Corrélation des polymorphismes de la lipoprotéine lipase (LpL) et de l'apolipoprotéine E (Apo E) avec le profil lipidique des enfants atteints d'eucémie lymphoblastique aiguë pendant le traitement par L - Asparaginase.

Introduction

Les tumeurs malignes pendant l'enfance constituent la 2e cause de décès, après les traumatismes dans le monde. Selon les données épidémiologiques, 300 000 nouveaux cas de néoplasie se présentent chaque année chez les enfants et adolescents de moins de 19 ans1, dont 160 000 concernent des enfants de moins de 15 ans. Les hémopathies malignes constituent la maladie néoplasique la plus fréquente chez l'enfant, la leucémie aiguë occupant la première place avec un pourcentage de 32,8 %, suivie par les tumeurs du système nerveux central avec un pourcentage de 21 % sur la deuxième place et le lymphome avec un pourcentage de 12 %. % à la troisième place.

Définition - Physiopathologie

La leucémie (L) est définie comme un ensemble de perturbations caractérisées par une prolifération incontrôlée des globules blancs, due à la divergence primaire de la moelle osseuse par rapport à la normale et à son infiltration par des cellules souches immatures indifférenciées. Par définition, plus de 20% de la moelle osseuse est infiltrée par des cellules souches. Le mécanisme pathogénique exact de la leucémie n'a pas encore été élucidé, il semble cependant être le résultat d'une mutation génétique et d'une atteinte des cellules ancestrales hématopoïétiques multipotentielles, au cours d'une de leurs étapes distinctes de différenciation. Ce fait conduit à une expansion clonale et à une inhibition de la différenciation. L'immunophénotype de la cellule leucémique reflète le niveau de différenciation atteint par le clone néoplasique. Les cellules leucémiques se divisent à un rythme plus lent et nécessitent plus de temps pour synthétiser l'ADN par rapport aux cellules hématopoïétiques normales, provoquant une anémie, une thrombocytopénie et une neutropénie. Au moment du diagnostic, les cellules leucémiques auraient pu, non seulement remplacer les cellules normales de la moelle, mais aussi s'étendre dans les régions extra-médullaires.

Les différents types de leucémies sont exceptionnellement hétérogènes et, selon l'origine des cellules, ils se différencient en leucémies lymphoblastiques et non lymphoblastiques. Chacun des sous-groupes mentionnés ci-dessus peut être rencontré sous sa forme de leucémie aiguë (AL) ou de leucémie chronique (CL). Dans la forme aiguë, les cellules immatures du tissu hématopoïétique sont dominantes et la progression de la maladie sans aucun traitement conduit rapidement à la mort. Dans les formes chroniques, les cellules matures dominent le tissu et le développement de la maladie, en général, prend plus de temps. Chez l'enfant, la leucémie se rencontre majoritairement sous sa forme aiguë (97%) et dans la majorité des cas elle se présente comme une Leucémie Aiguë Lymphoblastique (LAL, 80%). La Leucémie Aiguë Non Lymphoblastique - ANLL est rencontrée moins fréquemment (17%) et elle comprend la Leucémie Aiguë Myelogenous - AML (15%) et quelques autres formes rares (2%), tandis que les 3% restants correspondent à des leucémies chroniques. La LA survient plus souvent entre 2 et 6 ans alors que l'incidence est plus élevée chez les garçons que chez les filles (1:1,3). 2,5 % à 5 % des enfants ALL et 6 % à 14 % des enfants AML sont rencontrés chez les nourrissons de moins de 1 an. Le type caractéristique de LAL est la LAL à cellules B, qui est en outre la plus fréquente chez les enfants (85 %) par rapport à la LAL à cellules T (15 %) qui s'accompagne, entre autres, de masses dans les ganglions lymphatiques du médiastin. .

Épidémiologie

Aux États-Unis d'Amérique (USA) et dans la plupart des pays d'Europe occidentale, la fréquence de la leucémie chez les enfants est de 3,5 à 4,0 cas pour 100 000 enfants par an et elle est classée comme la 20e cause de décès parmi les tumeurs malignes de tous âges. Il ressort d'études de cohorte à grande échelle que l'incidence du cancer infantile dans les pays développés augmente de 1 % chaque année. La prévalence de la LAL chez les enfants a été détectée pour la première fois dans les années 1930 au Royaume-Uni (UK) et aux États-Unis. Aux États-Unis, ALL est apparu d'abord chez les enfants d'origine européenne, puis chez les enfants d'origine africaine dans les années 1960. La fréquence de la LAL est plus faible dans les pays en développement et sous-développés, un fait qui laisse entrevoir une possible corrélation entre l'industrialisation et la leucémogenèse.

Asparaginase (ASP)

Les traitements combinés de chimiothérapie utilisés aujourd'hui pour traiter la LAL ont amélioré significativement l'évolution à long terme de la maladie avec un taux de survie global à cinq ans supérieur à 80 %, alors que le ratio respectif dans les années 1960 était inférieur à 30 %. L'une des principales raisons qui ont contribué à ce développement est l'administration intensive, prolongée et à plus forte dose d'asparaginase. La L-asparaginase (L-ASP) est un composant fondamental pendant la dose de charge pour obtenir la rémission de la maladie et, de même, pendant la dose d'entretien dans le but d'établir cette rémission chez les enfants et les adultes atteints de LAL. L'effet cytotoxique de l'administration exogène d'asparaginase est provoqué par l'épuisement de la réserve d'asparagine dans le sang. L'asparaginase agit comme un catalyseur pour l'hydrolyse de l'asparagine en acide aspartique et en ammoniac. L'asparagine est vitale pour la synthèse des protéines et des cellules et, par conséquent, pour leur survie. Les cellules normales du corps humain ont la capacité de produire de l'asparagine à partir de l'acide aspartique, avec l'aide de l'enzyme asparagine synthétase. Cependant, les cellules néoplasiques manquent complètement de l'enzyme ou en contiennent des quantités infimes, ce qui les empêche de synthétiser l'asparagine de novo. La survie de ces cellules et leur capacité à synthétiser des protéines dépendent entièrement de la réception d'asparagine du sang. Ainsi, l'administration d'asparaginase conduit à l'inhibition de la synthèse d'ADN, d'ARN et de protéines qui, à son tour, entraîne l'apoptose de ces cellules. Les faibles niveaux d'asparagine n'affectent que la capacité de survie des cellules cancéreuses, laissant les cellules saines intactes.

La capacité de L-ASP à supprimer la prolifération des cellules leucémiques a été observée pour la première fois dans des études cliniques au cours des années 1970 et, à partir de ce moment, elle est restée la pierre angulaire du traitement de la LAL chez l'enfant. Les formes naturelles de l'enzyme, produites par les bactéries Erwinia chrysanthemi et Escherichia coli (E.Coli), sont utilisées pour le traitement, tout comme le produit de L-ASP créé à partir de la conjugaison d'E. Coli. avec du polyéthylène glycol (Pegylated-Asparaginase, PEG-ASP) avec une demi-vie prolongée de 5,5 jours au lieu de la demi-vie de 26 heures des formes naturelles. Les protocoles de chimiothérapie pour la LAL recommandent une dose de 1 000 à 2 500 UI/m2 de PEG-ASP et de 5 000 à 12 000 UI/m2 de la forme naturelle.

