Acidémie Méthylmalonique

Dr JF Benoist – Dr A Fouilhoux

SFEIM, 15 novembre 2010

Début de l’histoire…

• Présence d’acide méthylmalonique– URINE et / ou SANG

• Pas de renseignement clinique

• Appel du clinicien

• Dialogue

propionyl-CoA

D-méthylmalonyl-CoA

L-méthylmalonyl-CoA

Krebs

succinyl-CoA

mitochondrie

PCC

MCEE

mutase

AMMAMM

acides aminés(Val, Ile, Thr, Met)

AGNIC Flore bactérienne digestive

Thyminechaîne latérale du cholestérol

~ 50% ~ 25% ~ 25%

PCC : propionyl-CoA carboxylase ; MCEE : méthylmalonyl-CoA épimerase ; mutase : méthymalonyl-CoA mutase

ORIGINES DE L’ACIDE METHYLMALONIQUE

• AMM Urinaire (GC-MS)Résultat exprimé par rapport à la

créatinine Valeurs usuelles : <5 mmol/mol créatSur miction au diagnostic suivi :

miction / recueilMéthodologie : de préférence

méthode utilisant un isotope stable

Circonstances de découverte : CAO Urinaire

diagnostic suivi

Urinesnle <5 mmol/mol creat

+++ +++

Plasma nle <0,4 µM

+ +++

LCRNle indétectable

(+) (+)

AMM U : signification des concentrations rendues

concentration normale concentration pathologique

données de l’ERNDIM

AMM plasma : signification des concentrations rendues

concentration normale concentration pathologique

données de l’ERNDIM

groupe de pathologies

• génétiquement et biochimiquement hétérogènes

• caractéristiques communes – accumulation anormale d’AMM dans les tissus et les

fluides biologiques

– transmission sur un mode autosomique récessif.

Définition généraleLes acidémies méthylmaloniques

Étiologies de l’élévation de l’AMM (sang ou urine) Non héréditaires

Carence nutritionnelle

• Régime végétalien• Allaitement maternel : mère carencée en vit B12

– Par carence nutritionnelle – Par anomalie du métabolisme de la vit B12

Étiologies de l’élévation de l’AMM (sang ou urine) Héréditaires (1)

• Déficit en méthylmalonyl-CoA mutase

• Déficit en méthylmalonyl-CoA épimérase

• Anomalies de l’absorption et du transport des cobalamines– Déficit congénital en facteur intrinsèque– Déficit du transport par les entérocytes(syndrome d’Imerslund-Gräsbeck) (anomalie cubilin ou

amnionless)– Déficit en transcobalamine (TC)

Étiologies de l’élévation de l’AMM(sang ou urine) Héréditaires (2)

• Anomalies métabolisme intracellulaire cobalamines– Déficit isolé en adénosylcobalamine

(CblA, CblB, CblD variant 2)– Déficit combiné en adénosylcobalamine et en

méthylcobalamine(CblC, CblD, CblF, récepteur TCII)

• Déficit en succinyl-CoA ligase– Déficit en SUCLG1– Déficit en SUCLA2

Adapté de : B Fowler J Inherit Metab Dis 2008

Orientation diagnostique à partir des concentrations d’AMM urinaires

Insuffisant, recouvrement Besoin d’un contexte clinico-biologique bien définiBesoin d’explorations biologiques plus poussées

De la présentation clinique…au

Diagnostic…biochimique et/ou moléculaire

BEN Li

• 1ère enfant – à terme – naissance normale• H 36 : vomissements – polypnée• RA : 7 mM – cétonurie – ammoniémie 200 µM• Prise en charge :

– alimentation glucido-lipidique – hydroxocobalamine

• AMM urine : 10 000 mmol/mol créatinine

Caractéristiquesacidémie méthylmalonique

• Nouveau-né eutrophique – Intervalle libre

• Signes digestifs et neurologiques

• Signes respiratoires : polypnée

• Anomalies biologiques– Acidose métabolique, cétonurie, hyperammoniémie– Leuconeutropénie, thrombopénie– Si anémie : non mégaloblastique, non macrocytaire

