Bio mol - Cours 6 Désordres innées du métabolisme Flashcards
Quelles sont les principales méthodes spécialisées en génétique biochimique pour l’investigation des désordre du métabolisme ?
- Analyse des acides aminés
- Analyse des acides organiques
- Dosage des acylcarnitines
- Dosages manuels de métabolites divers
- Culture cellulaire (fibroblastes)
- Analyse de complémentation (historique)
Quelles peuvent être les différentes causes d’un désordre du métabolisme (général)?
Mutation qui produise perte de fonction de :
- Transporteur membranaire d’un métabolite
- Défaut primaire au niveau enzymatique
- Accumulation de substrat peut être toxique
- Carence d’un produit peut être toxique
- Formation d’un métabolite secondaire toxique
- Voie métabolique secondaire
- Possibilité de doser le métabolite primaire ou secondaire
- Déficit en cofacteur enzymatique
- Présentation clinique similaire à défaut enzymatique
- Accumulation de substrat ou carence de produit peut être toxique
- On doit distinguer si c’est le cofacteur ou l’enzyme qui est en cause
- Défaut du rétrocontrôle négatif sur une enzyme
- Rétrocontrôle levé, produit s’accumule en grande quantité
Parmis les différentes cause du désordre du métabolisme, quelles sont les 2 causes les plus fréquentes de toxicité?
Accumulation de substrat
- Déficit enzymatique causant accumulation de substrat
- Déficience en cofacteur enzymatique causant accumulation de substrat
**Il faut distinguer les 2!
Compléter la phrase :
La toxicité des métabolites est fonction des leurs ___________________
La toxicité des métabolites est fonction des leurs propriétés physicochimiques (hydrosoluble ou liposoluble)
Quelles sont les caractéristiques des métabolites hydrosolubles?
Molécules hydrosolubles (Ex : acides aminés, acides organiques)
- Détectables dans l’urine et le sang
- Effet toxique sur les cellules et à distance (non confinés dans les cellules)
- Sx souvent non-spécifiques
- Sx soudains caractérisés par des épisodes de rechutes et de rémissions
- Tx possible par réduction de concentration de ces composés (diète, Rx, dialyse…)
Quelles sont les caractéristiques des métabolites liposolubles?
Molécules liposolubles (Ex : maladies lysosomales)
- Difficilement détectables dans l’urine et le sang
- Composés s’accumulent intracellulaire
- Effet toxique restreint aux cellules touchées
- Sx souvent plus spécifiques
- Sx graduels caractérisés par une évolution plus lente
- Tx plus difficiles que molécules hydrosolubles
Compléter la phrase :
La carence d’un produit est la principale cause de toxicité dans ________________
La carence d’un produit est la principale cause de toxicité dans les déficits des voies de biosynthèse
Nommer les différents types de mode de transmission des désordres du métabolisme
- Autosomique récessif
- Récessif lié à l’X
- Autosomique dominant
- Mitochondrial
Vrai ou Faux : La majorité des désordres du métabolisme sont transmis de façon autosomique dominant
FAUX
La majorité des désordres du métabolisme sont autosomique récessifs
Pourquoi le diagnostic d’un désordre du métabolisme n’est pas toujours évident à faire?
Confusion avec
- D’autres conditions acquises (intox, …)
- Présentation clinique en association avec un stress, une infection
- Causé par l’hétérogénéité génétique
- Présentation clinique similaire pour des gènes différents
Vrai ou faux : Les désordres du métabolismes se manifestent majoritairement à un jeune âge
FAUX
Peuvent se manifester à n’importe quel âge. De la naissance jusqu’à la personne âgée
Comment expliquer que les désordres innés du métabolisme peuvent se manifester à n’importe quel âge (de la naissance jusqu’à la personne âgée)?
