génétique biochimique Flashcards
qu’est-ce qu’on classifie comme petites molécules
prot: aa et ao (organique)
gras: lipides
sucres: CHO
énergie
azote (urée)
vitamines
minéraux
phénylcétonurie (PCU)
maladie métabolique auto récessive
enzyme phénylalanine hydroxylase PAH déficiente: ++ aa phénylalanine
dans quel organe on exprime plus la PAH (enzyme phénylalanine hydroxylase)
foie (10-100x + exprimé là qu’ailleurs)
rxn PAH
avec l’aide du co-enzyme Fer, elle transforme la phénylalanine en tyrosine
oxydo-réduction
niveau normal de Phé plasmatique chez un adulte
environ 60 umol/L
la Phé qui vient de la diète ou du catabolisme de nos propres protéines ont quels outcomes (4)
- dégradé (patho = 4 erreurs innées)
- catécholamines (patho = neuro-dégénérescence)
- mélanine (patho = albinos)
- hormone thyroïde (patho: hypothyr & goître)
signes cliniques phénylcétonurie (PCU) non traitée
déficience intellectuelle (léger à sévère) = + important
agitation EEG anormal blon & yeux bleus hypertonique microencéphalie (petite tête) hyperréflexie averbal trémulations eczéma convulsions ne marche pas odeur urine (phélyacétate)
Mateo a une petite tête, il est très agité, on le voit parfois faire de trémulations, sa peau est couverte d’eczéma à certains endroits, son urine a une drôle d’odeur. il ne parle pas, ne marche pas et fait parfois des convulsions. Lorsqu’il passe un EEG, on remarque qu’il n’est pas top normal. Surfer boy, Il a de jolis yeux bleus et des cheveux blonds et on dit qu’il est très rigide et répond ++ aux réflexes. On remarque un petit retard du dév intellectuel
v ou f
la PCU peut être dépistée en néonatal et si traitée, elle prévient la déficience intellectuelle attribuée à la PCU
v
dépistage avec papier buvard idéalement dans les 2 premiers jours de vie (avant 3J) en identifiant date/hr naissance
avant le congé ou le transfert même si né depuis moins de 24h
si on donne une transfusion: on fait le prélèvement avant ou 48h après la transfusion
v ou f
PCU = première cause de déficience intellectuelle génétique à étiologie connue
v
tests de dépistage de maladies métaboliques après le prélèvement par papier buvard
1 test différent pour chaque métabolite:
PCU = test Guthrie
technique actuelle: spectrométrie de masse en tandem pour ++ mesures de métabolites en même temps
test de Guthrie pour mesurer la Phé
rondelles de papier buvard mis sur une plaque avec des bactéries.
+ Phé = + bactéries qui poussent (proportionnel) = plus grand diamètre du cercle que l’on peut comparé à un contrôle de rondelles avec des concentrations connues de Phé.
- évaluation rapide de ++ échantillons d’une pop à risque
pourquoi le niveau de Phé sanguin est plus élevé dans les premiers jours de vie d’un bébé
cordon coupé: pas d’épuration et de contrôle de dégradation par le placenta de la mère
=> Phé s’accumule
diagnostic de la PCU
chromatographie des aa: graphique qui montre des pics anormaux à la qté de Phé
traitement PCU
diète: restriction en apport de Phé
=> tricky pcq on veut donner assez de lait pour la croissance mais pas trop pour éviter accumulation Phé & risque déficience intellectuelle:
solution:
produits spéciaux (lait, pâtes, biscuits…) où phé réduite/absente et riche en tous les autres aa et Nu
c,est quoi la Banque des Aliments au Qc
fourni et distribue gratuitement des aliments de base pour les enfants qui présentent une erreur innée du métabolisme
tolérance à la Phé des enfants avec PCU plus âgés
320 mg Phé: 8g prot : 30g aka 2 TBS viande
plus de tolérance que les adultes parce qu’ils sont en croissance (ce qui s’accumule bcp trop par un manque de dégradation chez l’adulte est anabolisé et reconverti en protéine chez l’enfant en croissance)
tolérance de Phé en PCU
quantité maximale de Phé ingérée par la diète qui permet un taux sanguin acceptable
quelle partie du métabolisme protidique est changé dans la PCU
dégradation des aa venant du catabolisme des protéines transformés en urée/énergie.
