Diagnostic : acides organiques

Le diagnostic est basé sur les résultats de l'analyse des acides organiques dans les milieux biologiques. Les acides organiques sont caractérisés par la présence d'un groupement carboxylique (COOH) dont la formule générale est: "R-COOH". Groupement extrêmement répandu, il recouvre des molécules très diverses. Les acides gras, les prostaglandines, les leucotriènes, les catécholamines sont des acides organiques. Ils sont solubles dans l'eau et peuvent contenir différents groupements qui leurs donnent une polarité différente (amine, cétone, phényle, sulfure entre autres) [Saudubray, 1991] (Figure. I.3).

La clasification des principaux types d’acides organiques présents dans différents milieux biologiques est indiquée en annexe I.1.

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Figure I.3. Quelques structures des acides organiques

On retrouve principalement dans l’urine les acides organiques suivants: Les acides gras, les acides dicarboxyliques et les acides phénoliques.

La détection des acides organiques peut se faire dans différents milieux biologiques comme le sérum [Rifai, 1998; Hagen et Korson, 1999], le liquide amniotique

Ac. Lactique ^{Ac. Glycolique Ac. CH3-Malonique}

Ac. Mandélique Ac. Malique Ac. Succinique

Ac. 3-OH 3-CH3 Glutarique α-Cétoglutarique Ac. Fumarique

17 [Nicholls et al, 1978; Gordon et al, 1980; Sweetman, 1987, Inoue et al, 2008], mais l’urine est le milieu biologique très largement utilisé car il fournit une information importante pour l’état métabolique de l’organisme [Watts, 1975 ; Nakagawa, 2010; Liebich et Gesele, 1999; Kaluzna et al, 2014].

L’analyse du sang (plasma et sérum) et de l’urine sont traditionnellement utilisés pour le diagnostic des plusieurs maladies métaboliques. Ils fournissent des informations complémentaires sur l’état de l’organisme [Maher et al, 2007]. Mais l’urine présente des avantages par rapport au plasma : 1) L’urine peut être obtenue en grande quantité avec un échantillonnage non invasif et une répétition de l’échantillonnage ne pose pas de problèmes. 2) La préparation de l’échantillon est moins complexe car il contient une faible quantité de protéines [Fernandez et Luque de Castro, 2012].

Le sérum est utilisé dans le cas d’un diagnostic posé après décès ou d'anurie (diminution du volume d'urine). Une analyse du liquide céphalorachidien (LCR) pourrait être effectuée dans quelques cas particuliers comme le déficit en glutaryl coenzyme A déshydrogénase où le profil urinaire reste normal [Lehotay et al, 1995].

Le diagnostic est en général plus facile à mettre en œuvre lorsque les urines collectées sont obtenues lors d’une phase de décompensation métabolique aigüe. Plus de 200 acides organiques différents peuvent être excrétés dans l'urine. La confirmation du diagnostic nécessite des instruments performants comme : HPLC [Al-Dirbashi et al, 2005; Ghoraba et al, 2014], GC-MS [Fu et al, 2000; Inoue et al, 2008], la spectrométrie de masse [Kimura et al, 1999], l'analyse des dosages enzymatiques/ADN. La chromatographie en couche mince [Bhatt et al, 1982] et le test de DNPH (essai de dinitrophényl hydrazine) [Narayanan et al, 2011; Strauss et al, 2013] sont également utilisés lorsque les premiers ne sont pas disponibles, mais ils ne confirment pas le diagnostic. La résonance magnétique nucléaire du proton (RMN) [Engelke et al, 2007], est aussi considérée comme une technique prometteuse pour le diagnostic des aciduries organiques [Vaidyanathan et al, 2011].

18 L’analyse des acides organiques est donc d’une grande valeur dans la reconnaissance d’un large groupe d'acides organiques du métabolisme, aussi bien que dans beaucoup d’autres domaines du métabolisme. Le diagnostic précoce est d’une importance capitale et peut prévenir des séquelles incluant un retard physique-moteur et/ou un retard mental.

