Extrait du guide des analyses spécialisées Cerba ... - CBM 25
Extrait du guide des analyses spécialisées Cerba ... - CBM 25
Extrait du guide des analyses spécialisées Cerba ... - CBM 25
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Pyruvate kinase<br />
Le déficit en pyruvate kinase (PK) érythrocytaire est le<br />
plus fréquent <strong>des</strong> déficits enzymatiques affectant la<br />
glycolyse dans le globule rouge. C’est une affection<br />
héréditaire transmise sur le mode autosomique récessif<br />
qui est responsable d’une anémie hémolytique chronique<br />
chez les sujets homozygotes ou hétérozygotes<br />
composites.<br />
Structure<br />
La PK érythrocytaire est un homotétramère constitué<br />
de 4chaînes de 574 aci<strong>des</strong> aminés et dont la masse<br />
moléculaire est d’environ 235 kDa.<br />
Chez l’homme, la PK existe sous 4isoformes codées par<br />
deux gènes :<br />
• le gène PK-M (situé sur le chromosome 15 en q22),<br />
qui code pour la PK-M1 musculaire et la PK-M2 ubiquitaire<br />
grâce àunmécanisme d’épissage alternatif ;<br />
• le gène PK-LR (situé sur le chromosome 1enq21),<br />
qui code pour la PK-L hépatocytaire et la PK-R érythrocytaire.<br />
Ces deux enzymes sont pro<strong>du</strong>ites grâce à<br />
deux promoteurs tissu-spécifiques.<br />
Dans les hématies, l’isoforme Rremplace progressivement<br />
l’isoforme M2 présente dans les précurseurs érythroblastiques.<br />
Fonction<br />
Dépourvu de noyau et de mitochondries, le globule<br />
rouge parvient àconserver son intégrité cellulaire pendant<br />
environ 120 jours grâce àlaglycolyse anaérobie.<br />
Le passage <strong>du</strong> glucose àl’acide lactique s’effectue principalement<br />
(90 %) par une chaîne enzymatique qui<br />
porte le nom de voie d’Embden-Meyerhof. Cette voie<br />
métabolique, qui comporte une dizaine d’enzymes,<br />
fournit, sous forme d’ATP, toute l’énergie nécessaire au<br />
maintien de l’intégrité structurale et fonctionnelle de la<br />
cellule.<br />
La PK catalyse la dernière étape de cette voie, la conversion<br />
<strong>du</strong> phosphoénol pyruvate (PEP) en pyruvate couplée<br />
àlapro<strong>du</strong>ction d’ATP.<br />
La PK est un exemple d’enzyme allostérique :elle existe<br />
sous deux configurations et sa cinétique de fixation <strong>du</strong><br />
PEP est une courbe sigmoïde.<br />
Déficit<br />
La plupart <strong>des</strong> déficits en PK sont <strong>du</strong>s àlasynthèse<br />
d’une enzyme qui présente <strong>des</strong> propriétés physiques ou<br />
cinétiques anormales. Plus rarement, il peut s’agir d’un<br />
déficit ou d’une absence de synthèse de la protéine.<br />
Une <strong>des</strong> conséquences de ce déficit est de bloquer la<br />
voie métabolique et donc de diminuer la synthèse<br />
d’ATP ;cela a<strong>des</strong> répercussions sur le maintien <strong>des</strong><br />
fonctions membranaires. Le résultat en est une impossibilité<br />
pour les hématies de traverser les sinusoï<strong>des</strong> spléniques,<br />
d’où une hémolyse locale particulièrement<br />
importante. Les tableaux d’hémolyse chronique sont<br />
souvent améliorés par la splénectomie. L’autre conséquence<br />
est l’accumulation <strong>des</strong> métabolites pro<strong>du</strong>its en<br />
amont. C’est notamment le cas <strong>du</strong> 2,3-DPG, dont la<br />
présence en excès diminue l’affinité de l’hémoglobine<br />
pour l’oxygène, ce qui est àlafois responsable d’une<br />
anémie mieux tolérée et d’un défaut de stimulation de<br />
l’érythropoïèse.<br />
—Manifestations cliniques<br />
Le déficit en PK érythrocytaire est dû à<strong>des</strong> mutations<br />
