RHABDOMYOLYSES A L’EFFORT

RHABDOMYOLYSES A L’EFFORT

 Pathologies musculaires

Les atteintes du muscle et de sa fonction sont nombreuses même si elles sont parfois rares. L’implication génétique est la question récurrente avec un espoir de les prévenir ou de les traiter.

Les glycogénoses

Les glycogénoses sont des anomalies génétiques qui altèrent les enzymes du métabolisme du glycogène et entraînent des myalgies de type aiguë et/ou récurrente, souvent très douloureuses (Valberg et al., 1992). Il existe plusieurs formes de glycogénose humaines: – déficit en phosphorylase musculaire avec une accumulation de glycogène entre les myofibrilles ; – déficit en amylo-1,6-glycosidase avec une accumulation de glycogène dans les nerfs intramusculaires et les cellules de Schwann ; – déficit en phosphorylase kinase avec une accumulation dans les fibres de type IIb ; – déficit en phosphofructokinase avec accumulation à la périphérie des fibres ; – déficit en phosphoglycérate sans accumulation ;
– déficit en phophoglycerate mutase avec présence d’agrégats tubulaires ; – déficit en lactate déshydrogénase, non liée à la glycolyse.
Les myopathies liées à un défaut de stockage de polysaccharides (PSSM) sont caractérisées par une accumulation de glycogène dans les muscles. L’origine reste encore mal déterminée. Il existe plusieurs hypothèses : – Anomalie dans le métabolisme ; – Excès de production du glycogène ; – Maladies de stockage de polysaccharides peuvent être héréditaires chez l’homme et le cheval ; – Défaut de régulation du calcium avec l’exemple de l’hyperthermie maligne ; – Myopathies mitochondriales par déficience de la chaîne respiratoire, par anomalie du transport des substrats et de la β oxydation des acides gras libres ; – Relation entre un hypothyroïdisme secondaire et une certaine forme de myopathie ; – Incidence des rhabdomyolyses est plus forte chez les femelles mais sans trouver de corrélation avec le cycle oestral.
L’héritabilité des PPSM, une glycogénose, et de l’intolérance à l’effort a été étudiée dans différentes races équines. Les chevaux ont été sélectionnés selon leurs antécédents de PPSM ou d’intolérance à l’effort, et classés en fonction de l’augmentation de la concentration sérique en CK et la caractérisation histochimique par biopsie musculaire. Ainsi le caractère génétique autosomal récessif des PPSM a été montré chez les Quarter-Horse (Valberg et al., 1996).

L’hyperthermie maligne

Après 3 heures et 15 minutes d’anesthésie à l’halothane et injection de succinylcholine, une hyperthermie maligne a été observée sur un Anglo-arabe de 4 ans. Hyperkaliémie, hyperphosphatémie, myoglobinurie avec une augmentation des CPK et de l’ornithine-carbomyl transférase ont pu être mis en évidence. De plus, une contraction musculaire exagérée a été montrée par biopsie musculaire. De nombreuses études ont prouvé l’existence d’une héritabilité familiale chez l’homme et raciale chez le porc ; chez les chevaux, il n’existe que des cas isolés (Waldron-Mease et al., 1981). Cette hyperthermie est due au relargage excessif de calcium par le réticulum sarcoplasmique avec une déficience du couplage excitation/contraction. Le traitement comprend l’injection de Dantrolène qui permet de diminuer le relargage de calcium.

La myopathie atypique

Il existe une myopathie atypique d’origine encore inconnue qui touche toutes les races de chevaux (Votion et Serteyn, 2008). Plusieurs étiologies ont été proposées mais à ce jour seuls les traitements symptomatiques sont utilisés : vidange régulière de la vessie, administration d’anti-inflammatoires, de DMSO, hydratation et restauration de la volémie, … Cette maladie est également appelée myoglobinurie atypique des chevaux au pré. Son origine est encore inconnue et probablement due à l’ingestion ou à la production de toxines (mycotoxines, phycotoxines ou bactériennes). Les cas de maladie sont souvent observés à l’automne et au printemps, probablement en rapport avec la fraicheur et l’humidité. L’étiologie étant incertaine, aucune prophylaxie n’est possible. Néanmoins, il est recommandé de mettre les chevaux dans des prairies suffisamment fournies en automne, de retirer les amas de feuilles mortes, d’empêcher l’accès des animaux aux zones humides lors des périodes à risque. Les symptômes apparaissent de manière soudaine : faiblesse musculaire (animaux couchés sur le flanc), difficulté pour se lever, se tenir debout et se déplacer, urines foncées, raideur musculaire, muqueuse buccale rouge, tremblements musculaires, tachycardie, difficultés respiratoires, sudation mais aussi parfois : signes de coliques, d’hypothermie (< 36°C). Le cheval est déprimé mais continue néanmoins à vouloir manger. La mortalité est élevée (90 %) ; les chevaux sont parfois retrouvés morts au pré, ou doivent être euthanasiés en raison de la gravité des symptômes. Il existe une augmentation importante des valeurs de créatinine kinase (CK), aspartate aminotransférase (AST) et lactate déshydrogénase (LDH), et une diminution de la pression artérielle d’oxygène et du calcium ionisé. La biopsie musculaire des muscles posturaux et respiratoires montre une dégénérescence multifocale (http://www.favvafsca.fgov.be/sp/sa-myo-atypique/myo-atypique_fr.asp).