Caractéristiquesacidémie méthylmalonique

• Formes aiguës tardives (facteurs déclenchant)− Accès récurrents d’acido-cétose− Signes associés : anorexie, vomissements, retard

staturo-pondéral

• Formes chroniques– Digestives : anorexie, vomissements – Retard staturo-pondéral– Neurologiques : faiblesse musculaire, retard psychomoteur,

signes extra-pyramidaux

• Anomalie de: – MéthylmalonylCoA mutase– Adénosylcobalamine (isolée)

(CblA, CblB, CblD variant 2)

propionyl-CoA

D-méthylmalonyl-CoA

L-méthylmalonyl-CoA

Krebs

succinyl-CoA

mitochondrie

mutasemutase

AMMAMM

mutase : méthylmalonyl-CoA mutase

AMM ISOLEES FORMES CLASSIQUES

AdoCblAdoCbl CoCoIIIIblblCblBCblBCblACblA

cobalaminecobalamine

CoCoIIIIblbl

CblDCblDvariant 2variant 2

Phénotypage des formes classiques d’AMM isolées :

• Études fonctionnelles sur fibroblastes– Test d’incorporation du propionate : mesure indirecte sur

cellules en culture de l’activité de la mutase avec et sans hydroxocobalamine (la cellule doit produire le coenzyme)

0

2

4

6

8

10

12

14

Uni

tés

mut° mut- CblA CblB

Graphe en boîtes

-2,5

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

Uni

tés

mut° mut- CblA CblB

Graphe en boîtes

sans hydoxocobalamine facteur de réponse après traitementpar hydoxocobalamine : 1mg/L

Phénotypage des formes classiques d’AMM isolées :

• Études fonctionnelles sur fibroblastes– +/- Mesure directe de l’activité enzymatique de l’holomutase

(lysat + coenzyme exogène)– +/- synthèse des coenzymes B12

-2000

200400600800

100012001400160018002000

Uni

tés

mut° mut- CblA CblB

Graphe en boîtes

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

Uni

tés

mut° mut- CblA CblB

Graphe en boîtes

Activité brute Activité relative

phénotype forme incorporation prop sensibilité B12

synthèse AdoCbl

gène & fonction

effondréenon sensible

effondrée sensible → Nle

effondrée MMAB

non (ou peu) sensible Cbl adénosyl transférase

effondrée MMADHC sensible → Nle ??

faible MMAA sensible → Nle chaperone

activité enzymatique apoE HoloE

CblD variant2

< 20%Nle

formes classiques d'AMM isolées

CblAdéficit de l'holoenzyme < 30% variable

< 30%

déficit de synthèse de

l'AdoCbl

déficit apoenzyme

mut°

mut-

MUT mutase

CblB

<20%

< 30%

variable

+/- Nle

+/- Nle

< 20%

B12 nle, MeCbl nle, Hcy nle

MUT90

MMAA25

MMAB 14mut°59%

« mut- » 10%

MUT non phénotypés

31 %

Indéterminés5

134 formes classiques d’AMM isolées étudiées à RDB depuis 12 ans

4 / 11

8 / 2

formes néonatales / formes tardives1er mois / > 1mois

3 / 2

40 / 15

90 déficits MUT

35 / 10

5 / 4

Vitamine B12 : utilisation

• Produit : hydroxocobalamine Dodecavit®

• Test de réponse à la vitamine B12 – n’est pas standardisé– posologie, durée, mode d’administration– critère d’efficacité, positivité

• Situation d’utilisation– Détresse néonatale– Carence et anomalies du métabolisme de la Vit B12

RIN Em

• 1er enfant – allaitement maternel

• 5 mois : – cassure courbe staturo-pondérale– dégradation neurologique (hypotonie, perte de

contact, mouvements anormaux, pâleur)

• Anémie macrocytaire, neutropénie• AMM urine 500 – Homocystéine 60 µM• Vitamine B12 basse (<50 ng/L)

RIN Em - mère

• Alimentation normale

• Vitamine B12 abaissée (112 ng/L)

• Pas d’anémie – macrocytose (107 fL)

• AMM pl (10 µM) – homocystéine totale 46 µM

• Bilan : maladie de Biermer

Caractéristiquescarence nutritionnelle

• Contexte d’alimentation– Régime végétalien– Allaitement maternel – mère asymptomatique

• Mauvaise croissance staturo-pondérale

• Vitamine B12 abaissée enfant et mère

• Résolution complète et rapide des anomalies biologiques avec trt par Hydroxocobalamine

YAV Ir

• 2ème enfant

• 2 ans : altération état général, asthénie, anémie macrocytaire (Hb 83 g/L, VGM 110 fL)

• Myélogramme : dysmyélopoïèse

• AMM urine = 588 et plasmatique = 10 µM• Homocystéine = 56 µM• Vitamine B12 = basse• Protéinurie ++ (bandelette)

Caractéristiquesanomalie absorption et transport

• Début après la première année de vie sauf dans le déficit en transcobalamine

• Anémie mégaloblastique (possible pancytopénie)

• Anomalies de la croissance staturo-pondérale

• Anomalies neurologiques (neuropathie, myélopathie) rares dans le syndrome d’Imerslund-Gräsbeck etle déficit en transcobalamine

Caractéristiquesanomalie absorption et transport

• Protéinurie : le syndrome d’Imerslund-Gräsbeck

• Problèmes infectieux fréquents et sévères dans le déficit en transcobalamine (hypogammaglobulinémie)

• Vitamine B12 abaissée chez le patient en dehors d’un contexte de carence sauf dans le déficit en transcobalamine

• Réversibilité des anomalies biologiques avec le traitement par Hydroxocobalamine sauf la protéinurie dans le syndrome d’Imerslund-Gräsbeck

Andres, E. et al. CMAJ 2004;171:251-259

Défaut d’absorption causes « non métaboliques »nombreuses

AMM avec hyper Hcy et B12 basse

B12 éléments d'orientation gène & fonction

anamnèse

Biermer congénital

absence d'autoAc muqueuse gastrique &

acidité normaleGIF facteur intrinsèque

syndrome d'Imerslund-Gräsbeck

protéinurie permanente

(50% des cas)

CUBN et AMN cubilin et amnionless forment le récepteur au FI-Cbl

Carence d'apport

défaut d'absorption

AMM avec homocystinurie : carence d'apport et anomalie d'absorption de la vitamine B12

Les tests fonctionnels sur cellules ne sont pas réalisés, tous sont normaux

VER Ev (1)

• Née à 38 SA : PN 2400 g, T 47 cm, PC 30 cm (stagnation de la croissance à partir de 30 SA)

• J6 : mauvaise prise alimentaire, hypotonie

• Bilan (iono, ammoniémie, TSH, abdominal, cardiaque, pulmonaire, ETF) sans anomalie

• Diagnostic se dirigeant vers immaturité : terme évalué à 36 SA (≠ EEG 39 – 40 SA)

• Aggravation : léthargie

VER Ev (2)

• NFP : – agranulocytose 240, – VGM 104 fL (sans anémie, Hb 135 g/L)

• AMM plasmatique 60 µM• CAA :

– Homocystine libre 20 disulfure cystéine-homocystéine 17– Diminution de la méthionine 3µM

• Homocystéine totale 112 µM• Vitamine B12 normale

DUT Ma (1)

• 10 ans - avril : modification du comportement– Baisse des performances scolaires– Fatigue, endormissement, désintérêt– Difficultés alimentaires (sélection)

• Juin : arrêt de l’école, apparition de tremblements des extrémités

DUT Ma (2)

• 1er bilan– Anémie microcytaire (Hb 84 g/L, VGM 63 fL) – ionogramme, transaminases, TSH : pas d’anomalie