<strong>du</strong> gène PK-LR. L’expression <strong>du</strong> gène PK-LR étant<br />
tissu-spécifique, l’anomalie ne s’exprime que dans les<br />
érythrocytes.<br />
Àl’état hétérozygote, l’activité enzymatique est la moitié<br />
de la normale et le déficit est parfaitement bien<br />
toléré. Seuls les sujets homozygotes ou hétérozygotes<br />
composites sont mala<strong>des</strong>.<br />
Le tableau clinique consiste en une anémie hémolytique<br />
chronique plus ou moins importante (en général modérée)<br />
pouvant aller d’une forme àdébut néonatal sévère,<br />
nécessitant l’exsanguino-transfusion puis de multiples<br />
transfusions, àune hémolyse parfaitement compensée<br />
chez un a<strong>du</strong>lte sain. Chez l’enfant, l’anémie atendance<br />
às’améliorer avec l’âge, pour disparaître dans certains<br />
cas. Chez l’a<strong>du</strong>lte, le degré de l’anémie est stable.<br />
L’hémolyse peut être exacerbée par différentes agressions<br />
(infections, grossesse). On retrouve généralement<br />
une splénomégalie.<br />
Parmi les complications habituelles, on retrouve un<br />
risque élevé de lithiase biliaire et de surcharge en fer.<br />
Seuls d’exceptionnels cas de mort fœtale in utero avec<br />
hydrops foetalis ont été rattachés àundéficit en PK.<br />
—Variants de PK érythrocytaire<br />
Environ 150 anomalies impliquées dans <strong>des</strong> syndromes<br />
hémolytiques ont été caractérisées au niveau moléculaire<br />
sur le gène PK-LR. Leplus souvent, il s’agit de<br />
mutations privées. Il existe cependant un petit nombre<br />
de mutations récurrentes. En l’absence de consanguinité,<br />
les patients sont le plus souvent <strong>des</strong> hétérozygotes<br />
composites.
La plupart <strong>des</strong> déficits en PK ont été décrits chez les<br />
Européens <strong>du</strong> Nord, aux États-Unis et au Japon, mais<br />
l’anomalie est ubiquitaire. La fréquence de l’anomalie<br />
àl’état hétérozygote dans la population générale aété<br />
évaluée àenviron 1à2%par la plupart <strong>des</strong> étu<strong>des</strong>.<br />
On reconnaît deux catégories de variants possibles :<br />
• ceux donnant une enzyme instable et qui présentent<br />
une activité très abaissée (10 à30%delanormalité) ;<br />
• ceux donnant une enzyme stable àcinétique perturbée<br />
in vivo et dont l’activité in vitro peut être mesurée<br />
jusqu’à 60 %delanormale.<br />
—Traitement<br />
Aucun traitement spécifique n’est capable d’augmenter<br />
l’activité PK in vivo.<br />
Les transfusions sont parfois nécessaires, surtout chez<br />
l’enfant quand l’anémie est mal tolérée. La splénectomie<br />
peut être proposée après l’âge de 5ans :elle n’empêche<br />
pas l’hémolyse, mais permet de ré<strong>du</strong>ire les besoins<br />
transfusionnels en augmentant le taux d’hémoglobine.<br />
Diagnostic biologique<br />
Le diagnostic biologique est évoqué devant une anémie<br />
hémolytique avec bilirubine libre augmentée et haptoglobine<br />
abaissée. Le taux de réticulocytes est généralement<br />
peu élevé avant splénectomie, et il n’est pas<br />
proportionnel àl’intensité de l’anémie, contrairement à<br />
ce qui est observé dans les autres anémies hémolytiques.<br />
Sur le frottis, outre l’anisocytose et la polychromatophilie,<br />
on peut parfois noter la présence d’échinocytes en<br />
proportion variable (3 à30%).<br />
Le diagnostic différentiel repose sur l’élimination d’une<br />
hémolyse autoimmune (test de Coombs direct normal),<br />
d’une hémoglobinopathie ou d’une maladie de la membrane<br />
érythrocytaire.<br />
Le diagnostic de déficit est généralement possible avec<br />