Dépend du pourcentage d’activité enzymatique résiduelle
De façon générale (non absolu!) :
- > 10% activité résiduelle = phénotype normal
- 2-8% activité résiduelle = phénotype léger
- Souvent chez enfant
- Adulte rare
- 0-1% activité résiduelle = phénotype sévère
- Souvent chez NN
Quelles sont les utilités des tests biochimiques en lien avec les désordres du métabolisme (par rapport aux outils de bio mol)?
- Pour le Dx
- Lorsque présentation clinique peu spécifique partagée par plusieurs pathologies
- Lorsqu’il y a de nombreuses mutations ou délétions qui peuvent causer la maladie
- Lorsqu’il y a des défauts dans plusieurs gènes qui peuvent produire le même phénotype
- Beaucoup pour le suivi clinique post Dx (suivi de la concentration d’un métabolite)
*Les outils de bio mol sont souvent dirigés contre 1 ou quelques gènes. Souvent des analyses dirigées. Éthique associés au screening du génome…
Quelle est l’utilité des tests biochimiques généraux dans l’investigation d’un désordre métabolique?
- Tests de première ligne (dépistage)
- Tests les plus simples, mais les moins spécifiques
- Importants dans l’investigation de base pour orienter ou non vers un désordre métabolique
Nommer les tests biochimiques généraux, de première ligne dans l’investigation d’un désordre métabolique
Métabolites augmentés :
- Ammoniac
- Lactate/pyruvate
- Transaminases
- AFP
- TG
- Homocystéine
- Acide urique
- Clinitest (sucres)
Métabolites diminués :
- Glucose
- Créatinine
- Acide urique
- Phosphatase alcaline
Métabolites produit normalement absents :
- Acidose métabolique
- Cristaux urinaires
Nommer quelques tests biochimiques spécialisés disponibles en biochimie génétique (pas pour l’investigation des désordres du métabolisme)
- Test de sudation
- Électrophorèse de l’Hb
- Dosage A1AT
- Dosage G6PD
- Électrophorèse des protéines
- Chromatographie des porphyrines
Nommer quelques tests biochimiques spécialisés disponibles en biochimie génétique (pour l’investigation des désordres du métabolisme)
Souvent méthode manuelle. Associé à des pathologies dont l’incidence est faible
- Chromatographie des acides aminés
- Chromatographie des acides organiques
- Dosage de la carnitine et des acylcarnitines
- Chromatographie des purines et pyrimidines
- Dosage des enzymes lysosomales
- Chromatographie des stérols
Décrire les généralités des désordres génétiques
- Mode de transmission le plus souvent autosomique récessif
- Généralement corrélation entre le niveau d’activité enzymatique résiduel mesuré in vitro et la sévérité clinique
- Pathologie le plus souvent causé par une accumulation d’un substrat à des concentrations toxiques
- Les tests biochimiques sont habituellement plus sensibles que les tests moléculaire (pour la grande majorité des désordres innés du métabolisme)
Nommer différentes voies métaboliques atteintes dans les désordres innés du métabolisme
- Catabolisme des acides aminés
- Cycle de l’urée
- Lipides
- Oxydation des acides gras
- Mitochondries
- Sucres
- Biosynthèse de l’hème (porphyrie)
- Catabolisme des purines et pyrimidines
- Lysosymes
- Peroxysomes
- Hormones
- Synthèse des glycoprotéines
- Vitamines et minéraux
Nommer des désordres du catabolisme des acides aminés
- Phénylcétonurie
- Tyrosinémie hépatorénale
- Leucinose (Maple syrup urine disease)
- Acidurie méthylmalonique
Qu’est ce que la phénylcétonurie (physiopatho)?
- Déficit primaire en phénylanaline hydroxylase (AR)
- Rarement déficit de synthèse du cofacteur tétrahydrobioptérine
- Autosomal récessif
- Cause l’accumulation de la phénylanaline
- L’excès de phénylalanine est converti en phénylpyruvate qui est excrété dans l’urine, d’où le nom de la maladie
- 1 / 25 000
- Phénylcétonurie = phénotype sévère;
- Phénotype léger = Hyperphénylalaninémie
Quelle est la présentation clinique de la phénylcétonurie?
