Maladie du cri du chat : acides aminés plasmatiques et urinaires

J. LEJEUNE1, Marie-Odile RETHORÉ1, Marie PEETERS1, Marie-Christine de BLOIS1, D. RABIER2, P. PARVY2, J. BARDET2, P. KAMOUN2

LEJEUNE J, RETHORÉ Marie-Odile, PEETERS Marie, de BLOIS Marie-Christine, RABIER D, PARVY P, BARDET J., KAMOUN P. - Maladie du cri du chat : acides aminés plasmatiques et urinaires. Ann Génét, 1990, 33, n° 1, 16-20.


Résumé :

RESUME : Chez dix patients atteints de maladie du cri du chat, par del(5)(p14p15), on observe un excès hautement significatif du taux relatif d'aspartate + asparagine dans le plasma et dans les urines. Un excès hautement significatif du taux relatif d'histidine, est observé dans l'urine mais non dans le plasma. L'excès d'aspartate + asparagine pourrait être en relation avec un trouble du métabolisme des purines et l'excès d'histidine avec un trouble du catabolisme de cet aminoacide.

Sommaire

Depuis la description de la délétion du bras court du chromosome 5 déterminant la maladie du cri du chat (Lejeune et coll., 1963, [2]), les différents rema-niements observés ont permis de déceler dans tous les cas une monosomie de la zone (5)(p14p15) (Rethoré, 1977, [6] ; Niebuhr, 1978, [3]).

A ce jour, aucun gène n'est localisé précisément dans cette région et le nombre de gènes localisés sur le bras court du 5 reste très restreint (Human Gène Mapping 10).

Aucun trouble métabolique spécifique n'étant actuellement démontré dans la maladie du cri du chat, il nous a paru opportun de rapporter un excès relatif de l'asparagine et de l'aspartate, observé dans le plasma et dans les urines de dix patients monosomiques pour la région 5pter ? 5p14, ainsi qu'un excès relatif d'histidine dans les urines seulement.

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Observation clinique et chromosomique

Les dix patients examinés sont suivis à la consulta-tion spécialisée de l'hôpital des Enfants Malades.

1. Ha. J. (IP 25595, C.5625) née le 7-08-1959. 46,XX,del(5)(qter ? p14:). QD = 62 à l'âge de 6 ans.

2. Ba. I. (IP 24013, C.4248) née le 24-11-1980. 46,XX,del(5)(qter ? p14:). QD = 43 à l'âge de 7 ans et demi.

3. De. J. (IP 2340, C.4963) né le 12-10-1965. 46,XY,del(5)(qter ? p14:). Débilité profonde.

4. Sa. C. (IP 10652 et 32420) née le 15-10-1959. 46,XX,del(5)(qter ? p13.3:). Q.D. = 30 à l'age de 13 ans.

5. Jo. C. (IP 31398, C.6310) née le 11-07-1988. 46,XX,del(5)(qter ? p15.1:). Non testée.

6. Hi. D. (IP 28586, C.5679) née le 11-08-1984. 46,XX,del(5)(qter ? p14.2:), par translocation maternelle t(5;9)(p14.2;p23). Q.D. = 38 à l'age de 2 ans 1 mois.

7. Bl. A. (C.4611) né le 8-12-1976. 46,XY,del(5)(qter? p14:). Débilité profonde non testable.

8. Do. P. (IP 5129, C.789) né le 25-09-1967. 46,XY,del(5)(qter ? p14:). Q.D. = 23 à l'âge de 12 ans.

9. Ch. C. (C.5978) née le 29-03-1986. 46,XX,del(5)(qter? p?:). Q.D. = 44 à l'âge de 3 ans.

10. Co. C. (IP 23550, C.4231) née le 6-10-1980. 46,XX,del(5)(qter ? p13.3:). Q.D. = 33 à l'âge de 8 ans 9 mois.

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Méthodes

Les urines recueillies le matin au réveil, et le sang prélevé à jeun sont transportés aussitôt au laboratoire. Dès l'arrivée, les plasmas et les urines sont déprotéinisés à l'acide sulfosalicylique (50 mg/ml). Après dix minutes à température ambiante, les échantillons sont centrifugés deux minutes à 10 000 g. Le surna-geant est soit préparé immédiatement pour l'analyse, soit conservé - 20°C. Avant injection, les échantil-lons sont dilués avec le tampon de dilution (Diluting Buffer, Beckman). Le plasma est dilué au 1/2 et les urines sont diluées de façon à ajuster la créatinine à la concentration finale de 1 mmol/l. Les urines dont la créatinine a une concentration inférieure à 1 mmol/l sont injectées sans dilution.

Les acides aminés sont séparés et dosés par chromatographie d'échange d'ions avec un analyseur Beckman 6 300. Le programme de séparation et les tampons d'élution sont ceux recommandés et fournis par le constructeur. L'acide D-glucosaminique et la S-2-aminoéthyl-L-cystéine sont utilisés comme standards internes. Les mélanges de calibration standards AN, B et glutamine sont fournis par Pierce Chemical Co, Rockford, IL 61105, USA. Les calculs de concentrations sont réalisés à l'aide d'un logiciel Gold (Beckman Inst., Gagny, France). Un sérum lyophilisé fourni par le Contrôle National de Qualité pour l'Analyse des Acides Aminés (Société Française de Biologie Clinique, Commission Acides Aminés, Pr P. Kamoun, Necker Enfants-Malades, Paris, France) est régulièrement utilisé pour contrôler la méthode.

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Présentation des résultats

Du fait de la monosomie pour la zone commune (5)(p14p15), on peut attendre un trouble métabolique assez comparable à celui d'un état hétérozygote pour un gène inactif. Toutefois, si le segment en jeu se trouvait contenir des gènes agissant sur plusieurs étapes d'une même voie métabolique, la délétion pourrait provoquer des effets plus marqués que l'hétérozygotie pour un seul gène récessif. Sans aller jusqu'à induire un blocage complet, un déséquilibre dynamique pourrait alors se manifester par une varia-tion de la concentration relative d'un ou plusieurs acides aminés par rapport aux autres.

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Acides aminés du plasma

Les résultats, exprimés en micromoles par litre, ont été recalculés selon la méthode de Parvy et coll., 1988 [4] qui consiste à exprimer la concentration rela-tive de chaque acide aminé par rapport au total des acides aminés dosés. Dans le tableau I, on a exprimé ce rapport en millièmes pour chacun des dix patients monosomiques par del(5)(p14p15) et calculé pour chaque acide aminé la moyenne - m - et la déviation standard ds. On remarquera que tous les patients sauf le n° 5, ayant plus de 3 ans, une correction en fonction de l'âge ne s'avère pas nécessaire.

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Échantillon de contrôle

Un premier échantillon de contrôle précédemment étudié (Parvy et coll., 1988) [4] porte sur 174 sujets réputés normaux et ne souffrant pas d'une anomalie métabolique.

Un second échantillon noté " Autres " est composé de 68 sujets tous débiles mentaux, dont l'âge s'étend de 3 à 30 ans. Dans ce groupe se trouvent rassemblés :

- 13 patients atteints de débilité mentale simple, sans diagnostic étiologique précis ;

- 23 patients atteints de débilité mentale mais souffrant, de surcroît de troubles du comportement (" psychotiques ") ;

- 18 patients atteints de débilité mentale par suite d'une anomalie chromosomique : trisomie IGp, triso-mie 18, trisomie 18 en mosaïque, trisomie 18 partielle, trisomie 16(q21 ? ter), 18q+, 9p+, 14q-, t(11p;18q), t(2;14), XXXY, XXYY, t(X;Y)(3 cas), 18q-, monosomie 15q26, r22 (2 cas) ;

- 7 patients atteints de trisomie 21 avec troubles du comportement ;

- 6 patients atteints de fragilité du chromosome X.

En dépit de cette extrême hétérogénéité étiologique, il est très remarquable que pour la majorité des acides aminés, ces échantillons-témoins ne diffèrent pas l'un de l'autre (tableau I). La colone t2 donne la valeur du - t - de Student pour la comparaison entre la moyenne de l'échantillon des 174 " contrôles " de ce celui des 68 " autres ".

La valine et Pisoleucine sont un peu basses chez les débiles mentaux, mais il est possible que ces patients, venant parfois de loin, aient subi une période déjeune un peu plus longue que les contrôles.

Pour la serine (diminuée), la glutamine + acide glutamique (augmentée), la cystine (diminuée), la méthionine (diminuée) et la tyrosine (diminuée), une analyse plus précise est nécessaire. Bien que les moyennes soient en fait extrêmement voisines, il se pourrait que les tendances ainsi décelées soient caractéristiques de certains des sous-échantillons arbitrai-rement rassemblés sous la rubrique " autres ".

TABLEAU I. - Acides aminés du plasma exprimés en millièmes du total des acides aminés (Parvy et coll., 1988) [4]. TABLE I. - Plasmatic aminoacids. The relative amount is expressed in thousandths of the total (Parvy et al., 1988, [4]).
Plasma5p- (n=10)AutresContrôles
12345678910md.st1m d.st2md.st3
Tau2224262233232219213325± 5NS29 ± 11NS29± 15NS
Asp25222332264
Hyp486510764897± 2NS6,5± 7NS
Thr4142394748494862353645± 8NS46± 10NS43± 11NS
Ser34373544102574035454948± 20NS46± 92,349± 9NS
Asn2527302320272829272231(1)± 53,9**22± 7NS21± 56,1**
Glu12211311362214141617
&ln195207222213131187240195212212219(2)± 25NS215± 332,4205± 27NS
Pro53551455444614176595654± 10NS63± 18NS64 ± 142,1
Gly81100936411396951028611594± 152,383± 15NS81 ± 133,2*
Ala12598711091089291948310497± 152,1113± 23NS110± 20NS
Cit610971210109131110± 2NS10± 3NS10± 3NS
Aba1161062676767± 2NS7± 3NS7 ± 4NS
Val8865948068748665845877± 13NS75± 133,4**82± 15NS
Cys3626313925363327352852± 5NS29± 82,426± 9NS
Met87786977977± 1NS9± 23,5**10± 24,1**
Ile201825199202018201518± 4NS21± 53,3*23± 43,4**
Leu4337543837413432383239± 6NS42± 8NS44± 9NS
Tyr2224162020291615201820± 4NS22± 52,8*24± 52,5
Phe2317251619231815221619± 4NS19± 5NS20± 3NS
Orn2237312637182525152526± 7NS25± 7NS25± 7NS
Lys7776678438586784756969± 14NS65± 12NS64± 11NS
Mis2931302529312424322328± 3NS28± 5NS29± 5NS
3M-His0000200000NDNDND
Arg2222173915232641332526± 8NS2511NS27± 7NS
Pour les trois échantillons, la moyenne - m - et la déviation standard d.s. sont indiquées. La colonne t1 donne la valeur du t de Student pour la comparaison des moyennes des 5p- et des "autres". La colonne t2, pour la comparaison "autres" vs. "contrôles" et la colonne t3 pour la comparaison 5p- vs. "contrôles". * P < 0,01 ; ** P < 0,001. (1) Moyenne des valeurs Asp + Asn. - (2) Moyenne des valeurs Glu + Gin.
For each sample the mean -m - and the standard déviation - d.s.- are presented, The -t - of Student for comparison of the means of the " 5p- " versus " autres " samples is given in column t1. Column t2 concerns the comparison of the means, "autres" versus "contrôles" and column t3 the "5p-" versus "contrôles". * P < 0.01 ; ** P < 0.001. (1) Mean of the values Asp + Asn. - (2) Mean of the values Glu + Gin.

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Échantillon de sujets atteints de maladie du cri du chat

Comme le montre la colonne t1 du tableau I, les dix sujets 5p- ne diffèrent guère ni des " autres " débiles mentaux, ni des contrôles, sauf pour l'asparagine + aspartate.

La moyenne des 5p- est 1,5 fois plus élevée que celle des deux autres échantillons, (t = 3,9 avec P < 0,0001 par rapport aux " autres " et t = 6,1 avec P < 10-9 par rapport aux contrôles).

L'excès de glycine et le défaut d'alanine restent très modérés, à la limite de la signification statistique.

Cet excès d'asparagine + aspartate est d'autant plus frappant que le rapport entre l'asparagine et l'aspartate est comparable dans les trois échantillons.

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Acides aminés urinaires

Les données du tableau II montrent que les échantillons des contrôles et l'échantillon des débiles mentaux " autres ", ne diffèrent guère. On note seule-ment chez les débiles mentaux, la thréonine (augmentée), la glycine (augmentée), la phénylalanine (diminuée), la lysine (augmentée) et l'histidine (diminuée).

Ici aussi les moyennes sont très voisines, et l'analyse par catégories étiologiques reste à faire.

En revanche, l'excès d'asparagine + aspartate est hautement significatif (t = 4,8 ; P < 10-6) par rapport aux autres débiles mentaux. La moyenne, égale à 1,5 fois celle des " autres ", est beaucoup plus élevée que la valeur maximale observée chez les contrôles (t = 4,3; P < 10-5).

L'augmentation de l'histidine est elle aussi haute-ment significative, et la moyenne est 1,5 fois celle des "autres" et 1,3 fois celle des contrôles.

TABLEAU II. - Acides aminés urinaires, concentration exprimée en millièmes du total des acides aminés dosés (Parvy et coll., 1988) [4]. TABLE II. - Urinary aminoacids. Thé relative amount is expressed in thousandths of the total (Parvy et al., 1988, [4]).
Plasma5p- (n=10)Autres (n=68)Controles (n=174)
12345678910md-s.t1md.s.t2md.s.t3
Tau55112143 51315444109707975± 36NS115 ± 732,1138± 79 2,1
Asp61910 152323581726NS
Hyp000 90000000± 00± 0NS
Thr322220 3942363840232031± 9NS.30± 73,3*26 ± 9 NS
Ser555065 70951096256558069± 20NS68± 22NS68 ± 16 NS
Asn402427 5517441538322847(1)± 144,8**26± 13+4NS< 33 **
Glu24349.61346
Gln80796599155889776948792(2) ± 24NS91± 30NS93 ± 23 NS
Pro00000U0000ND^NDND
Gly272250140181207143374201182204215± 69NS236± 784,1*201 ± 51 NS
Ala4052313963555750418451± 15NS58± 19NS60 ± 19 NS
Cit10007001001± 2NS2± 3NS< 10 NS
Aba50007523202± 2NS4± 4NS< 10 NS
Val767711985757± 2NS9± 52,8*11 ± 5 2,4*
Cys2224381912161018202620± 7NS17± 8NS19 ± 7 NS
Met67105655511117± 3NS12± 10NS12 ± 3 3,1*
Ile10325431443± 2NS3± 3NS< 10
Leu813781012118131410± 3NS10± 5NS10 ± 4 NS
Tyr2413242836362218161623± 8NS23± 12NS21 ± 7 NS
Phe1615201726201510141217± 5NS14± 82,316 ± 5 NS
Baib000021010101492622± 46NS38± 65NS< 15 NS
Orn721762456656± 4NS5± 6NS< 10 NS
Lys5658343023252258354539 ± 15NS42± 312.531 ± 31 NS
His215174167270166278156225167166198± 464,3**132± 453,0*153 ± 50 2,8*
3M.His57751675526293850375659 ± 41NS54± 31NS52 ± 31 NS
Arg00000000000 ± 0NS1± 3NS< 10 NS
Pour les trois échantillons, la moyenne - m - et la déviation standard d.s. sont indiquées. La colonne t1 donne la valeur du t de Student pour la comparaison des moyennes des 5p- et des "autres". La colonne t2, pour la comparaison "autres" vs. "contrôles" et la colonne t3 pour la comparaison 5p- vs. "contrôles". * P < 0,01 ; ** P ^ 0,001. (1) Moyenne des valeurs Asn + Asp. - (2) Moyenne des valeurs Glu + Gln. Lorsque la déviation standard n'est pas donnée, la valeur la plus élevée observée est indiquée. Par exemple, Asp + Asn < 30 signifie qu'aucune valeur plus élevée que 30 n'a été observée chez les contrôles.
For each sample the mean - m - and the standard déviation - d.s. - are presented. The - 1 - of Student for comparison of the means of the " 5p- " versus " autres " samples is given in column t1. Column t2 concerns the comparison of the means, "autres" versus "contrôles" and column t3 the "5p-" versus "contrôles". * P < 0.01 ; ** P ^ 0.001. (1) Mean of the values Asp + Asn. - (2) Mean of the values Glu + Gln. In the "contrôles" sample, when the standard deviation is not given, the highest observed value has been indicated. For example Asp + Asn < 30 signify that no value higher than 30 has been observed in controls.

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Discussion

La cause des deux particularités ainsi décelées dans la maladie du cri du chat reste à découvrir.

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Excès d'histidine urinaire

A priori, deux hypothèses peuvent être envisagées :

- ou bien le segment (5)(p14 ? p15) contiendrait un ou plusieurs gènes contrôlant la réabsorption tubulaire de l'histidine. Dans ce cas le taux plasmatique normal laisserait à penser que cette " fuite " est relati-vement bien supportée ;

- ou bien, le segment (5)(p14 ? p15) contiendrait un ou plusieurs gènes contrôlant le catabolisme de l'histidine via l'histidine-ammonia-lyase, l'urocanase, l'imidazolone propionase, ou la glutamate forminino-transférase. Dans cette hypothèse, les patients atteints de maladie du cri du chat pourraient souffrir d'un déficit relatif en monocarbones (entrée : 5-forminino-tétrahydrofolate).

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Excès d'asparagine + asparte, plasmatique et urinaire

Plusieurs hypothèses peuvent être discutées.

Un trouble du cycle de l'urée, ou un trouble de la synthèse des pyrimidines via l'orotate pourraient être envisagés. Toutefois, les concentrations normales de la citrulline, de l'ornithine et de l'arginine ne sont guère en faveur de cette interprétation.

De même, le rapport aspartate + asparagine, comparable chez les 5p-, les " autres " et les " contrô-les " n'est guère en faveur d'une anomalie de l'asparaginase ou de l'asparagine synthétase.

En revanche, on pourrait évoquer une incorporation insuffisante de l'aspartate dans la synthèse de Fino-sine monophosphate (IMP) via la 5-phosphoribosyl-aminoimidazole-succinocarboxamide synthétase ou dans la synthèse de l'adénosine monophosphate (AMP), via l'adénylosuccinate synthétase.

Cette hypothèse nous paraît d'autant plus intéres-sante que le déficit d'adénylosuccinate lyase, enzyme commune à l'étape suivant ces deux réactions, produit une débilité mentale grave (Jaeken et coll., [1]). Toutefois, Padénylosuccinate-lyase elle-même n'est probablement pas en cause chez les 5p- puisque le gène codant pour cette enzyme est sur le chromosome 22 (Human Gène Mapping 10).

Une autre raison (Peeters et coll., 1990, [5]) d'envi-sager un dérèglement du métabolisme de l'aspartate est la réaction paradoxale des lymphocytes 5p- à l'alanosine. Cet inhibiteur quasi spécifique de l'adénylosuccinate synthétase, augmente en effet l'index mitotique des cellules monosomiques pour la région (5)(p14 ? p15) alors qu'il est défavorable aux cellules normales.

L'étude conjointe des taux relatifs des acides ami-nés d'une part, et des réactions cellulaires à des anti-métabolites spécifiques de l'autre nous paraît une nouvelle voie d'approche du mécanisme biochimique de certaines maladies de l'intelligence.


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1. JAEKEN J., WADMAN S.K., DURAN M., Van SPRANG F., J. BEEMER F.A., HOOL R.A., THEUNISSEN FM., COCK P. (fie), Van den BERGH F., VINCENT M.F., Van den BERGHE G. - Adenylosuccinase deficiency : an inborn error of purine nucleotide synthesis. Eur J Pediatr, 1988, 148 :126-131.

2. LEJEUNE J., LAFOURCADE J., BERGER R., VIALATTE J., BOESWILLWALD M., SERINGE P., TURPIN R. - Trois cas de délétion partielle du bras court d'un chromosome 5. CR Acad Sc (Paris), 1963, 257 :3098-3102.

3. NIEBUHR E. - The cri du chat syndrome. Epidemiology, cytogenetics and clinical features. Hum Genet, 1978, 44 :227-275.

4. PARVY P.R., BARDET J.L, RABIER D.M., KAMOUN P.P. - Age- related reference values for free aminoacide in first morning urine specimens. Clin Chem, 1988, 34, 2092-2095.

5. PEETERS et coll., 1990. (Communication personnelle).

6. RÉTHORÉ M.O. - Deletions and ring chromosomes. In: P.J. VINKEN et G.M. BRUYN, Handbook of Clinicat Neurology, Vol. 26-27. Congenital Malformations of the brain and skull. Amsterdam, North-Holland Publ. C°, 1977.