le dosage de l’activité enzymatique.<br />
—Dosage enzymatique<br />
Il doit, toujours être pratiqué àdistance d’une transfusion.<br />
La mesure est réalisée sur un hémolysat préparé après<br />
lavage soigneux <strong>des</strong> érythrocytes. L’élimination préalable<br />
<strong>des</strong> leucocytes est une étape essentielle, car le taux<br />
de PK-M2 dans les leucocytes n’est pas affecté dans<br />
les variants hémolytiques ; en outre, les leucocytes<br />
contiennent <strong>des</strong> taux de PK environ 300 fois plus élevés<br />
que les hématies.<br />
Le dosage utilise la transformation <strong>du</strong> PEP en pyruvate<br />
par la PK de l’hémolysat. Le pyruvate est ensuite trans-<br />
formé en lactate par la LDH en présence de NADH,<br />
H+. La diminution de densité optique observée à<br />
340 nm est proportionnelle àl’activité PK présente dans<br />
l’échantillon et s’exprime en UI par gramme d’hémoglobine<br />
dans l’hémolysat. Les valeurs usuelles sont de<br />
l’ordre de 6à8U/gHb.<br />
L’activité mesurée est souvent assez élevée, de 5à<strong>25</strong> %<br />
de l’activité normale pour la plupart <strong>des</strong> variants. La<br />
profondeur de l’anémie n’est pas liée àlasévérité <strong>du</strong><br />
déficit mesuré in vitro.<br />
Certains patients déficitaires peuvent présenter <strong>des</strong> taux<br />
normaux, voire augmentés. Différentes raisons peuvent<br />
être évoquées :<br />
• un taux de réticulocytes élevé peut masquer la présence<br />
d’un variant instable ;<br />
• l’isoenzyme M2, ubiquitaire, peut être exprimée dans<br />
les hématies de certains patients, contribuant àl’activité<br />
mesurée ;<br />
• les variants présentant une cinétique anormale et inefficiente<br />
in vivo peuvent présenter une activité catalytique<br />
normale ou augmentée dans les conditions<br />
optimales et artificielles <strong>du</strong> dosage in vitro.<br />
Il est toujours important de pouvoir comparer la valeur<br />
trouvée àcelle d’une autre enzyme de la glycolyse, afin<br />
d’éviter de considérer comme normale une valeur<br />
accrue par une forte réticulocytose ou, au contraire,<br />
comme un déficit une valeur basse résultant d’un<br />
échantillon mal conservé.<br />
En cas de déficit supposé, il est fortement recommandé<br />
de répéter l’examen sur un second prélèvement pour<br />
confirmer le résultat et de réaliser une enquête familiale<br />
pour rechercher l’anomalie àl’état hétérozygote chez<br />
les autres membres de la famille. Les sujets hétérozygotes<br />
présentent <strong>des</strong> taux généralement diminués de<br />
moitié, mais il existe un recouvrement important avec<br />
les taux normaux.<br />
Il a également été décrit de rares cas (2 familles)<br />
d’hyperactivité PK dont la transmission est autosomique<br />
dominante et qui peut être associée àune polyglobulie.<br />
Biologie moléculaire<br />
Les tests de biologie moléculaire ont supplanté<br />
l’approche protéique <strong>des</strong> variants. Ils sont utilisés pour<br />
caractériser les mutations par séquençage et sont également<br />
très utiles dans les étu<strong>des</strong> familiales pour permettre<br />
le diagnostic prénatal.<br />
☞ Glucose-6-phosphate-déshydrogénase<br />
Glader B.<br />
Hereditary hemolytic anemias <strong>du</strong>e to enzyme disorders.<br />
In :Mentzer WC, Wagner GH.
Wintrobe’s clinical hematology.<br />
Philadelphia :Lippincott Williams &Wilkins, 2004 ;pp. 1115-1140.<br />
Zanella A, Fermo E, Bianchi P, Valentini G.<br />
Red cell pyruvate kinase deficiency :molecular and clinical aspects.<br />
Br JHaematol 2005 ;130 :11-<strong>25</strong>.