ED : Bilharzioses

FGSM3 - Formation Générale aux Soins Médicaux de niveau 3

MED0502 – Appareil neurosensoriel et psychiatrie

Pr. Oudart

S5 – 06/11/2020 OME Hermance & DEBERNE Elsa

Correctrice : Mah Khady CISSE

Les Biomarqueurs de la Neurodégénérescence

A- GENERALITES SUR LES MALADIES NEURO-DEGENERATIVES

Syndromes démentiels

Définition de l’OMS

· Syndrome généralement chronique ou évolutif

· Altération de la fonction cognitive (capacité à effectuer des opérations de pensée), plus importante que celle que l’on pourrait attendre du vieillissement normal.

· Touche la mémoire, le raisonnement, l’orientation, la compréhension, le calcul, le langage, la capacité d’apprentissage et le jugement

· Conservation de la conscience

· Souvent associé voire précédé d’une détérioration du contrôle émotionnel, du comportement social ou de la motivation

Chiffres

· Les chiffres sont un peu anciens, et vont encore s’aggraver dans les années à venir avec le vieillissement de la population. Globalement dans la population mondiale, la maladie d’Alzheimer (MA) correspond à plusieurs dizaines de millions de personnes, elle est largement sous-diagnostiquée, surtout dans les pays en voie de développement.

· Les démences parkinsoniennes vont avoir une incidence importante aussi.

· DCL : démence à corps de Lewis

· DLFT : démence lobaires fronto-temporale

· Plus rare : chorée de Huntington > SLA : sclérose latérale amyotrophique > Pick > les maladies à prions.

À retenir ✎

· Dans les maladies neuro-dégénératives, celle qui nous intéresse c’est la maladie d’Alzheimer avec des chiffres importants, actuellement on a des chiffres proches du million de personnes en France, avec environ 130 000 nouveaux cas/an en France. C’est un problème de santé publique à connaitre en pratique quotidienne.

· Les lésions de la maladie d’Alzheimer ce sont des lésions hippocampiques (hippocampe situé au niveau de la 5ème circonvolution temporale, avec à côté l’uncus de l’hippocampe). Elle est associée à une atrophie cérébrale globale. On va être capable en imagerie de savoir quelle va être la dégénérescence de l’hippocampe, grâce à la classification de Scheltens.

· L’hippocampe fait partie du circuit de mémorisation ou dit de Papez et elle a un rôle essentiel dans l’apprentissage, ce qui explique les troubles de la mémoire lors d’une atteinte de celle-ci.

Classification des maladies neuro-dégénératives

· Des protéines vont être impliquer dans la quasi-totalité des processus démentiels, basé sur la présence d’agrégats intra ou extra-cellulaires.

· La MA va avoir des agrégats extra-cellulaires avec les peptides Aβ, ainsi que des agrégats intra-cellulaires avec la partie tauopathie de la MA.

PrPsc = protéine prion résistante qui est associée à la maladie de Creutzfeldt-Jakob.

· Une même protéine peut être impliquée dans plusieurs pathologies, et une même pathologie peut impliquer plusieurs protéines différentes.

Les Biomarqueurs de la Neurodégénérescence

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OME HERMANCE - DEBERNE Elsa

B- PHYSIOPATHOLOGIE DE LA MALADIE D’ALZHEIMER

Maladie d’Alzheimer

Définition

Mr Alzheimer a décrit en 1906 les deux grands types de lésions chez un patient qui avait donc cette maladie :

· Les dépôts de plaques amyloïdes (peptides)

· La dégénérescence neurofibrillaire : liée à la protéine Tau, avec une désorganisation du cytosquelette des neurones aboutissant à la mort des neurones.

Protéines APP et peptides amyloïdes

· Au niveau de nos neurones, on a une protéine transmembranaire : l’APP (Amyloïd Precursosr Protein). Elle a des fonctions mal connues. Elle interviendrait dans :

· La régulation de l’exocytose synaptique

· L’homéostasie du calcium

· La croissance axonale

· La restauration de fonction neuronales

· Son clivage est physiologiquement réalisé par des sécrétases : principalement α, β, γ, et il se fait au niveau de son ectodomaine, qui est le domaine extra cellulaire. On obtient donc des peptides amyloïdes.

