Le diabète dans les maladies mitochondriales héréditaires

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Irène Larose
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Génétique Médicale, Nice Centre de Référence des Pathologies Mitochondriales IRCAN,

1 Le diabète dans les maladies mitochondriales héréditaires Centre de Référence des Maladies Mitochondriales Sud Méditerranée Véronique PAQUIS-FLUCKLINGER Service de Génétique Médicale, Nice Centre de Référence des Pathologies Mitochondriales IRCAN, UMR 7284 / INSERM U1081 / UNS 6 ème colloque du Réseau MeetOchondrie Soustons septembre 2012

Dysfonctionnement mitochondrial et diabète Dans les cellules, rôle majeur de la mitochondrie dans le couplage de la glycolyse et de la sécrétion d insuline Supale et

2 Dysfonctionnement mitochondrial et diabète Dans les cellules, rôle majeur de la mitochondrie dans le couplage de la glycolyse et de la sécrétion d insuline Supale et al.; Trends Endocrin Metab, 2012 Toute modification dans cette voie de signalisation est susceptible d altérer la sécrétion d insuline stimulée par le glucose (GSIS)

ADNmt et diabète KO conditionnel de Tfam dans les cellules Silva et al; Nat Genet, 2000 diabète à 5 semaines de vie avec déplétion de l ADNmt, déficit de la chaîne respiratoire (déficit en COX),

3 ADNmt et diabète KO conditionnel de Tfam dans les cellules Silva et al; Nat Genet, 2000 diabète à 5 semaines de vie avec déplétion de l ADNmt, déficit de la chaîne respiratoire (déficit en COX), anomalies morphologiques des mitochondries dans les cellules - 2 phases de progression 1. Perturbation de la sécrétion d insuline stimulée par le glucose (GSIS) 2. Perte des cellules et une réduction de la sécrétion d insuline - augmentation de la sensibilité à l insuline Insulin tolerance test

4 Maternally Inherited Diabetes and Deafness (MIDD) m.3243a>g - décrit pour la première fois en fréquence variable: 2% en France, 16% au Japon, fréquence des porteurs de la mutation 3243 estimée à 16.3/ en Finlande et 1.4/ en Angleterre Physiopathologie complexe - Perturbation de la sécrétion d insuline stimulée par le glucose (GSIS), qui pourrait être initiale - Perte des cellules - Mécanisme complexe incluant défaut de production d insuline, toxicité du glucose et résistance à l insuline, en fonction du stade de progression et des patients

5 Maternally Inherited Diabetes and Deafness (MIDD) Forme clinique «particulière» - Diabète: pénétrance 85%, début précoce, sujets minces, 2 phénotypes différents : diabète de «type 1»: DID avec acidocétose inaugurale (17%) diabète de «type 2»: DNID (83%) - Surdité: dans 90% des cas, début précoce, neurosensorielle, prédominant sur les fréquences aigües

MIDD, forme la plus fréquente de diabète mitochondrial Forme clinique «particulière» - Atteinte oculaire: «pattern macular dystrophy», dans 80% des cas en France, AV normale, rôle protecteur contre

6 MIDD, forme la plus fréquente de diabète mitochondrial Forme clinique «particulière» - Atteinte oculaire: «pattern macular dystrophy», dans 80% des cas en France, AV normale, rôle protecteur contre la rétinopathie diabétique (3.7 fois moins fréquente que dans les diabètes non mito) - Atteinte rénale: sévère++, 4 à 6 fois plus fréquente que dans les diabètes non mito - Atteinte musculaire: dans 43% des cas à type d intolérance à l effort - Atteinte cardiaque: insuffisance cardiaque, troubles du rythme et de la conduction - Autres: digestives et neuro (MELAS)

7 Comparaison des patients MIDD appartenant à la série du GEDIAM et à une série japonaise d après Meas et al., 2010

8 Diabète et mutations rares de l ADNmt Autres mutations de l ADNmt? - Délétions de l ADNmt : Syndrome de Kearns-Sayre ou syndrome de Pearson - > 20 mutations ponctuelles décrites: dans la moitié des cas, le diabète n est pas le signe prédominant Recherche de mutations de l ADNmt chez 50 patients MIDD (3243 -) - Screening exhaustif de l ADNmt à la recherche de mutations rares hétéroplasmiques dans les leucocytes de patients

Analyse de 50 patients MIDD par Surveyor Day 1 C B PCR amplification of the entire mtdna with 17 amplicons J I A H P H O N G + Surveyor Nuclease Homoduplex Bannwarth et al.