Effets indésirables de l'asparaginase

Malgré l'importance primordiale du L-ASP dans le traitement chimiothérapeutique de la leucémie, il est responsable d'une pléthore d'effets indésirables toxiques qui nécessitent parfois même l'arrêt de son administration. Des études ont montré que l'omission d'administrer des doses en raison de l'apparition d'effets indésirables toxiques lors d'administrations précédentes est liée à de mauvais pronostics chez les enfants atteints de LAL. Les effets indésirables les plus courants sont les réactions d'hypersensibilité, car des études indiquent que leur fréquence de survenue peut atteindre 75 %. L'ASP qui est utilisé est une grosse molécule d'origine bactérienne (principalement E. Coli) et est donc capable d'induire une réponse immunitaire qui s'intensifie après une exposition répétée et, principalement, après un retard de l'administration du médicament. Outre les réactions cliniques d'hypersensibilité qui signalent une réponse immédiate du personnel médical traitant, il existe également des réactions subcliniques pouvant entraîner une diminution de la puissance du médicament difficile à détecter pour agir rapidement. La pancréatite est signalée à un taux aussi élevé que 18 % des patients atteints de LAL pendant le traitement par ASP. Le mécanisme pathogénique n'est pas encore connu, mais il semble que la faute en soit à la diminution de la synthèse protéique des organes à renouvellement protéique important, comme le pancréas. Par ailleurs, on considère que ce mécanisme est également responsable de l'hépatotoxicité détectée lors du traitement par l'asparaginase. De plus, la diminution de la synthèse des protéines induite par l'ASP est impliquée dans les processus de coagulation et de fibrinolyse qui, à leur tour, conduisent à des épisodes thrombotiques du système nerveux central et à une thrombose veineuse profonde des extrémités. Les autres effets indésirables sont l'hyperglycémie, résultant d'une diminution de la production d'insuline et d'une myélosuppression, principalement due à l'augmentation de l'effet suppresseur des autres agents chimiothérapeutiques. De plus, il y a eu des rapports d'incidents d'encéphalopathie pendant la thérapie avec l'ASP qui pourraient être liés aux niveaux élevés d'ammoniac qui résultent de la dégradation de l'ASP.

Un événement indésirable critique de l'ASP qui pourrait entraîner des complications supplémentaires s'il n'est pas identifié rapidement est un trouble du métabolisme des lipides. Plus précisément, il apparaît que l'activation de la voie endogène qui produit les triglycérides par synthèse hépatique conduit à une hypertriglycéridémie. Certaines études indiquent que le taux de valeurs élevées de triglycérides est de 67 % 8 à 14 jours après l'administration du médicament. Le foie est capable de synthétiser les VLDL (Very Low Density Lipoproteins) riches en triglycérides. En utilisant l'effet de l'enzyme Lipoprotéine Lipase (LpL), située sur l'endothélium vasculaire, les triglycérides se détachent des VLDL provoquant la transformation de ces dernières en IDL (Intermediate Density Lipoproteins) puis en LDL (Low Density Lipoproteins). Les triglycérides sont ensuite extraits du système circulatoire sanguin et stockés dans le tissu adipeux, tandis que les particules de LDL se connectent aux récepteurs tissulaires ou aux récepteurs des macrophages. Les produits finaux de la dégradation (provenant de l'hydrolyse périphérique des triglycérides à l'aide de LpL) des chylomicrons, les VLDL, les restes des lipoprotéines, seront finalement éliminés par les récepteurs hépatiques. L'apolipoprotéine E (apo-E) joue un rôle important dans cette procédure, elle lie ces restes en présence de LpL et de lipase hépatique.

Lipoprotéine Lipase (LpL)

Le gène LpL est situé sur le chromosome 8p22 et est composé de 10 exons. Environ 100 mutations ont été enregistrées, dont 3 sont les plus courantes, dont 2 sont liées à une fonctionnalité réduite de LpL et à un risque cardiovasculaire accru. La mutation connue sous le nom de polymorphisme N291S est présente chez 2 à 5 % de la population générale et son existence est associée à une diminution de la fonctionnalité de LpL et à un déséquilibre du métabolisme des VLDL [augmentation des triglycérides, diminution des HDL (High Density Lipoproteins)]. De plus, il apparaît que l'effet de cette mutation est amplifié par la coexistence d'autres facteurs génétiques (hypercholestérolémie familiale, apolipoprotéine E2/E2). La deuxième mutation, connue sous le nom de polymorphisme D9N, est liée à un risque accru d'athérosclérose, même si la mutation entraîne une légère diminution de la fonctionnalité de LpL. Dernièrement, il a été observé que la combinaison de petits polymorphismes nucléotidiques (SNP) sur les gènes de l'Apo E et de la LpL dénomme un groupe à haut risque de maladie cardiovasculaire. Enfin, la troisième mutation, rencontrée chez les 20 % de la population générale, le polymorphisme S447X est lié à des taux de HDL légèrement élevés et à des taux de triglycérides faibles et a donc un impact positif sur le profil lipidique.