• 2ème bilan (8 jours après)– VS, CRP, Ferritinémie normaleHospitalisation Syndrome cérébelleux associé à

Troubles du comportement (accès d’angoisse, rire inapproprié, coupée du monde extérieur)

DUT Ma (3)

• Ionogramme normal, ammoniémie normale

• PL : LCR normale

• Recherche de toxiques négative

• Sérologies normales (CMV, MNI, Lyme)

• Catécholamines normales

DUT Ma (4)

• AMM urinaire 8837 mmol/mol et plasmatique 266 µM

• Acides Aminés– Homocystine 13 µM, disulfure homocystéine-cystéine 22– méthionine 1µM

• Homocystéine totale plasmatique 204 µM

• Vitamine B12 normale

Caractéristiquesanomalies métabolisme intracellulaire des Cbl

• Âge de présentation variable

• Possible interférence avec le développement fœtal (retard de croissance intra-utérin, microcéphalie)

• Présentation nouveau-né et nourrisson– Difficulté à s’alimenter– Détérioration neurologique progressive conduisant à un

état de léthargie sans événement aigu– Association fréquente à anémie macrocytaire et

thrombopénie

Caractéristiquesanomalies métabolisme intracellulaire des Cbl

• Formes tardives– Troubles de la marche– Syndrome confusionnel– Démence progressive– Myélopathie (signes pyramidaux)– Anomalies hématologiques moins fréquentes

Caractéristiquesanomalies métabolisme intracellulaire des Cbl

• Cobalamine C– Atteinte viscérale possible (cardiomyopathie, pneumopathie interstitielle…)– Syndrome hémolytique et urémique– Atteinte rétiniennes

• Cobalamine F– Atteinte des muqueuses (glossite, stomatite) – et cutanée (rash)

propionyl-CoA

D-méthylmalonyl-CoA

L-méthylmalonyl-CoA

Krebs

succinyl-CoA

mitochondrie

mutase

mutase : méthylmalonyl-CoA mutase ; MS : méthionine synthase

Hcy

méthionine

MS

CubamCubam

Lumière intestinaleCirculation sanguine

FIFI-Cbl

Vit B12

MeCblMeCbl

AdoCblAdoCbl

RR--TC IITC IICblFCblF

CblCCblC

TCIICoCoIIIIIIblblCoCoIIIIIIblbl

CoCoIIIIblblCblDCblD

CoCoIIIIblbl CoCoIIIIblbl

ABSORPTIONABSORPTION

TCII-Cbl

TC IITC IIDISTRIBUTION

METABOLISMEMETABOLISMEINTRACELLULAIREINTRACELLULAIRE

AMM AVEC HYPERHcys ET B12 Nle

Anomalies de distribution de la B12 et de synthèse des deux coenzymes B12

Phénotypage des formes d’AMM avec homocystinurie et B12 nle

• Études fonctionnelles sur fibroblastes (mesure indirecte d’activité enzymatique sur cellules en culture)– Test d’incorporation du propionate avec et sans

hydroxocobalamine : reflète l’activité de la mutase – Test d’incorporation du méthyltétrahydrofolate : reflète l’activité

de la méthionine synthase– Synthèse des coenzymes B12

-20

020

4060

80100120140

160180

1 2 3 -50

0

50

100

150

200

1 2 3020406080

100120140160180200

1 2 3

1 : 0,01 mg/L2 : 0,1 mg/L3 : 1 mg/L

CNCblOHCblExemple de réponse à l’hydroxocobalamine versus cyanocobalamine au test

d’incorporation de propionate dans les fibroblastes de 3 patients avec déficit CblC

* Un seul cas détaillé dans la littérature

holoTC B12 propionate MTHF

transcobalamine TCII Nle Nle Nle

TCN II distribution tissulaire

< 100

R-TCII * Nle Nle modérée → Nle (+OHCbl)

RTCII/CD320 transporteur

mbre< 10

CblF Nle Nle modérée → Nle (+OHCbl)

LMBRD1 transporteur

mbre lysozome< 50

CblC Nle Nle modérée → Nle (+OHCbl)

MMACHC décyanation

réduction> 500

CblD Nle Nle modérée → Nle (+OHCbl)

MMADHC ???