- Enfant normal à la naissance
- Retard de développement (retard mental)
- Irritabilité psychomotrice allanta jusqu’aux convulsions
- Exzéma
- Hypopigmentation de la peau, des cheveux et de l’iris
Quels sont les tests diagnostiques pour la phénylcétonurie?
- Chromatographie des acides aminés plasmatiques
- Mesure de la phénylalanine
- Dosage des bioptérines urinaires
- Présence du cofacteur?
- Toujours fait en parallèle
- Dépistage néonatal
Qu’est-ce que la tyrosinémie hépatorénale (physiopatho/étiologie)?
Déficit primaire en fumarylacétoacétate hydroxylase dans la voie du catabolisme de la tyrosine
- Même voie métabolique que phénylcétonurie
- Accumulation de fumarylacétoacétate, de succinylacétone et de tyrosine
- 1 / 17000
- Autosomal récessif
- Effet fondateur saguenay : 1 / 1800
Quelle est la présentation clinique associée à la tyrosinémie hépatorénale?
- Hépatosplénomégalie et atteinte rénale
- Retard de croissance staturo-pondéral
- Décès < 10 ans sans Tx
- Parfois crises neurologiques, hémorragies, oedème, ascite, rachitisme
Quels sont les tests diagnostiques pour la tyrosinémie hépatorénale?
- Chromatographie des acides aminés plasmatiques
- Mesure de la tyrosine
- Dosage des concentrations de succinylacétone plasmatique (pathogmnénonique)
-
Dépistage néonatal
- Mesure de la succinylacétone
Qu’est-ce que la maladie de l’urine à l’odeur de sirop d’érable (leucinose)?
Déficit enzymatique en décarboxylase des cétoacides à chaine latérale ramifiée
- Incapable de dégrader isoleucine, leucine et valine (aa avec chaine latérale ramifiée
- Autosomal récessif
- 1 / 225000
Quelle est la présentation clinique de la maladie de l’urine à l’odeur de sirop d’érable?
- Enfant normal à la naissance
- Retard de croissance et psychomoteur
- Vomissements et encéphalopathie
- Peut aller jusqu’à coma, mort
- Odeur de sucre brûlé de l’urine
Quels sont les tests diagnostiques pour la maladie de l’urine à l’odeur de sirop d’érable?
- Chromatographie des acides aminés plasmatiques
- Mesure de leucine, valine et isoleucine
- Détection de alloisoleucine (pathogmnémonique)
- Test à la dinitrophénylhydrazine (DNPH) pour dépistage rapide et suivi
- Pas de DNN
Quels sont les avantages/désavantages de l’utilisation de la méthode LC-MS/MS pour le dosage des acides aminés plasmatiques par rapport à la chromatographie échangeuse de cation?
Avantages :
- Augmentation de la cadence analytique (20 mins vs 2h30)
- Plus grande sensibilité et spécificité
Désavantages :
- Personnel technique spécialisé
- Focntionnement en batch plutôt qu’en continu
- Instrument plus $$$
Qu’est-ce que l’acidurie méthylmalonique?
Déficit en méthylmalonyl CoA mutase dans la voie de dégradation des acides aminés Iso, Leu, Val
- Autosomal récessif
- Accumulation de l’acide méthylmalonique
- Cofacteur de l’enzyme = Vit B12 (cobalamine)
- 1 / 50000
Quelle est la présentation clinique de l’acidurie méthylmalonique?
- Acidose métabolique sévère
- Encéphalopathie
- Hyperammoniémie
- Secondaire à inhibition cycle de l’urée
- Leucopénie
Quels sont les tests diagnostiques pour l’acidurie méthylmalonique?
- Chromatographie urinaire des acides organiques
- Acide méthylmalonique
- Acide méthylcitrique
- Acide 3-OH propionique
- Dérivés de ces métabolites détectables par analyse des acylcarnitines
- Analyses complémentaire pour différencien déficit en acide méthylmalonique CoA mutase ou dans des enzymes de l’activation de la Vit B12 (7 enzymes)
- DNN urinaire
Qu’est-ce que le déficit en ornithine transcarbamylase?