Tout au long du traitement avec l'ASP, une fonctionnalité LpL réduite est enregistrée, probablement causée par la synthèse protéique totalement réduite du foie, comme en témoignent les concentrations réduites d'autres protéines, telles que l'albumine et le fibrinogène. Des études ont notamment démontré que la suppression des effets de la LpL est liée à une augmentation du rapport ApoCIII/ApoCII, où l'ApoCII est un cofacteur essentiel de la LpL et elle favorise l'hydrolyse des triglycérides et l'ApoCIII agit comme un inhibiteur de la LpL tandis que simultanément semble être capable de réguler les niveaux de triglycérides dans le sérum indépendamment de la LpL. Par conséquent, un problème est créé dans le nettoyage des triglycérides du plasma à mesure que leurs niveaux augmentent. Un autre mécanisme suggéré pour les niveaux élevés de triglycérides pendant le traitement avec l'asparaginase est l'augmentation de la synthèse des VLDL, qui se reflète également dans la concentration élevée d'apolipoprotéine ApoB100, un composant des VLDL.

Apolipoprotéine E (Apo E)

Le gène de l'Apo E est situé sur le chromosome 19 et il est composé de 4 exons. L'apolipoprotéine E (Apo E) est l'un des composants structuraux inclus dans les lipoprotéines, qui sont riches en triglycérides, et elle joue un rôle important dans l'apport protéique hépatique. L'apolipoprotéine E (Apo E) possède 3 allèles ε2, ε3, ε4 [APOE-ε2 (cys112, cys158), APOE-ε3 (cys112, arg158) et APOE-ε4 (arg112, arg158)]. ε3 est le plus courant dans la population générale et contient de la cystéine en position 112 et de l'arginine en position 158. ε4 diffère de ε3 en position 112, où au lieu de cela substitue la cystéine à l'arginine55. L'isomorphe ε2 a une connexion plus faible avec les récepteurs des lipoprotéines du foie, ce qui entraîne l'accumulation de restes de chylomicrons et de VLDL.

L'ApoE4 se fixe aux récepteurs des lipoprotéines dans le foie in vitro avec la même affinité que l'ApoE3, mais l'effet de l'ApoE4 dans le nettoyage des lipoprotéines riches en triglycérides in vivo n'est pas encore défini. L'allèle ε2 est lié à des taux de triglycérides plus élevés après le jeûne, tandis que l'allèle ε4 est lié à l'hypercholestérolémie et à un taux élevé de cholestérol LDL. Les individus de génotype E3/E4 présentent un nettoyage plus lent des lipoprotéines riches en triglycérides par rapport aux individus de génotype E3/E3. L'allèle ε4 semble être associé à un métabolisme des triglycérides affecté. Les individus avec l'allèle ε2 ont des taux de cholestérol inférieurs à ceux des individus avec les allèles ε3 et ε4. Des études indiquent, en outre, que les individus avec le génotype E2/E4 ont des taux de triglycérides plus élevés après le jeûne par rapport aux individus avec le génotype E3/E3.

Les altérations du gène ApoE entraînent des changements dans les acides aminés de la protéine codée, ce qui entraîne une modification de la structure de la protéine normale. Ce dernier se traduit par un nettoyage plus lent des lipoprotéines riches en triglycérides. Dans une étude, il a été révélé qu'il y avait une prévalence plus élevée du phénotype E4/E3 chez les patients atteints d'hypertriglycéridémie par rapport aux patients ayant des taux de triglycérides normaux. De plus, aucune différence statistique significative n'a été observée entre les taux de triglycérides et les phénotypes d'ApoE après traitement à l'asparaginase.