2 grandes voies de clivages de l’APP sont actuellement décrites :

· Voie non amyloïdogène

· Voie amyloïdogène

· L’APP peut être clivée par une α sécrétase qui est un clivage normal, c’est ce qu’il se passe physiologiquement au niveau de nos neurones.

· Lorsque l’APP est clivée par une β et γ sécrétase, elle va relarguer des peptides amyloïdes et certains d’entre eux vont avoir un rôle essentiel en pathologie car ils vont former des oligomères en s’agglomérant entre eux. Ces oligomères sont toxiques pour les neurones et ils ont une capacité d’agrégation pour former des plaques amyloïdes.

· Donc on a un clivage particulier lors d’une dérégulation des clivages due à la maladie d’Alzheimer, avec formation de peptides, qui vont former des oligomères toxiques formant alors des plaques séniles. C’est donc une dérégulation d’un métabolisme normal.

Formation de plaques amyloïdes

· Les plaques amyloïdes sont majoritairement composées de peptides Aβ42. (peptide de 42 Acides aminés)

· La formation de plaques amyloïdes à la surface du système nerveux entraine une diminution de la concentration de peptide Aβ42 dans le LCR.

· Beaucoup de facteurs entrent dans la régulation de tout ça :

· L’alimentation

· Le vieillissement

· Le métabolisme (cholestérol)

· Les mutations génétiques

· Les oligomères forment donc des plaques amyloïdes et participent à l’enchevêtrement qui est la deuxième grande physiopathologie de la maladie d’Alzheimer liée à la neurodégénérescence neurofibrillaire.

La dégénérescence neurofibrillaire

Liée à la protéine Tau (Tubulin Associated Unit) découverte en 1975 :

· Exprimée majoritairement dans les neurones mais également dans les cellules gliales.

· Chez l’homme il y a 6 isoformes synthétisées par épissage différentiel de l’exon 2

· Fonctions extrêmement importantes

· Dendrite

· Noyau : maintien de l’intégrité de l’ADN.

· Axone : elle stabilise le réseau de microtubules ainsi que le transport axonal. Elle organise le réseau de microtubule (donc le cytosquelette) dans les neurones

· Elle a une capacité de se phosphoryler. Quand elle est sous forme phosphorylée, elle a les effets inverses : elle va désorganiser le réseau de microtubules (MT), et permet une modularité du réseau de MT. Chez un individu sain, il y a un équilibre entre la protéine Tau non phosphorylée, qui organise le réseau de MT et la protéine tau phosphorylée, qui désorganise le réseau de MT, ainsi on a donc un équilibre qui permettra la plasticité neuronale et l’organisation du réseau de neurone. La phosphorylation de la protéine Tau est donc normale.

· Ce qui est anormal, c’est quand on a une hyperphosphorylation de Tau car elle va désorganiser le réseau de MT et cela aura un impact important en désorganisant les fonctions synaptiques, en détériorant le noyau et en formant des agrégats qui seront délétères pour la cellule. La protéine Tau va pouvoir former des oligomères intra-cellulaires (car on est à l’intérieur du neurone) qui formeront des agrégats instables : NFTs (neurofibrillary tangles) qui sont des agrégats insolubles de protéine Tau à l’intérieur du neurone. Il y a donc une lyse neuronale quand il y a trop d’oligomères de protéine Tau.

· Donc l’hyperphosphorylation désorganise le réseau de MT et fini par former des agrégats insolubles qui lysent le neurone. Cette neurodégénérescence neurofibrillaire va pouvoir se transmettre d’une cellule à une autre car ces agrégats passent dans des exosomes qui vont aller vers les neurones d’à côté. À la suite de cela, il y a une libération de Tau dans le LCR.

· Par conséquent lors de la maladie d’Alzheimer, il y a une augmentation de la protéine Tau et une augmentation de P-Tau (protéine Tau phosphorylé) dans le LCR

· Il y a un lien entre les deux mécanismes physiopathologiques (formation de plaques amyloïdes + dégénérescence neurofibrillaire) : la toxicité des peptides amyloïdes semble dépendante de la toxicité de la protéine Tau. (Ce n’est pas encore bien connu.)

C- PLACE DES BIOMARQUEURS DE NEURO-DEGENERESCENCE DANS LE DIAGNOSTIC DE LA MALADIE D’ALZHEIMER

Généralités

Diagnostic de la maladie

· Le SEUL diagnostic réel de MA est l’autopsie du patient.

· Chez le patient vivant c’est un diagnostic multidisciplinaire qui est un faisceau d’arguments entre :

· Les signes cliniques du patient (plainte du patient + examen clinique)

· Des tests neuropsychologiques

· L’imagerie médicale : IRM (mise en évidence de l’atrophie de l’hippocampe)

· Le bilan biologique

· Recommandation de l’HAS pour évaluation initiale de MA :

· Entretient avec patient et sa famille

· Examen clinique

· Evaluation neuropsychologique

· Examens paracliniques :

· Bilan biologique sanguin (éviter de connaitre une cause curable qui serait passée inaperçue)

· Imagerie fonctionnelle

· Ponction lombaire (PL) : avec dosage des 3 marqueurs de neurodégénérescence : Aβ42, Tau, pTau

· L’analyse du LCR se fait uniquement si présentation clinique atypique ou si quelque chose de rapidement évolutif, si présence d’un doute et chez les sujets jeunes.

· Recommandation de groupes d’experts : qui sont « plus larges » sur la réalisation de ces biomarqueurs (veulent le faire quasiment à tout le monde) :

· Associent systématiquement à la clinique de l’imagerie ou de la biochimie du LCR.

· Préconisent la réalisation de 3 biomarqueurs le peptide Aβ42, Tau et pTau.

· En France il faut suivre les suivre les recommandations de l’HAS.

Définition biologique de la MA

Classement de la MA en 3 lettres A, T, N :

· A : Amyloïdopathies : le reflet des plaques séniles avec le dosage possible de Aβ42, le PET-scan, l’imagerie.

· T : Tangles : c’est la dégénérescence neurofibrillaire, il est possible de faire le dosage de P-Tau

· N : neuronal injury : perte neuronale, il est possible de faire le dosage de Tau

· Pour définir la MA il y a des chevauchements entre différentes choses : on a la MA en tant que telle, on a des maladies qui ne sont pas MA mais qui vont donner des altérations des biomarqueurs. On a également des maladies qui seraient associées à la MA ou liées, et tout cela va se chevaucher.

Données pré-analytiques du dosage des biomarqueurs du LCR

Dosage au laboratoire

Règles pour réaliser une belle PL (que l’on fera dès l’année prochaine) :

· Niveau L3/L4 ou L4/L5

· Chez un patient assis ou couché

· Aiguille de faible diamètre

Très peu d’effets indésirables après PL

· Utilisation de tubes spécifiques pour dosage des marqueurs car les peptides amyloïdes vont se coller à la paroi des tubes. On a donc besoin de tubes qui ne retiennent pas ces peptides.

· Le dosage des biomarqueurs se fait une fois par semaine. À Reims, il y a un recrutement régional et ils font entre 600-700/an de marqueurs d’Alzheimer.

Interprétation des résultats

Interprétation des biomarqueurs du LCR dans la MA

· Les peptides amyloïdes vont former des plaques séniles en dehors du neurone.

· Diminution de la concentration de peptide Aβ42 dans le LCR <600ng/L

· La dégénérescence neurofibrillaire associée à la lyse neuronale

· Augmentation de la concentration dans le LCR en protéines : Tau > 500ng/L (en fonction de l’âge) et pTau > 60ng/L

Triptyque gagnant de la biologie dans la MA :

↘ Aβ42 ↗Tau ↗pTau

Interprétation du peptide Aβ42

· Le principale constituant des plaques amyloïdes

· Diminution de sa concentration dans le LCR en cas d’Amyloïdopathies corrélée avec le nombre de plaques amyloïdes.

· Diminution non spécifique de MA :

· Autres démences

· Hydrocéphalie

· Neuro inflammation

· Neuro-Lyme …

· Sensibilité dans MA 76 à 96% selon les études, « c’est quand même pas mal »

· Une diminution modérée, progressive et physiologique avec l’âge peut également être rencontrée.

· En fonction des laboratoires il y a une variabilité du seuil de positivité.

Interprétation des protéines Tau et P-Tau dans MA

Protéine Tau (organise les MT)

· Sa concentration augmente progressivement avec l’âge dans le LCR.

· Sa concentration est augmentée lors de la MA et dans nombreuses autres circonstances : il est Aspécifique de lyse neuronale :

· Autres démences

· Tumeurs cérébrales

· AVC

· Crises convulsives

· Encéphalopathies

Donc protéine TAU → lyse neuronale (c’est tout ce que l’on peut dire)

· C’est LE marqueur de souffrance et de lyse neuronale

· Marqueur le moins spécifique de la MA : 40 à 86%

· Sa sensibilité dans la MA : 65 à 86%

· Protéine P-Tau (désorganisation des MT)

· Concentration augmentée dans certaines Tauopathies dont la MA

· Reflet de la dégénérescence neurofibrillaire

· Marqueur pronostique du déclin cognitif

· Marqueur le plus spécifique de la MA

· Utile dans le diagnostic différentiel entre MA et les autres démences

Évolution de la MA

Dans la MA on a :

· Une phase pré-clinique (asymptomatique) : « ce n’est pas en générale sur ce patient que l’on va faire une PL car il n’a rien demandé ! »

· MCI (troubles cognitifs légers) : patient qui se plaint de trouble de mémoire mais il n’est pas dément

· MA

Sur le schéma la courbe en trait plein représente un déclin cognitif avec l’âge qui est physiologique.

Et la courbe en pointillé retrace l’histoire naturelle de la MA, où le déclin cognitif au départ n’est pas beaucoup plus important que la normale. Lorsqu’on est en MCI, c’est un peu plus important, et pour finir, quand on arrive à un stade de démence, la fonction cognitive elle est largement dégradée.

L’objectif est de voir si on est capable de diagnostiquer les patients au stade de troubles cognitifs légers (MCI) avec nos marqueurs biologiques. Évidemment qu’au stade de démence, on le diagnostic bien.

On retrouve nos 3 stades : préclinique, MCI, démence

· Le peptide Aβ42 va diminuer dans le LCR de manière très précoce

· Les protéine Tau et P-Tau vont augmenter de manière assez précoce

Donc normalement on serait capable de diagnostiquer des profils biologiques y compris au stade de troubles cognitifs légers. Donc les marqueurs sont assez précoces par rapport au signes cliniques.

Retenir seulement la ligne en vert foncé

Apport du dosage du peptide Aβ40 dans la MA (4ème biomarqueur)

· Dans la quasi-totalité des centres on fait un deuxième peptide amyloïde : le Aβ40

· C’est le peptide majoritaire Aβ40 >90% et Aβ42 <10%

· Le Aβ40 n’est pas présent dans les plaques amyloïdes contrairement au Aβ42

· On dose ce peptide Aβ40 avec un rapport : valeur de référence : Aβ42/Aβ40 > 0.06

· Production : grande variabilité inter-individuelle

· Il y a des « sujets faibles producteurs » : faible production physiologique de l’ensemble des peptides amyloïdes donc il y a une concentration faible dans le LCR.

· Permet de différencier 2 catégories de patients qui ont une diminution du peptide Aβ42 :

- Altération du métabolisme amyloïde : rapport des peptides abaissé

Aβ42/Aβ40 < 0.06 avec une diminution de Aβ42 et Aβ40 normal. On a donc une production de plaques séniles.

- Faible production physiologique rapport des peptides Aβ42/Aβ40 normal on a une diminution du peptide Aβ40 et du peptide Aβ42 donc il y a une faible production physiologique.

Point à retenir ✎ Maladie d’Alzheimer

· Enjeu important de santé publique

· Diagnostique multidisciplinaire essentiellement basé sur la clinique et la neuropsychologie.

· Plus de la moitié des syndromes démentiels sont dus à la MA

· Les biomarqueurs de neurodégénérescence :

· Sont réalisés après une évaluation clinique et neuropsychologique rigoureuse

· Sont à confronter au contexte clinique

· Le profil biochimique caractéristique de la MA :

· Baisse de la concentration de Aβ42

· Augmentation de la concentration en Tau totale

· Augmentation de la concentration en P-Tau

· Le rapport Aβ42/Aβ40 < 0.06 en faveur d’une MA.

· Rôle important des biomarqueurs dans le diagnostic des stades pré-démentiels.

· Persistance de nombreux facteurs de variabilité : pré analytiques/ analytiques/ post analytiques

· Nécessité d’une standardisation

D- MALADIES DUES AUX ATNC MALADIE DE CREUTZFELD JAKOB

Pour les ECN, il y a toujours une question sur les maladies à déclarations obligatoires, et la maladie de Creutzfeldt-Jakob en est une.

Généralités

Les ATNC

· Agent Transmissible Non Conventionnel : ce ne sont pas des bactéries, ni des virus, ni des parasites, ni des champignons.

· Maladies liées à une modification de conformation d’une protéine.

· Regroupe différentes pathologies

· 3 grandes causes :

· Sporadiques (les plus fréquentes)

· Familiales

· Acquises

· Maladie à déclaration obligatoire

· 100cas/an actuellement en France, donc assez rare.

Classification de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) :

· Sporadiques

· Familiales

· Iatrogènes

Maladies apparentées à la MCJ

· Variant de MCJ : la maladie de la vache folle

· Insomnie fatale familiale (FFI) ou sporadique (FSI)

· Syndrome de Gerstmann-sträussler-Scheinker (GSS)

· Kuru (acquis car les indigènes mangeaient du cerveau humain)

La protéine prion

Physiopathologie

Physiopathologie des maladies de prion

· Plusieurs modèles de formation de la protéine PrPsc

· La protéine prion anormale aurait la capacité d’induire le repliement anormal d’une protéine normale. Cela permettrait la formation d’oligomères toxiques et qui déclencherait la maladie, cela reste encore relativement mal connu.

Diagnostic de la MCJ

· Faisceau d’arguments

· Clinique d’évolution

· Extrêmement rapide : démence qui évolue sur quelques semaines ou sur quelques mois ≠ de la maladie d’Alzheimer qui évolue sur plusieurs années.

· Myoclonie : mouvements anormaux

· Syndrome cérébelleux

· Syndromes pyramidaux ou extrapyramidaux

· Examens complémentaires :

· Imagerie : IRM où on voit des hypersignaux des noyaux gris centraux : noyaux caudé et lenticulaire.

· EEG : périodique avec des ondes triphasiques

· Biologies : recherche dans le LCR de protéine 14-3-3.

· Diagnostic de certitude : post mortem sur le cerveau

Les protéines

14-3-3

· Protéines ubiquitaires

· Les protéines 14-3-3 ne sont pas les protéines prions ni des protéines spécifiques des neurones. On en a partout dans quasi toutes les cellules de l’organisme.

· Particulièrement abondante dans les neurones.

· Les protéines 14-3-3 sont en fait des marqueurs de lyse neuronale, comme lors de MCJ, il y a une lyse extrêmement importante de neurone donc la protéine 14-3-3 est énormément relarguée dans le LCR.

· Au moins 7 isoformes sous forme de dimères.

· Implication dans la transduction des signaux intracellulaire.

· Libération dans le LCR lors d’une lyse cellulaire importante.

· La recherche des protéines 14-3-3 dans le LCR est le seul examen biologique recommandé pour le diagnostic de MCJ. Il y a 5 laboratoires en France qui font cette recherche, dont celui de Reims

· La technique utilisé pour rechercher ces protéines 14-3-3 est le Western Blot technique uniquement qualitative (« voir si oui ou non j’en ai dans le LCR »). On utilise un anticorps spécifique contre les protéines 14-3-3.

À retenir ✎

Les protéines

14-3-3

· Ce n’est pas la protéine prion que l’on dose !!

· Marqueur de lyse neuronale importante (même chose que la protéine Tau)

· Interprétation en fonction du contexte clinique

· Sensibilité et spécificité d’environ 80% pour la MCJ, on n’est pas à une spécificité et sensibilité de 100% car on a toutes les cause de lyses neuronales qui vont positiver la 14-3-3 dans le LCR.

