale Basal

18 Différence de potentiel nasal transépithélial Sujet sain Mucoviscidose DDP basale ENaC Amiloride (10-4 M) inhibition canal ENaC Solution sans chlorure stimulation du transport de Cl - Isoprotérénol (10-5 M) stimulation protéine CFTR via AMPc Na + Cl -

19 Différence de potentiel nasal transépithélial Sujet sain Mucoviscidose DDP basale anormale et absence de réponse 0Cl - +isoprotérénol CF Réponse positive à 0Cl - +isoprotérénol CF écartée

20 Etude ex vivo du courant de court cirtcuit sur biopsie rectale (ICM) Mesure du potentiel transépithélial et du courant nécessaire pour annuler ce potentiel: courant de court circuit. Etude pharmacologique: transport de sodium par application d amiloride transport de chlorures CFTR dépendant: carbachol: reflet de la voie cholinergique (PKC), forskoline, histamine: activateur de l adénylate cyclase (PKA), génisteine: potentiateur transport de chlorures non CFTR dépendant: DIDS

21 Biopsie rectale, puis étude en chambre de Ussing PI CF PS CF non CF Nico Derichs, ICM

22 Bombieri et al, J Cyst Fibros 2011; S2:S86-102

23 Mutations CFTR et DDB non-mucoviscidosiques Patients avec DDB diffuse et test de la sueur normal ([Cl - ]< 60 mmol/l) Patients (n) Mutation CFTR Bombieri et al (48%) Hum Genet 1998 Girodon et al 21 7 (30%) Eur J Hum Genet 1997 Tzetis et al 19 5 (26%) Hum Genet 2001 Casals et al (36%) Clin Genet 2004 Divac et al 19 2 (10%) Thorax 2004 Ziedalski et al (53%) Chest 2006 Prévalence des mutations CFTR dans population caucasienne : 1/25 (4%) (Super et al, BMJ 1994; Welsh et al, 2001)

24 Mutations CFTR et DDB non-mucoviscidosiques DDB avec [Cl - sueur] < 60 mmol/l - 0 CFTR n = 85-1 CFTR n = 22-2 CFTR n = 15 Contrôles n = 26 Contrôles Hz n = 38 CF Mut mild n = 37 CF F508/F508 n = 55 Bienvenu et al, AJRCCM 2010; 181:

25 Mutations CFTR et DDB non-mucoviscidosiques réponse(zérocl-+iso)/réponse amil NPD index : e Bienvenu et al, AJRCCM 2010; 181:

26 Mutations CFTR et DDB non-mucoviscidosiques réponse(zérocl-+iso)/réponse amil NPD index : e Bienvenu et al, AJRCCM 2010; 181:

27 Mutations CFTR et DDB non-mucoviscidosiques réponse(zérocl-+iso)/réponse amil NPD index : e Bienvenu et al, AJRCCM 2010; 181:

28 DDB et trans-hétérozygotie ENaC/CFTR Etude gène ENaC chez 55 patients avec DDB non mucoviscidosiques CFTR ENaCα,β & γ Cl - sweat BasalPD mutation mutation (mmol/l) (mv) IVS8-5T p.ser82cys/ p.trp493arg F508del p.ser82cys 38-8 IVS8-5T p.ser82cys none p.asn288ser none p.val462ile 23-8 none p.pro369thr none p.gly183ser 7-39 none p.glu197lys none p.glu197lys none p.trp493arg Fajac et al, Respir Res 2008; 9:46-53 Fajac et al, Eur Respir J 2009; 3:772-3

29 Test de la sueur et fonction de la protéine CFTR Rowe et al, Proc Am Thorac Soc 2007; 4: