Fragilité de l'X et inhibition de la dihydrofolate réductase. Comparaison des effets de deux antibiotiques : triméthoprime et pyriméthamine

Maria-Pilar CALVA-MERCADO, Catherine MAUNOURY, Marie-Odile RETHORÉ, J. LEJEUNE

CALVA-MERCADO Maria-Pilar, MAUNOURY Catherine, RETHORÉ Marie-Odile, LEJEUNE J. - Fragilité de l'X et inhibition de la dihydrofolate réductase. Comparaison des effets de deux antibiotiques : triméthoprime et pyriméthamine. Ann. Génét., 1983, 26, n° 3, 147-149.


Résumé :

L'augmentation de fréquence de la lacune Xq27 est étudiée sous l'effet de deux inhibiteurs de la dihydrofolate réductase : triméthoprime (TMP) et pyriméthamine (PMT). Chez dix sujets normaux ces deux antibiotiques ne font pas apparaître la lacune. Chez cinq garçons, Xqfra, débiles mentaux non traités, la TMP (26,7 mg/l) et la PMT (1,25 mg/1) augmentent également la fréquence de la lacune. Chez deux femmes sur quatre, porteuses saines, et chez trois garçons sur quatre, Xqfra, débiles mentaux, traités depuis plusieurs mois (un milligramme par kilo et par jour d'acide folique per os), la TMP augmente la fréquence de la lacune alors que la PMT est pratiquement inactive. Comme la PMT est un inhibiteur de la dihydrofolate réductase beaucoup plus puissant que la TMP on en conclut que ce dernier antibiotique pourrait agir aussi sur d'autres étapes du métabolisme des monocarbonés. Le seul patient traité réagissant très fortement à la PMT et à la TMP avait précédemment souffert d'une grave régression neurologique au décours d'un traitement par cet antibiotique. On rappelle que les inhibiteurs de la dihydrofolate réductase devraient être évités chez les sujets porteurs d'un X fragile.

Sommaire

La fréquence de la lacune Xq27 est notablement augmentée lorsque les lymphocytes de patients atteints du syndrome de l'X fragile sont cultivés en présence de triméthoprime [2, 4].

Comme cet antibiotique est un inhibiteur de la dihydrofolate réductase, il nous a semblé utile de comparer son action à celle d'un autre dérivé des diaminopyrimidines, la pyriméthamine. Utilisé dans la lutte contre le paludisme, cet antibiotique est un puissant inhibiteur de la dihydrofolate réductase, trois cents fois plus actif que la triméthoprime [1].

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Essais de toxicité in vitro

Utilisée à la concentration finale de 25 mg/l et de 12,5 mg/l la pyriméthamine inhibe totalement les cultures de lymphocytes de sujets normaux.

Des concentrations plus faibles de 1,25 mg/l à 2,5 mg/l sont compatibles avec une culture normale et un indice mitotique satisfaisant.

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Effets sur la fragilité de l'x

Quatre groupes de sujets sont examinés :

- 6 sujets normaux ;

- 4 mères ou soeurs de patients (porteuses de l'X fragile mais sans atteinte clinique nette) ;

- 5 garçons atteints de fragilité de l'X (débiles mentaux n'ayant subi aucun traitement) ;

- 4 garçons atteints de fragilité de l'X (débiles mentaux ayant préalablement subi un traitement à l'acide folique selon le protocole déjà publié [3]).

Pour chaque sujet, le même prélèvement de sang est utilisé pour établir des cultures parallèles, les unes en milieu ordinaire selon la méthode habituelle [4] les autres en milieu identique mais contenant de la triméthoprime au de la pyriméthamine. Toutes les lames sont codées avant l'examen microscopique.

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Sujets normaux (tableau I)

Six prélèvements sont examinés et sur 2 534 mitoses analysées, aucune lacune n'est décelée au site Xq27.

On peut en conclure que la pyriméthamine (comme on le savait déjà pour la triméthoprime [l, 2]) ne fait pas apparaître de lacune Xq27 chez les sujets normaux.

Tableau I. - sujets normaux.
Xqfra Normal
Témoin0 683
TMP (26,7 mg/l)0 304
PMT (1,25 mg/l)0332
PMT (0,125 mg/l)0660
2 534

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Femmes porteuses de la lacune Xq27 (tableau II)

Comme le montre le tableau II, la fréquence de la lacune est très faible dans les cultures en milieu ordinaire : sur un total de 360 mitoses, 8 seulement sont porteuses de la lacune Xq27. La triméthoprime (26,7 mg/l) augmente nettement cette fréquence (40 cellules porteuses sur un total de 482 mitoses ; ?2 = 14,2 ; P < 0.001). Toutefois, seuls les sujets n° 25923 et 26025 révèlent une augmentation significative, alors que les deux autres sujets paraissent insensibles à la triméthoprime.

La pyriméthamine (1,25 mg/l) a une action moindre, non significative (19 cellules porteuses sur un total de 508 mitoses ; ?2 = 1,61 ; P = 0,35). Les essais à 2,5 mg/l et à 0,125 mg/l ne mettent pas en évidence d'effet de dose. L'ensemble des essais à la pyriméthamine ne révèle aucun changement significatif des fréquences (8 sur 360 contre 28 sur 755 ; ?2 = 1,7).

Tableau II. - Mères et soeurs porteuses, non malades.
Témoin TMP (26,7 mg/l) PMT (1,25 mg/l) PMT (2,5 mg/l) PMT (0,25 mg/l)
N° IP Xqfra normal (freq)
259232101(0,02)19134(0,12)13187(0,06---1111(0,009)
26025397(0,03)1467(0,17)263(0,03)776(0,084)---
260230100(0)496(0,04)283(0,02)151(0,019)---
25964354(0,05)3145(0,02)2156(0,013)------

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Malades non traités (tableau III)

En culture ordinaire, l'examen de cinq garçons atteints de fragilité de l'X révèle 67 cellules porteuses sur un total de 598 mitoses. La fréquence varie largement d'un malade à un autre. Après culture et en présence de triméthoprime (26,7 mg/l) les fréquences sont beaucoup plus comparables et la lacune est retrouvée dans 147 cellules sur un total de 583 mitoses. Cette augmentation hautement significative, (?2 = 39,2 pour un degré de liberté P << 0,001) confirme l'effet déjà signalé [1, 2].

Après culture en présence de pyriméthamine (1,25 mg/l) on observe aussi une augmentation hautement significative : 177 cellules porteuses sur un total de 813 cellules (?2 = 27,0 ; P << 0.001).

Cette augmentation est comparable à celle due à la triméthoprime (?2 = 2,25 ; P # 0,15).

A la dose de 0,125 mg/l la pyriméthamine entraîne encore une augmentation : 115 cellules porteuses sur un total de 794 mitoses, à la limite de la signification statistique (?2 = 3,23 ; 0,10 > P > 0,05).

On peut en conclure que chez les malades non traités, l'effet de la pyriméthamine à 1,5 mg/l est comparable à celui de la triméthoprime à 26,7 mg/l.

Tableau III. - Malades non traités.
Témoin TMP (26,7 mgl/l) PMT (1,25 mg/l) PMT (2,5 mg/l) PMT (0,125 mg/l)
N° IP Xqfra normal (freq)
25535177(0.01)38134(0,22)48152(0,24)---1199(0,1)
25650342(0,06)38107(0,26)30123(0,20)---5121(0,04)
256123128(0,02)948(0,16)19126(0,13)---270(0,03)
2578319123(0,13)1373(0,20)38164(0,19)---44246(0,15)
2595741161(0,20)4474(0,37)4271(0,37)3796(0,28)53143(0,27)

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Malades traités (tableau IV)

Les quatre patients, différents des précédents, ont reçu de l'acide folique depuis plus de deux mois à la dose de un milligramme par kilogramme de poids et par jour, per os.

En milieu ordinaire la fréquence de la lacune est très faible (10 cellules porteuses sur un total de 808 mitoses). Ces nouvelles données confirment l'effet du traitement [3].

La triméthoprime à 26,7 mg/l accroît considérablement cette fréquence chez le sujet n° 24840. En raison des grandes différences d'un patient à l'autre, la comparaison simple par le ?2 serait illégitime. En excluant le patient n° 24840, examiné à deux reprises (à deux mois d'intervalle) l'augmentation due à la triméthoprime n'est pas significative pour les trois patients n°5 25570, 24971 et 25045 pris ensemble (?2 = 2,94 ; 0,10 > P > 0,05), mais reste significative pour les deux patients n° 24971 et 25045 pris ensemble (P = 0,009 selon le test exact de Fisher).