Le patient n’est pas capable d’ajuster la dégradation selon les qté dispo.
: on doit donc diminuer l’apport par la diète si le taux dégradé est bas pour que le pool ne soit pas trop gros
v ou f
les patients PCU ont une croissance retardée
f
croissance rapide parce que tous les aa qui ne sont pas dégradés en urée/énergie subissent de l’anabolisme et sont reconvertis en protéine.
chez les enfants en croissance, on peut donc augmenter la quantité de phé par la diète, ils ont plus de tolérance
v ou f
une infection virale peut avoir un effet sur la tolérance d’n patient PCU avec la quantité de phé dans la diète
v
le corps utilise ses propres protéines et fait du catabolisme pour fabriquer des protéines immunitaires
si on augmente le catabolisme, on diminue la tolérance, on doit diminuer le taux d’aa dans la diète
v ou f
+ de catabolisme = + de tolérance
+ d’anabolisme = - de tolérance
f
contraire
produit du catabolisme augmente le pool qui n’est pas dégradé tandis que l’anabolisme le diminue
v ou f
que les gènes du PAH ont une influence sur la tolérance des patients PCU
f
d’autres gènes & l’état physiologique du patient module ça
*spectre phénotypique large pour la plupart des maladies métaboliques,
dans le suivi des patients PCU, on vise une concentration en phé de cmb
100-300 umol/L
quand observe-t-on l’impact le plus grande d’hyperphénylalaninémie
2 premières années de vie mais détectable sur la performance psychomoteur adulte => effets aigus et chroniques
v ou f
on pourrait, outre ajuster les apports de phé dans la diète, utiliser/supplémenter les cofacteurs qui aident l,enzyme à convertir la phé en tyrosine
v
v ou f
il est possible de traiter la PCU en supplémentant la tyrosine (le produit de dégradation de phé par PAH)
v
si maladie causée par une déficience du produit, le supplémenter viendrait porter main forte
variantes cliniques de la PCU
PCU maternelle
PCU atypique ou maligne
hyperphénylalaninémie
v ou f
hyperphénylalaninémie est plus sévère que phénylcétonurie
f
phénylcétonurie:
+++ [phé] = voie transamination activée
=> phénylpyruvate (phénylcétone) est donc excrétée dans l’urine. ( et devient vert si présence de FeCl3)
donc PCU = si déficience quasi-complète de phé et hyperphé = bcp de phé dans le sang pas pas encore dans l’urine
v ou f
hyperphénylalaninémie est une maladie dominante
f
récessif: quand une allèle est normale: pas la maladie
donc pour la thérapie; pas besoin de convertir 100% des cellules au foie pcq une partie
cause PCU atypique
pas prob avec l’enzyme PAH
prob avec cofacteur BH4 biopterine: erreurs innées dans sa biosynthèse ou dans sa regénération
moins de conversion en tyrosine: augmente pool de phé
signes PCU atypique/maligne
- hyperphénylalaninémie
- aN neuro: encéphalopathie ou dystonie
pourquoi PCU atypique entraîne des troubes neuro
à cause d’une déficience neurotransmetteurs
la tyrosine est nécessaire à la synthèse de DOPA et tryptophan
v ou f
on peut avoir une PCU atypique même si la phénylalanine plasmatique a un taux normal
v
erreur de BH4 (bioptérine)
quand on dépiste PCU, on évalue [BH4]
thérapies pour PCU atypique
supplément de BH4 pour signes périph comme l’hyperphénylalaninémie mais pas pour troubles neuro
v ou f
en supplémentant un patient PCU atypique en BH4, on atténu ses signes neurologiques d’encéphalopathie/dystonie
f
on a besoin d’une supplémentation de DOPA, pas de BH4
v ou f
phé élevée est tératogène
v
cause retard mental sévère
PCU maternelle
foetus exposé à ++ phé dès la conception
- [phé] mat / foet en équilibre
- placenta concentre la phé du côté foetal
- foie embryon ne peut pas vrm dégrader la phé
v ou f
chez une femme PCU, il faut contrôler et vérifier le taux de phé au moment où nous apprenons qu’elle est enceinte
f
avant la conception
pendant toute la grossesse
surtout au T1 !!!