Désordre du cycle de l’urée le plus fréquent : déficit en ornithine transcarbamylase
- L’ammoniac forme du carbamoyl phosphate qui réagit avec l’ornitine pour donner la citrulline via l’ornitine transcarbamylase
- Accumulation de l’ammoniac
- Transmission liée à l’X
- 1 / 65000
Quelle est la présentation clinique associée à l’ornithine transcarbamylase?
- Hyperammoniémie
- Alcalose respiratoire, hyperventilation
- Oedème cérébral
- Vomissements
- Léthargie
- Irritabilité
- Convulsions
- Coma, mort
Quels sont les tests diagnostiques pour l’ornithine transcarbamylase?
- Hyperammoniémie
- Alcalose respiratoire
- Chromatographie des acides aminés plasmatiques
- Glutamine augmentée (non-spécifique)
- Élévation d’acide orotique urinaire
- Mesure enzymatique dans une biopsie hépatique
- Pas de DNN
Décrire brièvement les étapes du cycle de l’urée
- Réaction globale :
- Aspartate + NH3 + HCO3 -> Urée + fumarate
- Azote entre dans le cycle de l’urée sous forme d’aspartate et d’ammoniac
- NH3 -> carbamoyl phosphate
- Carbamoyl phosphate + ornithine -> Citrulline
- Citrulline + aspartate -> -> Arginine
- Arginine hydrolysée -> ornithine + urée
Qu’est-ce que le déficit en lipoprotéine lipase?
Désordre des lipides, déficit en lipoprotéine lipase causant une hyperchylomichronémie
- Autosomal récessif
- 2 mutations comptent pour 95% des cas au Qc
- 1 / 1 000 000
- Effet fondateur au Qc 1 / 80 000
- Accumulation de TG
Quelle est la présentation clinique associée à un déficit en lipoprotéine lipase?
- Habituellement dans les 6 premiers mois de vie
- Épisodes répétés de douleur abdo
- Pancréatites récurrentes
- Xantomes
- Hépatosplénomégalie
- Pas de risque augmenté de pathologie cardiaque
Quels sont les tests Dx pour le déficité en lipoprotéine lipase?
- TG 100x Normale
- CHOL 5x Normale
- Dosage de LPL après infusion d’héparine
- Attention à pseudohypoNa factice
- Pas de DNN
Tx : diète très sévère sans gras!
Qu’est ce que la MCAD?
Désordre d’oxydation des acides gras (bêta oxydation, production de corps cétoniques) : déficit en acyl-CoA déshydrogénase des acides gras à chaîne moyenne
- Autosomal récessif
- 1 / 20 000
- Incapacité à produire de l’acétyl CoA
- Pas de corps cétoniques produits
Quelle est la présentaiton clinique associée à la MCAD?
- Habituellement au cours de la jeune enfance
- Convulsions et Hypoglycémie
- Habituellement suite à une infection
- Mort subite si non Dx
Quels sont les tests Dx pour la MCAD?
- Hypoglycémie
- Présence de dérivés caractéristiques d’acides gras à l’analyse urinaire des acides organiques (GC-MS) ou l’analyse plasmatique des acylcarnitines
- DNN au Qc
**Éviter le jeûne!!
Qu’est-ce que la galactosémie?
Désordre des sucres : déficit en galactose 1-phosphate uridyltransférase
- Autosomal récessif
- 1 / 50 000
- Déficit enzymatique qui empêche conversion du galactose en glucose
- Accumulation de galactose 1-phosphase
Quelle est la présentation clinique associée à la galactosémie?
- Hyperbilirubinémie conjuguée
- Hépatite, jaunisse
- Coagulopathie
- Retard de développement
- Cataractes bilatérales
Quels sont les tests Dx pour la galactosémie?
