Effet de l'isoniazide sur les niveaux de protoporphyrine dans la protoporphyrie érythropoïétique (INHEPP)

Cliniquement, la protoporphyrie érythropoïétique (PPE) et la PPE liée à l'X (XLEPP) se caractérisent par une photosensibilité cutanée douloureuse et non cloquante, apparaissant dans la petite enfance. L'EPP est la porphyrie la plus fréquente chez l'enfant et la troisième chez l'adulte (après la porphyrie cutanée tardive et la porphyrie aiguë intermittente). Les rapports de prévalence varient entre 5 et 15 cas par million d'habitants.

L'EPP est due dans la plupart des cas à une diminution de l'activité de la ferrochélatase (FECH), l'enzyme qui catalyse l'incorporation du fer ferreux dans la PPIX, dernière étape de la production d'hème. Le mode de transmission est autosomique récessif. Cependant, l'homozygotie pour une mutation FECH est rare. Au contraire, la diminution de l'activité est une conséquence d'une combinaison d'une mutation inactivante héréditaire affectant un allèle FECH et d'un polymorphisme intronique qui modifie l'épissage de l'autre allèle. Le site d'épissage alternatif, lorsqu'il est utilisé, produit un acide ribonucléique messager FECH non fonctionnel (ARNm). Le site d'épissage alternatif est utilisé environ 40 % du temps. Par conséquent, l'allèle polymorphe produit environ 60 % de l'activité FECH normale et, pour cette raison, est qualifié d'hypomorphe. Lorsque l'allèle FECH hypomorphe est en trans avec l'allèle mutant non fonctionnel, le résultat est de 30 % ou moins de l'activité enzymatique FECH normale. Cette activité FECH subnormale devient limitante, entraînant une accumulation de PPIX intracellulaire. Bien que le défaut soit vraisemblablement exprimé dans tous les tissus, le PPIX responsable de la photosensibilité provient principalement des réticulocytes de la moelle.

L'acide aminolévulinique synthase (ALAS), la première enzyme limitant la vitesse de la voie de biosynthèse de l'hème, catalyse la condensation de la glycine et de la succinyl-coenzyme A (succinyl-CoA) pour former de l'acide aminolévulinique (ALA), et nécessite du pyridoxal 5'- phosphate comme cofacteur. L'ALAS dans les cellules de mammifères est localisée dans la matrice mitochondriale. L'enzyme est synthétisée sous forme de protéine précurseur dans le cytosol et transportée dans les mitochondries. Deux gènes distincts d'ALA synthase codent pour les formes domestiques (tissus non spécifiques) et spécifiques aux érythroïdes de l'enzyme (ALAS1 et ALAS2, respectivement). Le gène de l'ALAS1 humain est sur 3p.21 et le locus de l'ALAS2 sur le chromosome X, sur Xp11.2.

Les deux formes d'ALAS sont régulées de manière différentielle, ALAS1 est un gène domestique exprimé dans toutes les cellules et ALAS2 est piloté par les facteurs de transcription spécifiques érythroïdes GATA1 et NF-E2. De plus, l'ARNm d'ALAS2 contient un élément sensible au fer (IRE) dans sa région 5' non traduite, similaire aux ARNm codant pour la ferritine et le récepteur de la transferrine (dans lequel l'IRE se trouve dans l'UTR 3' du gène). L'analyse de retard sur gel a montré que l'élément sensible au fer dans l'ARNm d'ALAS2 est fonctionnel [comme en témoigne la liaison à la protéine régulatrice du fer 2 (IRP2)], indiquant que la traduction de l'ARNm spécifique de l'érythroïde est directement liée à la disponibilité du fer et de l'hème dans cellules érythroïdes. Dans ce cas, lorsque la concentration de fer intracellulaire est relativement élevée, il est disponible pour se lier à IRP2, un processus qui améliore la dégradation médiée par l'ubiquitine d'IRP2. Dans ces conditions, IRP2 n'est pas disponible pour la liaison à l'élément IRE dans ALAS2, effaçant le message pour une traduction efficace. Inversement, lorsque le fer intracellulaire est relativement faible, la dégradation de l'IRP2 est restreinte, rendant la protéine disponible pour se lier à l'IRE et bloquant ainsi la traduction de l'ARNm d'ALAS2.

Récemment, une forme variante d'EPP, héritée selon un schéma lié à l'X (XLEPP), s'est avérée être due à une mutation de gain de fonction ALAS2 dans l'exon 11. La mutation se traduit par une forme tronquée de la protéine qui a une activité spécifique supranormale en raison d'interactions enzyme-substrat moins contraintes, entraînant une surproduction de PPIX. Cette situation contraste avec l'EPP avec FECH muté dans lequel PPIX s'accumule en raison d'une formation d'hème déficiente.

ALAS1 et 2 utilisent le phosphate de pyridoxal (PLP) comme cofacteur. Le PLP est une forme modifiée de la vitamine B6. Il a été démontré que le PLP se complexe avec l'isoniazide appauvrissant le cofacteur. Cette déplétion en PLP a été l'une des causes de l'anémie sidéroblastique.

Les chercheurs testeront l'hypothèse selon laquelle l'épuisement du PLP entraînera une diminution de l'activité de l'ALAS.