La rhabdomyolyse d’exercice asymptomatique

Chez des coureurs longues distances, après une course continue de 246 km (Skenderi et al., 2006), les valeurs du bilan hépatique et des enzymes musculaires étaient considérablement augmentées mais aucun symptôme sévère n’a nécessité une hospitalisation. Après un effort modéré, une rhabdomyolyse asymptomatique d’exercice peut ainsi apparaître. Une étude a comparé les désordres métaboliques entre plusieurs chevaux d’endurance en compétition (Barrey et al., 2006). Après des prises de sang pendant la course, les troubles métaboliques ont pu être comparés. Dix chevaux ont pu continuer la course mais 10 chevaux ont été disqualifiés pour troubles métaboliques. Une différence significative a été observée uniquement pour les monocytes, ACE (enzyme de conversion de l’angiotensine), HCO3- et Mg. Les enzymes musculaires telles que CK et AST n’étaient pas significativement différents entre les 2 groupes. Les signes de rhabdomyolyse ne sont donc pas directement liés aux modifications des enzymes musculaires.

La paralysie hyperkaliémique périodique

Observée chez le Quarter Horse, la paralysie hyperkaliémique est d’origine génétique, liée à une mutation de la sous-unité alpha du canal sodium des cellules musculaires. Faiblesse musculaire avec fasciculations, spasmes musculaires ou paralysie sont retrouvés (Kenneth W.Hinchcliff et al., 2004).

La myotonie

La myotonie équine est très rare et a priori d’origine génétique avec une implication du canal chlore du sarcolemne (Kenneth W.Hinchcliff et al., 2004). Des contractions musculaires sont observées dès le plus jeune âge. Une carrière sportive est impossible mais le pronostic vital est excellent.

La dystrophie myotonique

Tout comme la myotonie, la dystrophie myotonique est rare et probablement d’origine génétique (Kenneth W.Hinchcliff et al., 2004). En plus de la myotonie, des contractures tendineuses et une atrophie testiculaire sont observées. Les traitements sont décevants, la morbidité est fréquente et aboutit à l’euthanasie.

La myopathie mitochondriale

Il s’agit d’une intolérance accrue à l’effort provoquée par une absence de production d’ATP par la mitochondrie. Une acidose lactique liée à l’arrêt de la dégradation du glucose au stade d’acide lactique est la conséquence de la baisse de l’activité de phosporylation oxydative des mitochondries. L’hypothèse d’une mutation de l’ADN mitochondrial est envisagée (Kenneth W.Hinchcliff et al., 2004). Il n’y a pas de traitement et le pronostic est mauvais.

