LES CYTOPATHIES MITOCHONDRIALES. Quand? Comment? Dr F. Taithe Centre de référence des neuropathies rares 11/04/2014
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- Dominique Cartier
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1 LES CYTOPATHIES MITOCHONDRIALES Quand? Comment? Dr F. Taithe Centre de référence des neuropathies rares 11/04/2014
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3 Phosphorylation Oxydative NAD+ FAD NADH FADH2 Cycle de Krebs = Voie finale commune de l oxydation des molécules énergétiques : acides aminés, acides gras, glucides Oxydation Acide pyruvique Acides gras Acides aminés Glycolyse aérobie Acide lactique Glycolyse anaérobie glucose Acides gras Acides aminés
4 Phosphorylation Oxydative NAD+ FAD NADH FADH2 Oxydation Acide pyruvique Acides gras Acides aminés Glycolyse aérobie Acide lactique Glycolyse anaérobie glucose Acides gras Acides aminés
5 Cytopathies mitochondriales = atteinte de la chaîne respiratoire mitochondriale / phosphorylation oxydative
6 Cytopathies mitochondriales = atteinte de la chaîne respiratoire mitochondriale / phosphorylation oxydative Carence en ATP Formation de radicaux libres et accumulation de substrats non dégradés
7 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Complexe I (NADH-coenzyme Q réductase) Transfère les équivalents réduits Du NADH au coenzyme Q 40 sous-unités
8 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Complexe II (succinate-coq réductase) Transfère les équivalents réduits du FADH2 vers le CoQ 4 sous-unités
9 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Complexe III (ubiquinol cytochrome C réductase) Transporte les électrons vers le cytochrome C 11 sous-unités
10 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Complexe IV (Cytochrome C oxydase = COX) oxydation 13 sous-unités
11 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Complexe V (ATPase) Phosphorylation ADP 14 sous-unités
12 ADParsenyl
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16 INTs: inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse Berson et al, 2005
17 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe
18 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe 13 gènes codant pour des protéines de la chaîne ( 7 pour le complexe I, 1 / complexe III, 3 / complexe IV et 2 / complexe V) 22 gènes ARNt 2 gènes ARNr Deux spécificités de l ADN mt
19 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe
20 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe
21 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe 13 gènes codant pour des protéines de la chaîne ( 7 pour le complexe I, 1 / complexe III, 3 / complexe IV et 2 / complexe V) 22 gènes ARNt 2 gènes ARNr Deux spécificités de l ADN mt Ségrégation mitotique
22 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe 13 gènes codant pour des protéines de la chaîne ( 7 pour le complexe I, 1 / complexe III, 3 / complexe IV et 2 / complexe V) 22 gènes ARNt 2 gènes ARNr >90 gènes codant pour des protéines de la chaîne
23 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe 13 gènes codant pour des protéines de la chaîne ( 7 pour le complexe I, 1 / complexe III, 3 / complexe IV et 2 / complexe V) 22 gènes ARNt 2 gènes ARNr >90 gènes codant pour des protéines de la chaîne plusieurs centaines si l on tient compte des protéines de transport et de régulation
24 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Niveau d atteinte Hétérogénéité clinique des cytopathies mitochondriales
25 Cytopathies mitochondriales: une origine génétique complexe Niveau d atteinte Variabilité phénotypique Type de transmission (AD, AR, X, S) Type de mutation Mutations retrouvées dans toutes les cellules mais pas d atteinte multiviscerale systématique? Hétérogénéité clinique des cytopathies mitochondriales Type de transmission (maternelle ou délétion unique sporadique) Type de mutation Hétéroplasmie Absence de Corrélation phénotype-génotype Yamashita S. Journal of Human Genetics 2008
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27 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Syndrome Pearson (PS) En cas de survie: régression des signes hématologique apparition des signes neuromusculaire possible évolution vers un KSS Anémie sidéroblastique réfractaire + neutropénie et thrombopénie Insuffisance pancréatique externe: Malabsorption / diarrhée Yamashita S. Journal of Human Genetics 2008
28 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Syndrome Kearns-Sayre (KSS) Ataxie cérébelleuse Troubles cognitifs Diabète insipide Autres désordres endocriniens Ophtalmoplégie externe et ptosis Rétinite pigmentaire Myopathie Troubles de la conduction Cardiaque (BAV) Foyaca-Sibat H. Journal of Neurology Yamashita S. Journal of Human Genetics 2008
29 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Chronic progessive external ophtalmoplegia (CPEO) Troubles de conductions cardiaque Ptosis et ophtalmoparésie Myopathie Cardaioli E. Journal of the Neurological Sciences 2008