Profil asparaginase et lipidique

En ce qui concerne l'effet de l'asparaginase sur le taux de cholestérol, les études ne permettent pas de tirer de conclusion fiable, car certaines études ont trouvé une augmentation chez un faible pourcentage de patients après l'administration du médicament, d'autres ont indiqué une augmentation significative, tandis que d'autres encore ont présenté une baisse légère mais non significative. En ce qui concerne les taux de HDL, des études ont découvert qu'ils sont plus faibles chez les enfants souffrant de malignités, notamment de type hématologique. Une autre étude portant sur des enfants atteints de LAL, pendant et après le traitement par ASP, les niveaux de HDL ont augmenté avec une baisse simultanée des niveaux d'Apo-A1. Les HDL jouent un rôle crucial dans le processus de transfert inverse du cholestérol des tissus périphériques vers le foie, mécanisme qui confère aux HDL les propriétés d'un agent anticoagulant. Fonctionnant en tandem avec les propriétés susmentionnées, d'autres parties du HDL ont des propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, anti-apoptotique et anticoagulantes qui contribuent à la protection contre l'athérogenèse. La lipoprotéine Apo-A1 comprend la principale protéine structurale du HDL. Il apparaît que l'asparaginase en tant que facteur inhibiteur de la synthèse protéique pourrait éventuellement modifier le rapport lipides/protéines en faveur des premiers sur les molécules de HDL. De faibles niveaux de HDL et d'Apo-A1 ont été observés même chez les survivants de la LAL après la fin du traitement. Cette observation est particulièrement importante si l'on pense au danger d'athéromatose et de maladie coronarienne due à de faibles niveaux de HDL.

L'hypertriglycéridémie peut devenir le seul contributeur au développement de la pancréatite aiguë. Lorsque les taux de triglycérides dépassent 900 mg/dl, ils forment des chylomicrons, des molécules suffisamment grosses pour obstruer les capillaires pancréatiques, entraînant une ischémie et la libération de lipase pancréatique. Ce dernier va renforcer la lipolyse avec une augmentation des acides gras libres qui va, à son tour, permettre la libération de radicaux libres et de dérivés pro-inflammatoires provoquant, à terme, inflammation et nécrose. Comme vu ci-dessus, l'asparaginase est capable de participer à la pathogenèse de la pancréatite par deux voies, une indépendante et une dépendante des triglycérides. L'hypertriglycéridémie pourrait également favoriser une prédisposition à la thrombose chez les patients atteints de LAL et sous traitement par ASP, car d'une part, le médicament est lié à des modifications du système fibrinolytique, comme cela a déjà été mentionné, tandis que d'autre part l'augmentation de les triglycérides provoquent une hyperviscosité du sang augmentant le risque de complications thromboemboliques. En s'appuyant sur les cas documentés dans la bibliographie universelle, il est précisé que la majorité des thromboses impliquent le système nerveux central (SNC), tandis qu'en deuxième position se trouvent les cas de thrombose veineuse profonde des membres supérieurs.

Enfin, il est important d'ajouter que l'administration d'ASP aux enfants atteints d'hémopathies malignes en plusieurs phases du traitement est co-administrée avec des corticostéroïdes, soit de la prednisone, soit de la dexaméthasone. On peut facilement percevoir que les corticostéroïdes peuvent agir en synergie et intensifier les événements indésirables, tels que l'hyperlipidémie, la pancréatite et la thrombose. De plus, l'asparaginase peut contribuer à certains événements indésirables des corticostéroïdes, tels que l'ostéonécrose par l'état hypercoagulant qu'elle crée. Ces deux médicaments étant des facteurs thérapeutiques pivots, une surveillance très étroite et attentive de l'état du patient et de l'apparition d'événements indésirables est requise afin d'intervenir si nécessaire.

Originalité

La bibliographie universelle et nationale concernant l'effet de l'asparaginase sur la puissance de la LpL et de l'Apo E et sur les valeurs des lipides chez les enfants souffrant de LAL au cours d'une chimiothérapie avec ASP est limitée, alors qu'il n'existe aucune référence bibliographique corrélant la fond à LpL et Apo E et la relation du profil lipidique. L'étude actuelle examinera pour la première fois les polymorphismes géniques de LpL et Apo E chez les enfants atteints de LAL aiguë au cours d'un traitement par ASP.