- Présence de sucres réducteurs dans les urines (Clinitest)
- Pas le glucose
- Galactose 1-phosphate augmenté dans RBC
- Mesure de l’activité de la GALT érythrocytaire et analyse des isoformes présentes par focalisation isoélectrique
- Dx moléculaire au besoin, plusieurs mutations fréquentes
- Pas de DNN au Qc
Qu’est-ce que la glycogénose de type I?
Problème de dégradation du glycogène. Majoritairement causé par un déficit en glucose 6 phosphatase
- Accumulation du glycogène dans le foie et les reins
- Diminution de production du glucose
- Autosomique récessif
- 1 / 30 000
Quelles sont les manifestations cliniques de la glycogénose de type 1?
- Hépatomégalie
- Retard de croissance
- Convulsions
- Hypoglycémies de jeûne
Quels sont les tests Dx pour la glycogénose de type I?
- Hypoglycémie, acidose lactique
- HyperTG
- Hyperuricémie
- Dx confirmé suite à absence d’augmentation du glucose suite à administration de galactose
- Dx définitif par mesure de l’activité enzymatique sur biopsie hépatique
- Pas de DNN
Qu’est-ce que le syndrome de Lesch-Nyhan?
Défaut du catabolisme des purines et pyrimidines. Déficit de fonctionnement de l’hypoxantine-guanine phosphorybosyltransférase (HPGRT)
- Transmission liée à l’X
- 1 / 380 000
- Accumulation d’acide urique
Quelle est la présentation clinique associée au syndrome de Lesch-Nyhan?
Forme sévère :
- Normaux à la naissance
- Hypotonie et retard de développement avant 6 mois
- Aggravation es Sx avec troubles du tonus, retard mental, crises d’épilepsie et automutilation
Forme frustre : Déficit partiel en HPGRT
- Développement de goutte
- Pas d’anomalies neurologiques
Quels sont les tests Dx du syndrome de Lesch-Nyhan?
- Excrétion importante d’acide urique dans l’urine
- Ratio acide urique / créat (urine du matin)
- Confirmation
- Dosage des purines urinaires (ou)
- Dosage enzymatique de la HPGRT dans les RBC
- Pas de DDN
Qu’est-ce que la maladie de Tay-Schs?
Désordre lysosomal. Déficience en N-acétyl-bêta-galactosaminidase (Hexosaminidase A)
- Enzyme responsable de l’hydrolyse du lien bêta 1,4 glycosidique entre la N-acétylglucosamine et le galactose des gangliosides GM2
- Accumulation de gangliosides GM2
- Maladie neurodégénérative incurable
- Autosomique récessif
- 1 / 400 000
Quelle est la présentation clinique de la maladie de Tay-Sachs?
- Débute ver l’âge de 5 mois et se termine par la mort ver 2-3 ans
- Amaigrissement et fatigue généralisée
- Détérioration psychomotrice après 1 an de vie
- Relâchement musculaire avec crises spasmodiques
- Exagération des réflexes
- Rigidité décérébrée
- Surdité progressive
- Cécité
Quels sont les tests Dx pour la maladie de Tay-Sachs?
- Mesure de l’activité enzymatique (hexosaminidase A) dans le sérum ou les leucocytes
- Substrats artificiels (méthylumbelliferyl)
- Mesure des isoenzymes A et B via électrophorèse ou inhibition thermique
- Pas de DNN
Qu’est-ce que la maladie de Fabry?
Désordre lysosomal. Déficit en alpha-galactosidase A
- Enzyme responsable de l’hydrolyse du lien alpha 1,4 glycosidique entre le galactose et le reste du ganglioside
- Accumulation de globotriaosylcéramide (Gb3) dans les lysosomes
- Transmission liée à l’X
- 1 / 40 000 - 60 000 (homme)
Quelle est la présentation clinique de la maladie de Fabry?