30 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Hirano M. Neuromuscul Disord 1992 Deschauer M. Neurology 2007 Mitochondrial myopathy, encephalomyopathy Lactic acidosis, strokes-like episodes (MELAS) lobe pariétal et/ou occipital substance blanche et substance grise Pas strictement dans un territoire vasculaire fluctuent dans le temps sous forme d une extension aux régions adjacentes en quelques semaines Pseudo épisodes AVC Migraines oedème vasogénique Schlaug G et al, 1997 Iizuka T et al, 2003
31 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Hirano M. Neuromuscul Disord 1992 Deschauer M. Neurology 2007 Mitochondrial myopathy, encephalomyopathy Lactic acidosis, strokes-like episodes (MELAS) Acidose lactique Surdité diabète cardiomyopathie troubles cognitifs petite taille rétinite pigmentaire Pseudo-épisodes vasculaires cérébraux Migraines myopathie Crise partielle ou généralisée
32 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Myoclonus epilepsy associated with ragged red fibers (MERRF) Epilepsie photosensible généralisée / myoclonies Myopathie (atteinte oculaire) Surdité ataxie cérébelleuse rétinite pigmentaire petite taille acidose lactique pseudo AVC neuropathie périphérique troubles cognitifs cardiomyopathie ophtalmoparésie Hirano M Sinha S, Journal of the Neurological Science 2007
33 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Atrophie optique de Leber Télangiectasies péripapillaires, microangiopathie, pseudo-oedème et tortuosités vasculaires précedent l atrophie optique bilatérale au FO Troubles de la conduction cardiaque WPW
34 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Neuropathie Ataxiante et Rétinite Pigmentaire NARP Rétinite pigmentaire Ataxie cérébelleuse et proprioceptive
35 Principaux syndromes liés à des anomalies de l ADNmt (mutations/ délétions) Autres : Syndrome de Leigh insuffisance hépato-cellulaire myocardiopathie hypertrophique Diabète-surdité
36 Cytopathies mitochondriales d origine nucléaire Rahman S. Ann Neurol 1996 Finsterer J. Pediatr Neurol 2008 Chaussenot et al, 2011
37 Cytopathies mitochondriales d origine nucléaire Rahman S. Ann Neurol 1996 Finsterer J. Pediatr Neurol 2008 Chaussenot et al, 2011
38 Cytopathies mitochondriales d origine nucléaire Rahman S. Ann Neurol 1996 Finsterer J. Pediatr Neurol 2008 Chaussenot et al, 2011
39 Atteinte neurologique Atteinte sensorielle Atteinte cardiaque Associations illégitimes Atteinte d organes riches en énergie (seuil abaissé / hétéroplasmie) Atteinte digestive Atteinte rénale Atteinte hématologie Atteinte endocrinienne
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41 Hyperlactémie persistante (> 2,5 mm) parfois associéé à une hyperlactatorachie Élevation du rapport Lactate / pyruvate (> 20) Chromatographie des AA sanguins: élévation du taux d alanine et proline Élevation des corps cétoniques 3-hydroxybutyrate/acéto-acétate (> 2)
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48 Chaussenot et al, 2011
49 Atteinte neurologique Atteinte sensorielle Atteinte cardiaque Atteinte digestive Atteinte rénale Atteinte hématologie Atteinte endocrinienne
50 Agrégats mitochondriaux sous-sarcolemniques Ragged-Red fibers (trichrome de Gomori) Surcharges lipidiques Fibres musculaires COX-négatives (COX-SDH)
51 Mesure de l activité enzymatique des différents complexes de la chaine respiratoire Spectrophotométrie
52 Faible rentabilité Délétion unique Pearson Kearns-Sayre CPEO A privilégier Yamashita S. Journal of Human Genetics 2008
53 Faible rentabilité Délétion unique Pearson Kearns-Sayre CPEO A privilégier Mutation ponctuelle NARP MELAS MERRF LEBER
54 Délétion unique Pearson Kearns-Sayre CPEO Mutation ponctuelle NARP MELAS MERRF LEBER Du 01/01/2014 au 02/04/2014: 4 nouvelles mutations ADN mt
55 50 gènes responsables connus Structure de la CR Assemblage de la CR Traduction mitochondriale Stabilité de l ADNmt Délétions multiples Déplétions
56 Du 01/01/2014 au 02/04/2014: -3 nouvelles mutations ADN nucléaire -1 nouveau gène impliqué (pnpt1)
57 clinique Biologie Epreuve d effort IRM / spectro Prélèvements sanguins: -Délétion unique (Pearson) -Mutations de la maladie de Leber -Mutations fréquentes (faible rentabilité) Arguments évocateurs d une CM Biopsie tissulaire (muscle, foie, rein, fibroblastes) Histologie Enzymologie de la CR Analyse moléculaire Surcharge lipidique RRF Fibres COX négatives Déficit isolé Déficits combinés Déficit généralisé Recherche des mutations les plus fréquentes sur tissu (MELAS, MERFF, NARP) Délétion de l ADN mt unique (KS, CPEO) ou multiples Déplétion ADN mt Analyse des gènes mt (tissu) ou nucléaires (sang) Correspondant au CR déficitaire et/ou clinqiue D après Finsterer et al, 2009 Analyse des nucléaires (sang) d instabilité de l ADN mt selon le tableau clinique (POLG, ANTI, PEO1 )
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