effet d’un PCU maternel incontrôlé en début de grossesse (T1)
dysmorphie faciale microencéphalie retard dev difficulté apprentissages/ déf intellectuelle (à [ ] 400 uM) malf cardiaques ( à [phé] = 900 uM)
Tyrosinémie type 1
maladie gén. quebs (CF)
mutation respo de la tyrosinémie type 1
chR 15
gène FAH
allèles IVS12+5A
conseq tyrosinémie type 1
insuff hépatique
cirrhose
cancer hépatique
rachitisme hypophosphatémique (os douloureux/cassants)
v ou f
pour dépister la tyrosinémie type 1, on mesure le taux de tyrosine dans le sang
f
non-spé pcq peut être élevé si on a un prob hépatique quelconque
on choisi le succinylacétone comme marqueur puisqu’il est spécifique et stable
organes où la maladie de tyrosinémie se manifeste le plus
reins et foie pcq c’est là qu’il y a un dommage fait par fumarylacétoacétate
dans le foie, la tyrosine est convertie en composés toxiques, le malecylacetoacetic acid & le fumarylacetoacetic acid qui font des dommages à la cellule d’origine (foie) => insuffisance et cancer du foie
peut être hépato / néphro et neuro toxique
traitement tyrosinémie
on veut réduire la production de produits toxiques en inhibant la cascade en amont
on utilise la NTBC, la nitisone, un inhibiteur à l’enzyme qui fait les malecylacetoacetic acid & fumarylacetoactic acid
ET
restriction diétique tyrosine et phé (qui produit tyrosine en se métabolisant)
(juste la nitisone = pas assez)
qu’arrive-t-il si on donne le NTBC trop tard aux enfants PCU
besoin d’une greffe de foie (cirrhosé ou nodules avec lésions)
présentations cliniques aigües qui peuvent survenir malgré une grossesse/naissance/investigation normales
- neuro: diminution des boires & coma
- insuff organes (foie avec hépatomégalie)
- systémique (acidose/cétose/hypoglycémie)
- odeur anormale
v ou f
les acyls-coA se retrouve en intra et extra-cellulaire
f
exclusivement intra
sang le sang: acylcarnitines font leur job
métabolisme intermédiaire
aa => ao ou NH4 et urée ag => ao ao => acyl-coA (ou acylcarnitines) acyl-coA => acétyl-coA glucose => pyruvate ou lactate => acétyl-coA acétyl-coA => énergie + CO2
qu’est-ce qu’on mesure dans des évaluations diagnostiques pour maladies héréditaires à présentation aiguë
- glycémie (& cortisol, GH, insuline pour hypoglycémie)
- électrolytes
- ionogramme et gaz sanguins (anion gap élevé)
- ammoniac (NH4) dans plasma
- corps cétonique urine
- 3-hydroxybutyrate sanguine
- ALT (indique lyse ¢ hépatiques)
- urée/créatinine pour fct rénale
v ou f
il est mieux de faire les prélèvements de marqueurs biochimiques pour les maladies aiguës quand l’enfant est asymptomatique
f
à prendre qd il a Sx
asymptomatique pourrait normaliser les niveaux
anion gap
dans le plasma:
différence cations - anions
majorité charges + = sodium
majorité charges - = cl et bic
si beaucoup de mol à charge - s’accumulent (comme ao), le trou aniotique (différence cation - anion) s’élargit
dépend donc des ao
si 11 mEq/L = normal
les ao peuvent être des toxines, des cétoacidose ou de l’acide lactique
v ou f
les aa sont mesurés dans le sang tandis que les ao sont mesurés dans l’urine
v
pcq aa précieux: le corps réabsorbe par tubules rénaux, ne les excrète pas
tandis que ao sont filtrés et excrétés
3 tests de décompensations métaboliques aiguës
- chromatographie aa (avec prélèvement plasma)
- acylcarnitines (prélevé du plasma, comme ac-coA)
- chromatographie ao (prélevé de l’urine)
