Free Access
Issue
Med Sci (Paris)
Volume 36, Décembre 2020
Les Cahiers de Myologie
Page(s) 28 - 33
Section Dystrophies musculaires des ceintures (LGMD)
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/2020239
Published online 11 January 2021

© 2020 médecine/sciences – Inserm

© Theresinha Evangelista

La dystrophie musculaire des ceintures de type R9 (ex-LGMD-2I) est une maladie autosomique récessive consécutive à des mutations du gène FKRP. Ce gène est localisé sur le chromosome 19 (19q13.3) et code la fukutin-related protein (FKRP) [1-3]. La FKRP est une protéine ubiquitaire, plus abondante dans les muscles squelettique et cardiaque. Elle est localisée dans l’appareil de Golgi, dans le réticulum sarcoplasmique et à proximité du sarcolemme (Figure 1). La FKRP a une activité glycosyltransférase et fait partie des dix-neuf enzymes impliquées dans la glycosylation de l’α-dystroglycane. La glycosylation est un processus clé pour maintenir l’intégrité structurale de l’ancrage entre le sarcolemme et la matrice extracellulaire [4].

thumbnail Figure 1.

Représentation schématique de la localisation cellulaire des protéines impliquées dans la glycosylation de l’a-dystroglycane (adapté de [28]).

La FKRP a été identifiée grâce à son homologie avec la fukutine, une protéine déjà connue pour son implication dans une dystrophie musculaire congénitale autosomique récessive décrite initialement au Japon (Fukuyama-type congenital muscular dystrophy, FCMD) et caractérisée par l’association d’un phénotype musculaire sévère et de malformations cérébrales (micropolygyrie) [5]. Par la suite, des mutations du gène de la fukutine (FKTN) ont été impliquées dans un spectre clinique plus étendu avec des formes plus sévères mais aussi des formes qui l’étaient moins, notamment sans atteinte du système nerveux central [6].

Des mutations du gène FKRP ont été décrites chez des patients présentant une dystrophie musculaire congénitale (de type MDC1C selon la nomenclature internationale) caractérisée par un début dans les premiers mois de vie, une hypotonie et une faiblesse musculaire, une élévation du taux sérique de CPK, un retard du développement moteur avec retard ou absence d’acquisition de la marche, mais sans atteinte du système nerveux central [7]. Une réduction de la glycosylation de l’α-dystroglycane a été détectée en immunomarquage sur biopsie musculaire et en western blot. Peu après, des mutations du gène FKRP furent associées à une forme de dystrophie musculaire des ceintures (LGMD-R9) associée à une atteinte cardiaque mais sans atteinte structurelle au niveau cérébral [1]. Dans cette forme, la glycosylation de l’α-dystroglycane était moins réduite que dans les cas de MDC1C, ce qui concorde avec une expression phénotypique musculaire plus bénigne. Cette forme de LGMD s’est avérée être une des formes les plus fréquentes de LGMD en Europe, du fait d’une mutation fondatrice (c.826C >A ; p.(Leu276Ile)) dont la fréquence allélique est de ~1/400. Cette mutation est particulièrement fréquente en Europe du nord où la prévalence de la LGMD-R9 se situerait autour de 1/54 000 d’après une étude conduite au Danemark et en Norvège [8].

Des mutations du gène FKRP ont été également détectées chez des patients présentant un tableau de dystrophie musculaire congénitale associée à un retard mental et à des anomalies structurales du système nerveux central telles que des dysplasies du cortex cérébral et/ou des kystes cérébelleux [9], ainsi que chez des patients ayant des anomalies corticales plus sévères encore et des malformations oculaires comparables à celles décrites dans les syndromes de Walker Warburg (WWS) et du « Muscle-Eye-Brain disease » (MEB) [10].

Présentation clinique de la dystrophie musculaire des ceintures de type R9

L’éventail clinique de la myopathie des ceintures liée à des mutations du gène FKRP est très étendu, allant de formes sévères évoquant une dystrophie musculaire de Duchenne (Duchenne-like), avec une progression rapide du déficit moteur et perte de la marche à l’adolescence, jusqu’à des formes plus bénignes avec conservation de la marche, et y compris des tableaux d’hyperCKémie asymptomatique [2, 11]. Il existerait aussi un certain degré de variabilité intrafamiliale.

L’âge des premiers symptômes s’étend de la petite enfance jusqu’à l’âge adulte. Le plus souvent, toutefois, la maladie débute dans la deuxième décennie avec des difficultés liées à une faiblesse musculaire proximale, notamment aux membres inférieurs, avec une démarche dandinante et des difficultés pour la montée des escaliers. Dans une étude compilant les données de trente-huit patients, un tiers d’entre eux rapportaient des symptômes apparus dans l’enfance sous la forme d’une marche digitigrade ou de difficultés pour courir et/ou faire du sport [2].

Dans deux tiers des cas, les patients présentent des crampes et des myalgies à l’effort, notamment aux mollets, ainsi que des épisodes de myoglobinurie dans un tiers des cas [12,13]. Par ailleurs, lors d’épisodes fébriles, les patients peuvent présenter une aggravation brutale, mais réversible, de la faiblesse motrice sur une durée pouvant varier de quelques jours à plus d’un mois. Lors de ces épisodes, l’augmentation du taux des CPK peut être très importante [13].

Typiquement, le phénotype clinique de la LGMD-R9 se caractérise par une faiblesse proximale des ceintures avec une relative préservation de la force distale (Figure 2). L’atteinte prédomine initialement aux membres inférieurs, avec une atteinte des psoas, des adducteurs de hanche et des quadriceps. Aux membres supérieurs, on observe souvent un décollement des omoplates. Le déficit prédomine sur les muscles de la ceinture scapulaire ainsi que sur les triceps et les biceps brachiaux [2, 14, 15]. Les formes plus sévères avec un tableau Duchenne-like peuvent avoir aussi une atteinte prédominant initialement aux membres supérieurs [14]. L’âge de début dans ces formes est plus précoce avec une perte de la marche notée au cours des premières décennies de la vie (Figure 3).

thumbnail Figure 2.

Phénotype typique de LGMD-R9. On observe un décollement des omoplates (A), ainsi qu’une hypertrophie des mollets (B) chez une patiente encore capable de marcher malgré un déficit musculaire modéré à prédominance proximale.

thumbnail Figure 3.

Phénotype Duchenne-like. On note le décollement des omoplates (A) ainsi qu’une amyotrophie des membres supérieurs à prédominance proximale. Le déficit moteur a conduit à une perte de la marche (B).

Les patients présentent classiquement une hypertrophie des mollets et parfois de la langue [2, 14]. En général, les rétractions musculo-tendineuses ne sont ni fréquentes ni au premier plan, mais certains patients avec un phénotype plus sévère peuvent avoir des rétractions marquées, notamment aux membres inférieurs. La présence d’une lordose lombaire est possible, tandis que la scoliose et/ou la rigidité spinale sont rares.

L’atteinte respiratoire est présente chez environ 50 % des patients, et peut survenir alors qu’ils sont encore en capacité de marcher. Une ventilation nocturne non-invasive est nécessaire dans 25 à 50 % des patients [2, 11]. L’atteinte diaphragmatique est précoce avec une diminution de la capacité vitale (CVF) en décubitus de plus de 10 % par rapport à la mesure en position assise. Il est souhaitable d’examiner la CVF dans les deux positions lors des épreuves fonctionnelles respiratoires.

L’atteinte cardiaque fait aussi partie de la maladie. Elle est présente chez 30 à 55 % des patients selon les séries [11, 12] et conditionne largement le pronostic vital. Elle se traduit le plus souvent par la présence d’une cardiomyopathie dilatée. L’échographie cardiaque montre habituellement des défauts de contractilité ainsi qu’une diminution de la fraction d’éjection du ventricule gauche (FEVG). Récemment, une étude longitudinale évaluant la fonction cardiaque chez ces patients a montré une diminution de 0 à 4 % par an de la FEVG [17].