Pour ces trois malades on ne décèle aucune action de la pyriméthamine, ni à 0,125 mg/l ni à 1,25 mg/l ni à 2,5 mg/l.

C'est seulement chez le patient n° 24840 que l'effet de la triméthoprime est considérable : 1 cellule porteuse sur 261 en milieu ordinaire contre 91 porteuses sur 400 en milieu contenant de la triméthoprime (X2 = 65,9 ; P << 0,0001).

De même, chez ce patient, la pyriméthamine augmente, à deux reprises, la fréquence de la lacune, qui passe d'une cellule porteuse sur 261 mitoses en milieu ordinaire à 27 sur 368 en milieu contenant de la pyriméthamine (X2 = 17,4 ; P << 0,001).

Cette sensibilité particulière du patient n° 24840 est d'autant plus remarquable que ce sujet, notablement amélioré par un traitement à l'acide folique, a souffert d'une très grave régression neurologique lors d'un traitement antibiotique prolongé à la triméthoprime. Cette observation, déjà publiée [1, 2] indique que certains patients atteints de fragilité de l'X peuvent être excessivement sensibles aux inhibiteurs de la dihydrofolate réductase.

Tableau IV. - Malades traités.
Témoin TMP (26,7 mgl/l) PMT (1,25 mg/l) PMT (2,5 mg/l) PMT (0,125 mg/l)
N° IP Xqfra normal (freq)
255706170(0,03)283(0,02)2108(0,02)---2102(0,02)
248400183(0)55145(0,27)16152(0,09)---065(0)
24840177(0,01)36164(0,18)11189(0,05)------
249711170(0,006)8262(0,03)1126(0,008)---2241(0,008)
250452198(0,01)8192(0,04)3197(0,015)2164(0,012)---

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Conclusions

Cette étude comparative des effets de deux antibiotiques, inhibiteurs de la dihydrofolate réductase, permet de proposer les conclusions suivantes :

La triméthoprime et la pyriméthamine ne provoquent pas de lacune Xq27 chez les sujets normaux.

Chez deux femmes porteuses sur quatre, la triméthoprime augmente la fréquence de la lacune alors que la pyriméthamine paraît peu active.

Chez les garçons malades non traités la triméthoprime (26,7 mg/l) et la pyriméthamine (1,25 mg/l) augmentent considérablement la fréquence de la lacune. On peut estimer qu'à ces doses les deux antibiotiques ont à peu près la même activité. La pyriméthamine serait donc à peu près 20 fois plus active que la triméthoprime, alors que son activité inhibitrice de la dihydrofolate réductase serait 300 fois plus élevée [l]. Cette différence d'un facteur de 10 entre l'action sur la fréquence de la lacune et l'inhibition de la dihydrofolate réductase fait penser que le mode d'action de ces deux substances pourrait être légèrement différent.

Enfin, chez les patients préalablement traités par l'acide folique, pyriméthamine et triméthoprime sont beaucoup moins actives, sauf chez le patient qui avait précédemment souffert d'une grave régression lors d'un traitement antibiotique à la triméthoprime. Il ne parait pas exclu que ce dernier produit, en plus de son action inhibitrice de la dihydrofolate réductase, puisse interférer avec une autre étape du métabolisme des monocarbonés.

En tout cas, il parait absolument souhaitable d'éviter tout traitement capable d'inhiber la dihydrofolate réductase chez les enfants atteints de fragilité du chromosome X.


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Références

1. FERONE R., BURCHALL J.J., HITCHINGS G.H. - Plasmodium bergher dihydrofolate reductase : isolation properties and inhibition by antifolates. Mol. Pharmacol., 1969, 5, 49-59.

2. LEGRAND N. -Syndrome de l'X fragile et effet de la triméthoprime. Thèse pour le doctorat en Médecine, Université Paris VI, 1982.

3. LEJEUNE J. - Métabolisme des monocarbonés et syndrome de l'X fragile. Bull. Acad. Nat. Méd., 1981,165, n° 9, 1197-1206.

4. LEJEUNE J., LEGRAND N., LAFOURCADE J., RETHORÉ M.O., RAOUL O., MAUNOURY C. - Fragilité du chromosome X et effets de la triméthoprime. Génét., 1982, 25, 149-151.