9 Analyse de 50 patients MIDD par Surveyor Day 1 C B PCR amplification of the entire mtdna with 17 amplicons J I A H P H O N G + Surveyor Nuclease Homoduplex Bannwarth et al., Hum Mut, 2005 Bannwarth et al., Nature Protocols, 2006 M B I J C K D L E M F Heteroduplex = mtdna mutation Digestion of 17 amplicons with Surveyor Nuclease Cleavage of Heteroduplexes Analysis of Surveyor digestion DNA products on agarose gel. Sur 50 patients MIDD analysés, aucune mutation de l ADNmt identifiée I Day 2 B J Designing sequencing primers. Sequencing of PCR products. Identification of a heteroplasmic mdna mutation.

radio, métaboliques, histologiques Fibres ragged-red - ET absence de délétion de l ADNmt - ET

ADNmt par Surveyor (variants hétéroplasmiques) 743 patients inclus (+) Identification d une

10 Place du diabète dans les MM? Critères d inclusion - Forte suspicion de maladie mitochondriale sur des critères cliniques, radio, métaboliques, histologiques Fibres ragged-red - ET absence de délétion de l ADNmt - ET absence des mutations communes (MELAS, MERFF, NARP) Syndrome de Leigh Analyse exhaustive de l ADNmt par Surveyor (variants hétéroplasmiques) 743 patients inclus (+) Identification d une mutation de l ADNmt (+) Identification d une mutation de l ADNmt (-) Mitochip (variants homoplasmiques) (-) Recherche de mutations dans les gènes nucléaires

11 Cohorte: 743 patients ND 2% > 16 ans 24% 1-16 ans 26% < 1 an 48% 75% des cas: début des signes avant 16 ans Diabète retrouvé chez 45 patients sur les patients avec diabète et surdité - 43 patients avec atteinte multisystémique

12 Identification d une mutation chez 5 patients sur les 45 avec diabète Début après 16 ans 4 patients avec atteinte multisystémique - m.3395 A>G (MTND1), à l état homoplasmique dans les fibroblastes - m.7472insc (MTTS1), à l état hétéroplasmique dans le muscle - m.8362 T>G (MTTK), à l état hétéroplasmique dans les leucocytes - M.14724G>A (MTTE), à l état hétéroplasmique dans le muscle 1 patient avec MIDD

13 MIDD et mutation instable de l ADNmt Patient avec MIDD - 77 ans, diabétique depuis l âge de 45 ans - BMI 22.5kg/m2 - Introduction de l insuline à 69 ans - Surdité neurosensorielle bilatérale - Pas de «macular pattern dystrophy» Déficit en CI sur fibroblastes

14 MIDD et mutation instable de l ADNmt Surveyor et séquençage ADNmt - m.14535_14536insc (F46fsX61) - m.14535_14536inscc (F46fsX53) dans MT-ND6 Mutation instable de l ADNmt 45% 68% 74% favorisée par le polymorphisme m.14530t>c (G48G) homoplasmique dans tous les tissus Bannwarth et al., Diabetes Care 2011

15 Conclusions 3243 prépondérante dans les MIDD, autres mutations rares Mécanisme exact? Place des gènes nucléaires? Difficulté du diagnostic problème de l hétéroplasmie intérêt des fibroblastes Intérêt du diagnostic prise en charge spécifique (metformine, sévérité des complications rénales ) conseil génétique

16 Sylvie BANNWARTH Konstantina FRAGAKI Bernard VIALETTES Pierre Jean GUILLAUSSEAU Centre de référence des Pathologies Mitochondriales Service de Génétique Médicale Hôpital Archet 2 Réseau «MITOCHONDRIES» GEDIAM IRCAN, CNRS UMR 7284/INSERM U1081/UNS Faculté de Médecine

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