L’IRM cardiaque montre souvent une fibrose ainsi qu’une dégénérescence graisseuse du myocarde associées à la diminution de la fonction contractile et du volume du ventricule gauche [18]. Cet examen apparaît plus sensible pour détecter des anomalies cardiaques comparativement aux explorations conventionnelles (ECG et échocardiogramme). Il n’existe pas de corrélation entre l’atteinte cardiaque et la gravité du déficit musculaire [12, 18]. Par conséquent, la surveillance cardiaque doit être systématique et régulière chez ces patients.

Diagnostic et explorations complémentaires

Le diagnostic repose sur la combinaison des signes cliniques, de la biopsie musculaire, de l’imagerie musculaire et de l’analyse génétique.

Le taux sérique de CPK est élevé et peut atteindre jusqu’à dix fois la limite supérieure de la normale. La biopsie musculaire (Figure 4) montre des lésions compatibles avec un processus dystrophique telles que des fibres arrondies, de taille inégale, ou des fibres en nécrose et en régénération. En immunomarquage, on observe une réduction de la glycosylation de l’α-dystroglycane, confirmée par immunoblot. En revanche, il n’existe pas de corrélation stricte entre la sévérité de l’atteinte clinique et la réduction du signal de la FKRP en immunomarquage ou en immunoblot. On peut également objectiver une réduction secondaire du marquage des chaines α2 et β1 de la laminine-211, alors que le marquage de la dystrophine est généralement normal par ailleurs.

thumbnail Figure 4.

Biopsie musculaire. On observe un aspect dystrophique des fibres musculaires caractérisé par une variation de taille des fibres et une augmentation du tissu conjonctif en H&E (A). Réduction de l’immunomarquage de l’α-dystroglycane (B) alors que celui du β-dystroglycane est normal.

L’IRM musculaire des membres inférieurs montre typiquement des anomalies de signal, une atrophie et une infiltration graisseuse des muscles proximaux tels que l’iliopsoas, les adducteurs et les grands fessiers, ainsi que le vaste médial du quadriceps avec une relative conservation des muscles de la loge antérieure des cuisses, du gracilis et du sartorius [19].

L’analyse génétique confirme le diagnostic, soit directement par séquençage du gène FKRP par la méthode Sanger, soit le plus souvent aujourd’hui, par séquençage à haut débit de type NGS (Next Generation Sequencing) d’un panel de gènes connus (19 à ce jour) pouvant être impliqués dans la glycosylation de l’α-dystroglycane : B3GALNT2, B3GNT1, DAG1, DOLK, DPM1, DPM2, DPM3, FKRP, FKTN, GMPPB, ISPD (CRPPA), LARGE, POMGNT1, POMGNT2 (GTDC2), POMK, POMT1, POMT2, TMEM5=RXYLT1, INPP5K (Figure 5).

thumbnail Figure 5.

IRM musculaire. On observe une atrophie graisseuse des muscles paravertébraux (A). Au niveau des cuisses, il existe une atteinte prédominante sur les muscles de la loge postérieure des cuisses avec préservation des muscles gracilis et sartorius (B). Aux jambes, on note une atrophie graisseuse modérée des muscles gastrocnémiens (C).

Comme évoqué précédemment, le défaut génétique le plus fréquemment rencontré est la mutation c.826C>A qui conduit à un changement d’acide aminé (isoleucine à la place de leucine) en position 276. Les patients homozygotes pour ce variant présentent typiquement un phénotype de dystrophie des ceintures (LGMD) ou des formes encore moins sévères (hyperCKémie chronique). Ce variant n’est jamais associé à des formes congénitales graves, qu’il s’agisse d’un syndrome de WWS ou d’un syndrome MEB. En revanche, les patients porteurs de ce variant à l’état hétérozygote, en association avec un autre variant pathologique du même gène, peuvent présenter un phénotype plus sévère, de type Duchenne-like, avec un début dans la première décennie, une perte de la marche à l’adolescence voire plus tôt, et la nécessité d’une assistance ventilatoire précoce.