v ou f
un surplus d’aa est néfaste et contribue à grossir le anion gap et donc les patho métaboliques aiguës d’acidose
v leucine isoleucine valine peuvent être néfastes
maladie des urines à senteur de syrop d’érable
Leucinose (MSUD)
déficience enzyme déshydrogénase des acides organiques ramifiés: pas de dégradation de leucine, isoleucine ou valine après transamination
cofacteur de la déshydrogénase sensée dégrader la leucine
thiamine => vitamine B1
B2 est le cofacteur de quelle enzyme
acyl coA déshydrogénase
quelle vitamine peut-on utiliser comme traitement pour l’homocystinurie et atrophie gyrée & convulsions
B6
si on a une déficience en biotinidase, on a aussi une déficience en quoi
carboxylases
bioptérine est une vitamine impliquée dans quoi
BH4 => PCU atypique
si on fait une intoxication aiguë à un ao, peut-on seulement en faire la restriction dans la diète comme traitement
non, pas suffisant, on doit faire une hémodialyse (on retire la substance néfaste du sang directement)
dans la maladie, le catabolisme excède l’anabolisme donc même si on arrête de fournir des aa au corps par la diète, il en produira lui-même à partir de ses propres protéines.
conseq leucinose
métabolites accumulés = toxiques
=> cause déficience intellectuelle ou parfois décès
MCADD
Medium Chain Acyl-coA Deshydrogenase Deficiency
*dépisté au Qc
métabolisme aG
- aG entrent dans la mitochondrie par la carnitine
- viennent des tissu adipeux, du foie ou des TG diète
- estérifiés par coenzyme A
- aG estérifiés traversent la membrane par CARNITINE (navette) - par la Beta-oxydation, aG font acétyl-coA & acyl-coA
- 4 rxn enzymatiques dans la mitoch - acétyl-coA => énergie en ATP ou continue son chemin en faisant la cétogénèse au foie
- acétyl-coA => acéto-acétate
- acéto-acétate sort de la cellule hépatique
- 3-hydroxybutyrate (3HB) est équivalent à acéto-acétate
et agit pareil (sort de la cellule et produit ATP) - cétolyse en extra-hépatique => énergie
d’où viennent nos aG quand on est en état de jeûne
tissu adipeux
- source exogène (diète)
- glycogène
- néoglycogenèse à partir des gras
on a des réserves
- carbohydrates: glycogène
- gras: TG
- prot: pas de réserve
d’où viennent nos aG quand on est nourri
les lipoprotéines intestin/foie:
TG => aG (par lipase)
ouuu des goutelettes de TG dans le foie
rôle de la carnitine et ccoenzyme A dans le métabolisme des aG
aG ont besoin d’une protéine qui les solubilise: carnitine ou coenzyme A
carnitine = navette pour faire entrer les aG à chaînes longues (+ 14C) dans la mitochondrie pendant leur métabolisme
étapes de l’entrée des aG dans la mitochondrie
après être estérifié par coenzyme A ou bind à carnitine
- CPT1 (enzyme) synthétise acylcarnitine
- translocase transport carnitine à la matrice mitoch
- CPT2 synthétise une acyl-coA (Beta-oxydation)
3 output de l’acétyl-coA produit pendant la bêta-oxydation
- cycle de krebs: ATP
- en excès: acétyl transporté au cytoplasme en tant que citrate & acétyl-coA regénéré dans cytop
- cétogénèse: forme corps cétonique qui peuvent entrer dans tissus comme cerveau (brain juice)
organes qui consomment le plus de aG
coeur (aG longue chaîne) muscles lisses (aG chaîne longue) foie (aG chaîne courte)
on a des enzymes déshydrogénases spécifiques pour une longue/courte/moyenne chaîne
et donc des maladies différentes associées à une déficience de ces différentes enzymes.