< 50

nb de cas

AMM avec homocystinurie : anomalies de distribution et du métabolisme de la vitamine B12

groupe doages tests fonctionnels : incorporation gène & fonction

Cas particulier du déficit CblD : 1 gène MMADHC trois phénotypes

Domaine de liaison de la B12Domaine de liaison de la B12Potentiel signal d’adressage à la mitochondrie

nécessaire synthèse AdoCbl

nécessaire à la synthèse MeCbl

= variant1= variant2

Situations…à partDéficit en succinyl-CoA ligase SUCL

• Anomalies décrites dans des situations de déficit de la chaîne respiratoire

• Association clinique– atteinte musculaire (hypotonie, atrophie musculaire)– atteinte neurologique (dystonie, syndrome de Leigh-like)

• Excrétion peu importante d’AMM

propionyl-CoA

D-méthylmalonyl-CoA

L-méthylmalonyl-CoA

Krebs

succinyl-CoA

mitochondrie

SCoA ligase

SCoA ligase : succinyl-CoA ligase

SUCLA2SUCLA2

SUCLG2SUCLG2

sous-unité gène présentation tissus

specificité CAO

alpha SUCLG1 acidose lactique ubiquitaire

AMM, lactate, dérivés du

Krebs

SUCLG2 (GDP)

--- "anabolisme" foie, rein ---

SUCLA2 (ADP)

leigh-like surdité

hypotonie

"catabolisme" cerveau muscles

AMM

déficits en succinyl-CoA ligase

bêta

Succinyl-CoA + + succinateADPGDP

ATPGTP

AMM avec déplétion en ADNmt et en C4DC-carnitine

Situations…à partDéficit en méthylmalonyl-CoA épimérase

• Les tableaux cliniques décrits ne sont pas homogènes et ne regroupent pas de caractère commun

• Les conséquences cliniques de ce déficit ne sont pas établies

• Excrétion peu importante d’AMM

propionyl-CoA

D-méthylmalonyl-CoA

L-méthylmalonyl-CoA

Krebs

succinyl-CoA

mitochondrie

MCEEMCEEAMMAMM

Phénotype BiochimiqueAMMu : 500-1500 mmol/mol créattest incorporation propionate : diminution modéréeactivité holomutase : nlepas de mesure directe de l’épimérase facile

Phénotype Clinique3 patients même génotype (p.Arg47X homozygote)

2 cas avec déficit SR associé3ème cas asymptomatique

1 patient (p.Lys60Gln)atteinte neurologique non spécifiquetest incorporation propionate : nl

AMM et déficit en épimérase

MCEE : méthylmalonyl-CoA épimérase

ACIDE METHYLMALONIQUESang ou urine

ACIDES AMINES

Homocystine/sulfure double de cystéine-homocystéine

Homocystéine totaleélevée

Statut nutritionnelB12 sérique patient

B12 sérique mère (si alt maternel)

ANOMALIEEPIMERASE

ANOMALIESUCL

ANOMALIE MUTASE

COBALAMINE A,B, D variant2

ANOMALIEMETABOLISME

INTRA-CELLULAIRE

(COBALAMINE C, D, F)

ANOMALIE ABSORPTION

ETTRANSFERT COBALAMINE

CARENCE D’APPORT

ChaînerespiratoireEncéphalo-myopathie

CétonurieAcidoseHyper-

ammoniémie

Taux Peuélevé

ABSENCE

Formes chronique

etaiguë

intermittente

!

PRESENCE

NORMAL

B12 patient diminuéB12 mère normal

ANORMAL

B12 patient diminuéB12 mère diminué

Sauf TC!