3 types de présentation clinique
-
Forme classique
- Apparait vers 5 ans
- Douleurs intenses aux membres
- Angiokératomes
- Atteintes oculaires rénales et cardiaques
- Décès à 40 ans
-
Variant cardiaque
- Présent après 25 ans
- Cardiomyopathie hypertrophique
-
Variant rénal
- Présent après 40 ans
- Insuffisance rénale terminale
Quels sont les tests Dx pour la maladie de Farby?
- Mesure de l’activité enzymatique (alpha-galactosidase A) dans les lysosomes des leucocytes
- Substrats artificiels (méthylumbelliferyl)
- Analyses mutationnelles pour les femmes et pour les variants cardiaques
- Pas de DNN au Qc
Discuter de l’hypothyroïdie congénitale
- Défaut de biogénèse de la thyroïde
- 1 / 2500
- S/Sx :
- Peau marbrée, hernie ombilicale, fontanelle postérieure ouverte
- Retard intellectuel et de croissance
- Dx :
- Dosage TSH et T4L
- DNN
- Tx : supplémentation à vie avec analogue de T4
Quels sont les critères pour un programme de dépistage néonatal?
Critères variables. Chaque organisme peut avoir ses critères
- Incidence de la pathologie doit être relativement élevée
- Mortalité/morbidité élevé associé à la pathologie
- Tx efficace et accessible, disponible à tous
-
Fenêtre d’intervention thérapeutique précoce
- Permettant amélioration signification du pronostic
- Test simple et peu couteux disponible
- Programme est acceptable socialement
- Programme économiquement rentable
Vrai ou faux : Le dépistage néonatal est seulement métabolique
FAUX
Peut être métabolique ou non
- Ex : fibrose kystique, surdité…
Qu’inclus un programme de dépistage néonatal hormis les tests de laboratoire?
- Prélèvements et éducation continue
- Réception des spécimens et bases de données
- Références au cliniques spécialisées des cas détectés
Discuter du prélèvement effectué dans le cadre du dépistage néonatal sanguin
- Prélèvement sur papier buvard
- Papier standardisé absorbant un volume précis de sang
- Procédure standardisée pour limiter les variations
- Poinçon de 1/8 pouce de diamètre = 3,1 µL de sang total
- Relativement stable (envoi par courrier)
Quelle est la méthode par excellence utilisée pour le dépistage néonatal sanguin?
LC-MS/MS
- 30-40 maladies métaboliques différentes détectables par spectrométrie de masse en tandem
- Phénylcétonurie
- Leucinose
- Tyrosinémie type I
- Déficits du cycle de l’urée
- Déficit dans la bêta-oxydation
Quel est l’inconvénient majeur de l’utilisation de la LC-MSMS pour le dépistage néonatal sanguin?
- Faux positifs
- Sensibilité et spécificité doivent être > 99,95% sinon pourri
- Sensibilité de 99% = très mauvais pour DNN
- 70 000 naissance par an
Discuter des caractéristiques du dépistage néonatal sanguin au Québec
- Centralisé à Québec
- NN âgé de 2 jour
- Programme obligatoire
- Conservation des échantillons 1 an T°p
Discuter des caractéristiques du dépistage néonatal urinaire au Québec
- Centralisé à Sherbrooke
- NN âgé de 3 semaines
- Programme optionnel
- Conservation des échantillons 10 ans -20°C
Nommer des maladies dépistées par le PQDNS
- Phénylcétonurie
- Tyrosinémie hépatorénale
- Hypothyroïdie congénitale
- MCAD
- Fibrose kystique
Nommer des maladies dépistées par le programme québecois de dépistage néonatal urianire
- Aminoaciduries
- Acidurie méthylmalonique
- Aciduries organiques
**Disparraitra éventuellement!
Vrai ou faux : Les méthodes utilisées pour le DNN et la liste des pathologies dépistées varient selon les provinces
VRAI
Varie aussi selon les pays!
Quels sont les 3 tests spécialisés les plus fréquemment demandés?
- Chromatographie des acides aminés (plasma)
- Chromatographie des acides organiques (urine)
- Analyse des acylcarnitines (plasma)