Importance

Dans cette étude particulière, les chercheurs se concentreront sur la recherche du profil lipidique des enfants atteints de LAL, sur l'effet de l'ASP sur le profil lipidique de ces patients, ainsi que sur la corrélation entre les polymorphismes de la lipoprotéine lipase (LpL) et de l'apolipoprotéine E (ApoE) avec les valeurs de lipides pendant la durée du protocole chimiothérapeutique. L'hypothèse qui va être testée est de savoir si l'enregistrement des génotypes des enfants atteints de LAL en sous-étude pourra constituer un facteur indicatif préventif de l'issue de leur traitement.

De cette manière, des conclusions vitales seront extraites pour la contribution probable des génotypes d'enfants qui reçoivent L-ASP à la démonstration en laboratoire des troubles lipidiques pendant le traitement, la surveillance plus étroite pendant les phases correspondantes du traitement et l'intervention thérapeutique opportune afin pour éviter toute complication.

Méthodologie

Type d'étude : Etude cas-témoins prospective L'étude épidémiologique de caractérisation est en parfait accord avec l'objectif de notre étude, une étude de l'effet de l'ASP sur le profil lipidique des enfants et adolescents atteints de LAL (Groupe Patients) ainsi que la corrélation de les polymorphismes de LpL et ApoE avec la durée des niveaux lipidiques du protocole chimiothérapeutique. L'existence de deux groupes d'enfants supplémentaires qui serviront de contrôle de la population (enfants et adolescents du même groupe d'âge qui ne manifestent pas la maladie et participants d'âges similaires qui ont manifesté la maladie et ont terminé la chimiothérapie selon le protocole pendant au moins 6 mois avant) spécialise notre type d'étude dans une étude cas-témoin.

Site de l'étude : L'étude sera menée dans l'unité d'hématologie-oncologie pédiatrique et adolescente du 2e département de pédiatrie de l'Université Aristote de Thessalonique (AUTH), à l'hôpital général universitaire AHEPA.

Description des paramètres enregistrés

Lors du diagnostic de la maladie, le profil lipidique des patients sera déterminé en mesurant les paramètres suivants : cholestérol total, triglycérides, HDL-cholestérol, LDL-cholestérol, apolipoprotéine A1, apolipoprotéine B100, lipoprotéine α [Lp(α)], glucose , transaminase glutamique oxaloacétique sérique (SGOT), transaminase glutamique pyruvique sérique (SGPT), hormone stimulant la thyroïde (TSH), thyroxine libre (FT4), amylase, lipase. De plus, une analyse génétique des polymorphismes de LpL et Apo E sera menée. Des mesures similaires seront effectuées sur tous les participants de tous les groupes.

Les participants du groupe A seront immédiatement soumis au protocole de chimiothérapie ALLIC BFM 2009. Pendant la dose de charge, ces enfants recevront un traitement par prednisolone pendant 33 jours consécutifs et de l'asparaginase sera ajoutée les jours 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33. Pendant la phase d'entretien, les enfants seront soumis à nouveau à un traitement avec des corticostéroïdes, de la dexaméthasone et de l'asparaginase seront ajoutés les jours 8, 11, 16, 18. L'identité lipidique sera vérifiée avant l'administration d'ASP aux jours 0 et 11 ainsi qu'après l'administration d'ASP et avant l'administration de la dose suivante à la dose de charge, c'est-à-dire aux jours 15, 24, 33. De même, l'identité lipidique sera vérifiée lors de la phase d'entretien, c'est-à-dire aux jours 8, 16, 21 ainsi qu'après la fin de chaque phase du protocole de chimiothérapie dans laquelle l'ASP n'est pas administrée.

De plus, un examen des polymorphismes LpL (les trois polymorphismes les plus courants p.N291S, p.D9N, p.S447X) et des polymorphismes Apo E [ε2(rs7412-T,rs429358-T), ε3(rs7412-C, rs429358- T) et ε4 (rs7412-C, rs429358-C)] seront réalisées après avoir isolé l'ADN du sang périphérique et l'avoir analysé avec des techniques moléculaires.

Les participants qui répondent à tous les critères d'inclusion pour cette étude seront examinés et subiront un traitement avec ASP (groupe de patients) et seront comparés aux équipes correspondantes d'enfants en bonne santé et d'enfants malades et sans chimiothérapie depuis au moins 6 mois (groupe de contrôle ).