Perspectives thérapeutiques

Il n’existe actuellement aucun traitement spécifique de cette forme de dystrophie musculaire des ceintures. Le traitement symptomatique est basé sur une approche pluri-disciplinaire impliquant, notamment, une surveillance cardiaque et respiratoire régulière. L’atteinte cardiaque conditionnant souvent le pronostic vital, il est impératif de mettre en place, le moment venu, un traitement pharmacologique au long cours comportant au minimum un inhibiteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine, à l’instar de ce qui est recommandé pour la prise en charge de la cardiomyopathie de la dystrophie musculaire de Duchenne. La détection précoce d’une insuffisance respiratoire est capitale et peut conduire à la mise en place d’une ventilation non-invasive. La prise en charge rééducative enfin, peut améliorer les capacités fonctionnelles résiduelles des patients.

La LGMD-R9 est une affection autosomique récessive. Il en découle une perte de fonction de la protéine FKRP. Une approche thérapeutique par remplacement de gène est donc adaptée dans ce cas précis. A ce jour, cette stratégie pour les maladies neuromusculaires repose sur un transfert de gène médié par des vecteurs dérivés du virus AAV. Malgré les défis et les revers historiques qu’elle a connus, la thérapie génique médiée par l’AAV reste l’approche la plus prometteuse pour l’administration des gènes de pathologies neuromusculaires et ce pour plusieurs raisons : absence de pathogénicité et d’intégration génomique de l’AAV, faible réponse immunitaire induite comparée à d’autres vecteurs, capacité élevée à transduire des cellules musculaires, qu’elles soient en division ou non. Il existe des exemples récents de développement clinique réussi ayant conduit à des autorisations de mise sur le marché aux États-Unis et/ou en Europe, comme le voretigène néparvovec (Luxturna®) et l’onasemnogene abeparvovec-xioi (Zolgensma®). Plusieurs études cliniques destinées à évaluer l’administration systémique de virus AAV sont également en cours chez des patients atteints d’autres maladies neuromusculaires telles que la dystrophie musculaire de Duchenne (NCT04240314, NCT03362502, NCT03368742, NCT03375164), la LGMD-R4 (NCT03652259), la myopathie myotubulaire liée à l’X (NCT03199469) et l’amyotrophie spinale infantile (NCT03461289, NCT03505099, NCT03837184).

La preuve de principe de l’efficacité du transfert du gène FKRP médié par un AAV afin de restaurer le phénotype de la souris déficiente en FKRP a été rapportée dans plusieurs études dont celle de l’équipe de Généthon [20-24]. Après avoir généré un modèle animal portant la mutation c.826C>A, cette dernière a administré par voie systémique un vecteur AAV portant la séquence codante du gène FKRP sous la dépendance transcriptionnelle d’un promoteur musculaire. Les résultats ont abouti à une expression du transgène dose-dépendante tant au niveau de l’ARN messager qu’au niveau protéique. Une correction des défauts de glycosylation de l’a-dystroglycane, et en conséquence une augmentation de sa capacité de liaison à la laminine-211, ont pu être démontrées. Ces effets moléculaires ont permis une correction de la pathologie observée sur coupes histologiques de muscle ainsi qu’une restauration de la force [22]. Dans l’ensemble, ces données constituent des arguments en faveur de l’utilisation du transfert du gène FKRP médié par l’AAV comme approche thérapeutique de la LGMD-R9. Le laboratoire Généthon se prépare activement dans la perspective d’un essai clinique à court/moyen terme. Le chemin vers un tel essai reste toutefois complexe : il comprend pour la partie préclinique une étape éventuelle d’amélioration du vecteur, la détermination de la dose minimale efficace par le biais d’études chez l’animal, et des études réglementaires de toxicité et de biodistribution. Pour la partie production, il faut mettre au point des méthodes industrielles respectant les normes GMP (Good Manufacturing Practices), une procédure de contrôle-qualité et une production des lots cliniques qui se fait dans des unités dédiées. Pour ce qui concerne le développement clinique, la préparation et soumission du dossier aux agences est en cours. Grâce à une collaboration internationale, une étude prospective d’histoire naturelle est en cours d’achèvement en Europe (GNT-015-FKRP). Elle implique des centres danois, allemands, anglais et français. En France, l’étude est coordonnée par le Centre de référence des maladies neuromusculaires Nord/Est/Île-de-France à l’Institut de myologie (Paris). Le but de cette étude est de caractériser l’évolution et l’histoire naturelle de la LGMD-R9 ainsi que d’identifier des marqueurs cliniques, fonctionnels et d’imagerie qui pourraient garantir le succès à venir des essais thérapeutiques.