· Interprétation délicate dans certaines circonstances (risque de faux négatifs)

Faux négatifs → soit on arrive trop tôt : pas assez de lyse neuronale dans le LCR

→ soit on arrive trop tard : le cerveau est tellement détruit « qu’il n’y a plus rien à voir ».

Autres marqueurs biologiques utile dans la MCJ

· La protéinorachie reste le plus souvent <1g/L

· La concentration de la protéine Tau (marqueur de lyse neuronale) dans le LCR est très fortement augmentée (bien plus que dans la maladie d’Alzheimer)

À retenir ✎

MCJ

· Maladie dues aux ANTC sont relativement rare en France environ 100cas/an

· Ce sont des maladies à déclaration obligatoire

· Le diagnostic doit être évoqué devant un syndrome démentiel d’évolution rapide

· Le diagnostic repose sur un faisceau d’arguments

· Clinique

· Paraclinique (EEG/ IRM/ biologiques)

· La recherche de protéines 14-3-3 dans le LCR est actuellement le meilleur examen biologique en cas de suspicion de MCJ

· La MCJ n’a pas de traitement. À partir du moment où l’on diagnostique cette maladie chez un patient, c’est un peu comme le condamner à mort. Actuellement on n’est pas capable d’apporter un quelconque soulagement et l’issue est toujours fatale.

E- CAS CLINIQUE

À l’examen les valeurs de référence seront données

Question : quelle sont les réponses exactes concernant l’interprétation de ce profil biologique ?

1. Il exclut une maladie d’Alzheimer

1. Il est compatible avec une maladie d’Alzheimer

1. Il est pathognomonique de la maladie d’Alzheimer

1. Il exclut le diagnostic de démence à corps de Lewy

1. Un dosage du peptide bêta amyloïde 1-40 (Aβ40) est nécessaire à l’interprétation

Donc ici : ↘ Aβ42 ↗Tau ↗P-Tau

1. FAUX

1. VRAI

1. FAUX : attention l’Alzheimer c’est un faisceau d’arguments on n’est JAMAIS pathognomonique d’une MA avec de la biologie ! Rien n’est pathognomonique de l’Alzheimer sauf l’autopsie !

1. FAUX : pas du tout une bonne indication de faire ces dosages pour une démence à corps de Lewy car là on a des marqueurs de maladie d’Alzheimer.

1. FAUX : il n’est pas nécessaire, dans ce cas-là on peut s’en passer car on a un tableau typique de la MA.

F- Précisions à la suite de questions d’étudiants

Résultats atypiques possibles pour poser le diagnostic

· Si par exemple baisse isolée de Aβ42, on dosera Aβ40 (car la diminution peut être due à une synthèse physiologiquement diminuée : si rapport normal, on laisse tomber. Mais si rapport diminué altération du métabolisme amyloïde SANS dégénérescence neurofibrillaire) NB : l’altération du métabolisme amyloïde (donc P Tau) arrive avant la neurodégénérence. Dans des troubles cognitifs légers, possibilité d’avoir Aβ42 basse + rapport Aβ42/ Aβ40 bas mais Tau et P Tau strictement normaux. On suit donc le patient, on le traite, et on observe si évolution vers une MA qui donnera alors ↗Tau et P Tau.

· ↗Tau et P Tau isolée : « on n’aime pas ça du tout car on sera coincés » Vérifier quand même Aβ40

· ↗Tau isolée = lyse neuronale

Aβ42 fait des agrégats , mais la concentration diminue dans LCR, contrairement à la protéine Tau qui voit sa concentration augmenter alors qu’elle fait elle aussi des agrégats.

· Aβ42 est extracellulaire : elle est transmembranaire. On la clive, et on relargue dans le LCR des peptides amyloïdes. Ceux-ci forment des agrégats et vont précipiter à la surface du système nerveux pour former des plaques, donc ça diminue (ils ne sont plus dans le LCR car ils ont précipité)

· Pour la protéine Tau et surtout la P-Tau, elles forment des agrégats intracellulaires donc vont entrainer la mort du neurone. Quand celui-ci meurt, il relargue dans le LCR les agrégats de P-Tau qui seront donc libres dans le LCR (mais ils ne précipitent pas, ils restent dans le LCR) donc par ce fait il y en a plus.

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