=> coeur et muscles touchés si déficience dans les enzymes à chaînes longues, moins par les MCADD
=> foie touché par toutes les maladies
pourquoi le cerveau d’un patient atteint de MCADD est affecté
- sans l’enzyme pour les chaînes moyennes: accumulation d’acide octanoïque (neurotoxique)
- cerveau consomme glucose en premier
si foie ne peut pas consommé d’aG (MCADD), on est en hypoglycémie hypocétogène
=> sans glucose (hypoglycémie), le cerveau utilise les corps cétoniques. ici on a ni glucose ni corps cétonique. 2 sources énergie absentes
prise en charge de MCADD
- régime normal, activités normales (faire attention aux régimes extrêmes et aux suppléments de TG à chaînes moyennes)
- jeûne ou vomis: soluté glucosé
- suppléments de L-carnitine (prot de transport)
ATP généré par chaîne respiratoire (membrane interne mitochondriale)
30 ATP
substrat complexe 1 de la chaîne de respiration
NADH (qui donne son H+)
substrat complexe II chaîne respiration
FADH qui donne ses é à coenzyme Q
2 types génétiques de maladies mitochondriales héréditaires
- gènes nucléaires : autosomiques ou lié X
2. gènes à transmission mitochondriale (maternelle)
majorité des protéines mitochondriales viennent d’où
noyau
ADN mitochondrial
petit génome dans chR circulaires
=> plusieurs copies de cet ADNmt par cellule
=> plusieurs copies du génome dans 1 mitochondrie
contient de l’ARNt & ARNr
seulement 13 protéines sont produites à partir de ce génome mitochondrial: les protéines dans la chaîne respiratoire
v ou f
il est plus possible et fréquent de voir des grandes délétions dans l’ADN mitoch que dans l’ADN nucléaire
v
système de réparation moins précis: mutations ponctuelles
v ou f
tous les complexes protéiques qui forment la chaîne respiratoire viennent de l’ADN mitoch
f
complexe II vient de l’ADN nucléaire
les autres complexes sont formés de sous-unités mitoch et nucléaires
v ou f
on peut vivre avec un complexe 1 de CR inactif
f
inviable et c’est là qu’il y a le plus de sous-unités codées par l’ADN mitoch
v ou f
une mère donnera la même qté et info d’ADN mitochondrial à tous ses enfants
f
distribution des mitoch aux hasard, certains enfants avec les mitoch mutées et d’autres sans
Atrophie optique de Leber (LHON)
maladie mitochondriale:
mutations ponctuelles homoplasmiques (1 mitoch à des mutations dans toutes les copies de ses gènes) du complexe 1
- perte vision centrale (bi ou unilat mais rarement un seul oeil atteint)
- on peut voir une prolifération mitoch focale au microscope électronique
- parfois matière blanche touchée mais rare
- PAS de métabolites aN
v ou f
la pénétrance de LHON est plus grande pour les hommes que pour les femmes
v
5 à 10x plus grande
v ou f
on a un test de dépistage pour LHON
f
causes de maladies de surcharge
- enzyme qui transforme le substrat en produit est déficiente
maladie de Gaucher
maladie de SURCHARGE à expressivité variable
accumulation Glucosylcéramide
=> déficience de bêta glucocérébrosidase qui fait la dégradation des glycolipides complexes dans les lysosomes
phénotypes Gaucher
- grosse rate
- peut donner un hydrops chez foetus (létale)
- fonte musculaire
- infiltration osseuse et fracture
- neuro
- asymptomatique chez personne âgée
comment on diagnostique la maladie du Gaucher
isole GB et on dose glucocérébrosidase: une déficience de 5% de l’activité normale = confirme
déficience de l’enzyme = accumulation du substrat dans les lysosomes= surcharge
traitement Gaucher
- remplacement enzymatique avec infusion hebdomadaire
2. greffe moelle osseuse
phénotype homocystinémie
voie métabolique non-linéaire, erreur innée qui se présente à tout âge
- prédispose aux thromboses
- luxation crystallin
- convulsions/ vomis/ céphalées occipitales
quelle forme d’homocystinémie a une méthionine basse ou normale
troubles de reméthylation
quelle forme d’homocystinémie a une méthionine haute
déficience enzymatique de la cystathionine bêta synthase (CBS)
traitement homocystinémie
- diète réduite en méthionine
- traité la thrombose avec héparine
- vitamines (ac. folique, B12, B6)