Table des matières

INTRODUCTION
1 TRAVAIL BIBLIOGRAPHIQUE : ETUDE GENETIQUE DES RHABDOMYOLYSES
1.1 RAPPELS PHYSIOLOGIQUES
1.1.1. TYPOLOGIE MUSCULAIRE
1.1.2. METABOLISME
1.1.2.1 La voie aérobie avec la glycolyse et le cycle de Krebs
1.1.2.2 Les voies anaérobies lactique et alactique
1.1.3. PATHOLOGIES MUSCULAIRES
1.1.3.1 Les glycogénoses
1.1.3.2 L’hyperthermie maligne
1.1.3.3 La myopathie atypique
1.1.3.4 La rhabdomyolyse d’exercice asymptomatique
1.1.3.5 La paralysie hyperkaliémique périodique
1.1.3.6 La myotonie
1.1.3.7 La dystrophie myotonique
1.1.3.8 La myopathie mitochondriale
1.1.3.9 La myopathie fibreuse
1.2 RHABDOMYOLYSES A L’EFFORT
1.2.1. EPIDEMIOLOGIE ET DIAGNOSTIC
1.2.2. PHYSIOPATHOLOGIE
1.2.3. DIAGNOSTIC CLINIQUE ET TRAITEMENT
1.3 LA CARTE GENETIQUE CHEZ LE CHEVAL
1.3.1. LE SEQUENÇAGE DU GENOME DU CHEVAL
1.3.2. LES GENES CANDIDATS IDENTIFIES DANS D’AUTRES ESPECES
1.3.2.1 Le gène du récepteur à la ryanodine du muscle squelettique
1.3.2.2 Le gène CPT II
1.3.2.3 Le gène de la myosine MHC IIa
1.3.2.4 Le gène CPT2
1.3.2.5 Le gène de l’enzyme de branchage pour le glycogène (GBE)
1.3.2.6 Le gène SCN4A
1.3.2.7 Le gène GYS1
1.3.2.8 Les gènes mitochondriaux
1.3.3. LES PUCES ADN OU MICROARRAY OU DAMIER ADN
1.3.3.1 Principe
1.3.3.2 Différents types de puces ADN
1.3.3.2.1 Les puces à ADNc
1.3.3.2.2 Les puces à Oligonucléotides
1.3.3.3 Applications génétiques
1.3.3.4 Une puce oligonucléotide équine
2 TRAVAIL EXPERIMENTAL : MISE EN EVIDENCE DES GENES RESPONSABLES DE RHABDOMYOLYSES
2.1 VALIDATION DE LA METHODE UTILISEE
2.1.1. ANIMAUX MATERIELS ET METHODE
2.1.1.1 Chevaux et biopsies musculaires
2.1.1.2 Extraction de l’ARN total
2.1.1.3 Amplification d’ARN
2.1.1.4 Reverse transcription
2.1.1.5 Production des puces à ADNc
2.1.1.6 Hybridation
2.1.1.6.1 Test inter-spécifique
2.1.1.6.2 Test de reproductibilité
2.1.1.6.3 Test biologique de comparaison musculaire
2.1.1.6.4 Méthode d’hybridation: protocole d’hybridation adaptée par Benchaouir et al., 2004
2.1.1.7 Analyses des données
2.1.1.7.1 Analyse des images
2.1.1.7.2 Filtrage des gènes significatifs et statistiques
2.1.2. RESULTATS
2.1.2.1 Test inter-spécifique
2.1.2.2 Test de reproductibilité
2.1.2.3 Test de comparaison musculaire
2.2 APPLICATION AVEC DES CHEVAUX ATTEINTS DE RHABDOMYOLYSES
2.2.1. ANIMAUX MATERIEL ET METHODE
2.2.1.1 Les animaux
2.2.1.2 Utilisation d’une puce hybride
2.2.1.3 Hybridation
2.2.1.4 Analyse des données à l’aide d’outils bioinformatique de « Data mining »
2.2.2. RESULTATS
2.2.2.1 Classification des 5 groupes de gènes (Clusters) les plus représentatifs
2.2.2.2 Classification des 3 fonctions biologiques les plus représentatives
2.2.2.3 Les 20 gènes les plus représentatifs : sur et sous exprimés dans les muscles atteints
3 DISCUSSION
3.1 DISCUSSION DE LA VALIDATION DE LA METHODE
3.1.1. RESULTATS PRINCIPAUX ET EVALUATIONS DE CES RESULTATS
3.1.1.1 Utilisation de la puce ADN
3.1.1.2 Comparaison de deux muscles
3.1.2. CONFRONTATION AVEC LA LITTERATURE ET PROJETS A VENIR
3.1.2.1 La puce ADN équine
3.1.2.2 La puce : un outil de diagnostic pour les affections musculaires ?
3.2 DISCUSSION DE L’UTILISATION DES PUCES ADN POUR ETUDIER LES TROUBLES FONCTIONNELS DES RHABDOMYOLYSES CHEZ LES CHEVAUX
3.2.1. RESULTATS ET EVALUATION DES RESULTATS
3.2.2. CONFRONTATION AVEC LA LITTERATURE
3.2.2.1 Troubles calciques à l’origine de rhabdomyolyse ?
3.2.2.2 Troubles mécaniques à l’origine de rhabdomyolyse ?
3.2.2.3 Gènes candidats responsables de rhabdomyolyse
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE

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