En parallèle aux approches de thérapie génique, des études précliniques suggèrent que le ribitol, un pentose alcool retrouvé dans des composés naturels, pourrait avoir des vertus thérapeutiques. La FKRP est une enzyme participant à la biosynthèse de la chaîne glycanique de l’α-DG en catalysant l’addition de ribitol-5-phosphate sur la chaîne du glycan O-mannosyl précédemment formée sous l’action des enzymes POMT1/POMT2, POMGNT2, B3GALNT2 et POMK [25]. Le substrat de cette réaction est le cytidine di-phosphate, (CDP)-ribitol, qui est synthétisé par la protéine isoprenoid synthase (ISPD) [26]. Il a été montré que l’administration orale de ribitol conduisait à une augmentation de synthèse de CDP-ribitol et restaurait à un niveau thérapeutique la glycosylation de l’α−dystroglycane dans un modèle murin de FKRP portant une mutation faux-sens [27]. Le mécanisme sous-tendant cet effet positif est de compenser par un excès de substrat la diminution de la fonction de la FKRP mutée, la condition étant de facto que les mutations n’aient pas aboli entièrement la fonction enzymatique ou la possibilité d’attachement du substrat à la chaîne glycanique. En prélude à un passage chez des patients atteints de LGMD-R9, un essai de phase I sur volontaires sains, sponsorisé par ML Bio Solutions, a débuté cette année pour évaluer la sécurité et la dose optimale après administration orale de ce produit.

En conclusion, l’ensemble de ces travaux permet d’espérer que dans un futur proche des solutions thérapeutiques pourront être mises à disposition des patients présentant une LGMD-R9.

Liens d’intérêt

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.

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Liste des figures

thumbnail Figure 1.

Représentation schématique de la localisation cellulaire des protéines impliquées dans la glycosylation de l’a-dystroglycane (adapté de [28]).

Dans le texte
thumbnail Figure 2.

Phénotype typique de LGMD-R9. On observe un décollement des omoplates (A), ainsi qu’une hypertrophie des mollets (B) chez une patiente encore capable de marcher malgré un déficit musculaire modéré à prédominance proximale.

Dans le texte
thumbnail Figure 3.

Phénotype Duchenne-like. On note le décollement des omoplates (A) ainsi qu’une amyotrophie des membres supérieurs à prédominance proximale. Le déficit moteur a conduit à une perte de la marche (B).

Dans le texte
thumbnail Figure 4.

Biopsie musculaire. On observe un aspect dystrophique des fibres musculaires caractérisé par une variation de taille des fibres et une augmentation du tissu conjonctif en H&E (A). Réduction de l’immunomarquage de l’α-dystroglycane (B) alors que celui du β-dystroglycane est normal.

Dans le texte
thumbnail Figure 5.

IRM musculaire. On observe une atrophie graisseuse des muscles paravertébraux (A). Au niveau des cuisses, il existe une atteinte prédominante sur les muscles de la loge postérieure des cuisses avec préservation des muscles gracilis et sartorius (B). Aux jambes, on note une atrophie graisseuse modérée des muscles gastrocnémiens (C).

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