Maladies héréditaires du métabolisme et apports de la métabolomique

Inherited metabolic diseases: benefits of metabolomics

Université René Descartes, Faculté de Médecine René Descartes Paris 5, Hôpital Necker-Enfants Malades, Service de biochimie B, tour Lavoisier, 149, rue de Sèvres, 75743 Paris Cedex 15, France

^* ricquier@necker.fr

Résumé

Les maladies héréditaires du métabolisme ou erreurs innées du métabolisme sont des maladies rares, mais très diverses, puisqu’on estime leur nombre à 500. Ce chiffre explique les difficultés rencontrées dans les diagnostics et les traitements. Ces maladies sont dues à des mutations de gènes codant pour des protéines impliquées dans les voies métaboliques. Les maladies héréditaires du métabolisme les plus fréquentes sont dues à l’accumulation de certains intermédiaires ou métabolites, ou correspondent à des déficits énergétiques, par exemple les déficits de la chaîne respiratoire, de l’oxydation des acides gras ou du métabolisme glucidique, ou encore à des perturbations du métabolisme de molécules complexes. Les biochimistes apportent une aide souvent essentielle au diagnostic et au suivi du traitement nutritionnel ou médicamenteux. Les diagnostics biochimiques reposent principalement sur des dosages de métabolites et des mesures d’activités enzymatiques, plus rarement sur la recherche de mutations. Une meilleure prise en charge des patients concernés impose une amélioration du dépistage néonatal et l’accroissement de l’efficacité de laboratoires de biochimie spécialisée. C’est pour cela que se développe la métabolomique, qui regroupe l’ensemble des approches technologiques permettant de doser un très grand nombre de métabolites. Parmi ces approches, la spectrométrie de masse en tandem constitue une méthode de choix.

Abstract

Both hope and illusion, the recent progress in biology has raised our expectations that one day it will be possible to introduce a biological sample into an apparatus which will then deliver in a few minutes thousands of qualitative and quantitative data concerning the genome, transcriptome, proteome and metabolome, thereby contributing to diagnosis and follow-up of diseases which are now difficult to identify. Such machines do not exist yet and, in any case, should be associated with the appropriate and adequate clinical work on the disease and with the patient. This «total » approach is of course being pushed by the recent decoding of the genomes of several species (genomics), the development of high throughput analysis of mRNAs (transcriptomics), and the efforts to identify the protein products on a large scale (proteomics). Wide sectors of medicine are waiting for the results of these new medium and high throughput technological approaches, for example, in order to identify early markers of diseases. The object of this article is to present a biochemist’s point of view on hereditary metabolic diseases (also referred to as inborn errors of metabolism), a field of medicine and research covering very diverse clinical and biochemical aspects. Significant advances will be made possible by improving the present methods of analysis of the metabolome which establishes a link between genotypes and phenotypes, an area now called metabolomics. The contribution of proteomics will be important as well but will still require some time.