Une certaine généralisation peut être faite sur quelques présentations cliniques mais grâce à l'analyse biochimique de routine, on peut suggérer quels sont les métabolites qui pourront être d'une grande valeur pour le diagnostic [Rowland et Pedley, 2010].

Chaque pathologie des aciduries organiques varie en fonction de la voie métabolique impliquée, de la nature de métabolites incriminés, des effets secondaires de l’anomalie et du déficit complet ou partiel. Le même déficit métabolique peut se présenter différemment chez deux patients selon la sévérité, l’âge et les interactions gène-gène et gène-environnement mettant en évidence l’individualité de chaque enfant.

Les métobolites impliqués dans le diagnostic des aciduries organiques sont.indiqués en annexe I.2.

Chacune des anomalies du métabolisme des acides organiques est associée à une anomalie urinaire. Cependant dans certains cas, particulièrement dans les déficits de l’oxydation des acides gras, les anomalies peuvent être faibles et surtout intermittentes D’autres causes peuvent produire une excrétion anormale ou importante des acides organiques, elles sont considérées comme des désordres secondaires et elles peuvent être liées à :

 La prise de médicaments: L'acide valproïque, est le principal produit interférant de cette l'analyse et ce d'autant qu'il est administré au cours de nombreuses affections touchant le métabolisme des aminoacides et acides organiques. Un certain nombre d'entre elles entraine des phénomènes d'hypertonies et de convulsions. Lors de son métabolisme, il induit une

19 augmentation des acides dicarboxyliques et produit également une hyperammoniémie évoquant une anomalie du métabolisme.

Certains antibiotiques comme l’ampicilline et la méthécilline entrainent une acidurie dicarboxylique.

 L'alimentation: Certains acides organiques sont utilisés dans l'alimentation comme l'acide adipique, un des principaux adjuvants de la gélatine alimentaire, et de tout ce qui est épaississant et un dérivé de l'acide succinique qui est incorporé dans de nombreuses alimentations infantiles.

Les triglycérides à chaines moyennes sont des compléments alimentaires fréquemment administrés aux enfants présentant des anomalies de type malabsorption intestinale. De nombreux laits enrichis ou encore spécifiques de certaines pathologies provoquent l'apparition d'une acidurie organique.

 Les déficits vitaminiques: Le déficit en vitamine B12, cofacteur indispensable de la transformation de la méthylmalonyl CoA en succinyl CoA est associé à une acidurie méthylmalonique. Bien que le taux retrouvé ne soit jamais plus élevé que ceux détectés lors des pathologies héréditaires, ce phénomène se rencontre souvent en cas de régime végétarien et chez des enfants nourris au lait de la mère étant elle-même végétarienne.

Le déficit alimentaire de riboflavine (Vitamine B2) est associé à une acidurie dicarboxylique. Le déficit de thiamine (vitamine B1) entraine une augmentation de l'acide lactique.

 Les bactéries intestinales: La fermentation de polysaccharides alimentaires dans l'intestin entraine la formation d'acides organiques qui normalement sont rapidement métabolisés au niveau hépatique. Les bactéries sont une source importante d’acide propionique et d’acide méthylmalonique. Chez les patients présentant ces erreurs métaboliques, le traitement par antibiotiques est indispensable et quasi constant. Dans les gastroentérites aiguës, on peut

20 retrouver une augmentation des acides méthylmaloniques, éthylmaloniques et hydroxypropioniques qui disparaissent dès la guérison.

 La prématurité: Les acides organiques retrouvés dans les urines de l'enfant de moins de 33 semaines sont totalement différents de ceux qui sont émis par les enfants à terme. Ce phénomène est dû à l'immaturité aussi bien hépatique que rénale. Une forte quantité d'acides organiques est retrouvée avec une augmentation de cétones. Cette augmentation d'acides dicarboxyliques a été attribuée à l'augmentation de l'utilisation de graisses pour la production d'énergie chez ces enfants prématurés. On remarque en particulier l'augmentation de l'acide éthylmalonique [Lehotay et al, 1995].

Il est donc important de signaler avant l’analyse si l’enfant suit une thérapie médicamenteuse ou une thérapie avec compléments alimentaires, afin de pouvoir mieux interpréter les résultats.