EXPLORATION BIOCHIMIQUE

DES DYSPROTEINEMIE

Pr Ag NACHI.M

MAÎTRE DE CONFERENCES A EN BIOCHIMIE MÉDICALE

CHU.ORAN

TROISIEME ANNEE DE MEDECINE

ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021

UEI4

Jeudi 03 Juin 2021

I. INTRODUCTION

II. ROLES DES PROTEINES PLASMATIQUES

a. Maintien de la pression oncotique.

b. Fonction de transport.

c. Inhibiteurs des protéases.

d. Cofacteur d’enzyme.

e. Facteur de la coagulation.

f. Rôle immunitaire.

III. ESQUISSE DU METABOLISME DES PROTEINES PLASMATIQUES

IV. EXPLORATION DES PROTÉINES PLASMATIQUES

V. LES DYSPROTEINEMIES

VI. PROTÉINES DE L’INFLAMMATION

Les protéines sont des macromolécules non dialysables avec une masse

moléculaire supérieure à 10 000 Da, formées par l’association de plusieurs

unités monomériques : structure tridimensionnelle dite structure III aire et IV

aire réalisant dans la plupart des cas une géométrie globulaire, rarement

fibrillaire (ex. fibrinogène).

Les protéines représentent la plus grande partie des matières solides du

Plasma : 65 à 75 g/l : plus de 300 protéines différentes pour la plupart

synthétisée au niveau hépatique..

INTRODUCTION

Tout milieu vivant contient des protéines, même l’urine normale en renferme

de faibles quantités représentant la protéinurie physiologique qui est de

l’ordre de 150 mg/24 heures.

Seule l'albumine est une holoprotéine, toutes les autres étant des

hétéroprotéines pouvant contenir des lipides (lipoprotéines), des métaux

(métalloprotéines) et surtout des glucides (glycoprotéines).

INTRODUCTION

L es protéines présentes en forte concentration et ayant un pHi différent

de celui du plasma (˜ 7.40), sont fortement ionisées, pouvant s’hydrater

fortement et exercer une pression osmotique capable de retenir l’eau dans

le secteur vasculaire. Ce rôle est assuré par l’ensemble des protéines mais

principalement par la sérum-albumine.

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

La pression oncotique est la force qui attire l'eau en direction des protéines.

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

Cette pression oncotique contribue de façon très importante aux

mouvements de l'eau dans l'organisme et donc au maintien de l'hydratation

du corps.

En effet lorsque le sang manque de protéines (par exemple à la suite d'une

fuite pathologique de protéines dans les urines), de l'eau va fuir des vaisseaux

en direction des tissus environnants. Le résultat de cette baisse de pression

oncotique, ce sont des oedèmes qui sont l'un des signes du syndrome

néphrotique .

Ces deux pressions vont permettre d'aboutir à un état d'équilibre de part et d'autre de la membrane, par diffusion de solvant afin d'obtenir des concentrations identiques dans les deux compartiments.

Pression hydrostatique: C'est la pression exercée par un fluide, due à son poids, par exemple sur une membrane. Elle est augmentée au niveau du pole artériel et diminuée au niveau du pole vineux.

Pression osmotique: C'est la pression exercée par les molécules dissoutes non-diffusables (principalement les protéines), sur cette même membrane. Elle est stable au niveau vasculaire

Dans le plasma, sa concentration est la plus élevée: 33-55g/l.

Holoprotéine avec une masse relative de 66 400 Da.

Synthèse hépatique avec une demi-vie d’ environ 20 jours .

migration électrophorétique rapide.

En plus de son rôle de maintien de la pression oncotique intra vasculaire

(80 %) , elle joue un rôle de transporteur non spécifique de nombreuses

substances : bilirubine, acides gras, cations (Ca++, Ni++, Cu++), hormones

(rôle de réservoir de T4, stéroïdes...), médicaments( ex: diphénylhydantoïne...)

et autres.

Certaines protéines sont spécialisées dans le transport spécifique d’un ligand : La transferrine transporte le fer,

La céruloplasmine transporte le cuivre,

La transcortine transporte le cortisol

La transthyrétine transporte les thyroxines

Les lipoprotéines(transport + ou - spécifique).

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

La transferrine est une métalloprotéine monomérique de masse moléculaire

d'environ 80 000 Da.

Les taux usuels sont de 1,5 à 3 g/l

La synthèse de la transferrine a lieu dans les hépatocytes.

Elle apparait rapidement dans l'urine, après l'albumine, dans les syndromes

néphrotiques expliquant l'anémie hypochrome observée souvent dans ces cas.

Protéines possédant des propriétés inhibitrices vis-à-vis des protéases

plasmatiques.

L’a1 antitrypsine (2-4g/l) , l’a1 antichymotrypsine et l’a2 macroglobuline

(2-3.5 g/l, P.M= 750 000 Da) s’opposent à l’action de plusieurs protéases

libérées lors de la réaction Inflammatoire telles que l’élastase et la collagénase

limitant l’action protéolytique sur le tissu conjonctif.

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

Destiné essentiellement à se transformer en fibrine et à former le caillot au

cours de la coagulation, le fibrinogène est aussi une protéine de la phase

aiguë des syndromes inflammatoires.

• C'est une glycoprotéine, PM= 330 000 Da, synthétisé essentiellement dans

le foie.

• Les valeurs de référence chez l'adulte sont 2,5 à 3,5 g/l.

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

Fabriquées par les plasmocytes, ils représentent le support de l'immunité

humorale, sous forme d'anticorps.

Sont formées de 4 chaînes polypeptidiques: 2 chaînes lourdes et 2 chaînes légères L’Ig (4chaines glycosylée) P.M 150 000 Da.

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

Isotype d’Ig IgG

IgA

IgM IgD

IgE

Taux en g/l 8 à 12

2 à 4

0,6 à 2

0,1 à 0,3

0,1 à 0,5

Enzymes et cofacteurs d’enzymes

• Glycoprotéine la plus riche en glucides de faible PM=41KDa.

• Synthèse et catabolisme hépatique.

• Taux : 0.4 a 1.4 g/L.

• Coenzyme (cofacteur)des LPL hydrolysant les TG. Sa diminution dans le

syndrome néphrotique explique l’hyperlipémie observée au cours de cette

pathologie.

• Très bon Marqueur de l’inflammation

RÔLES DES PROTÉINES PLASMATIQUES

Catabolisme : il se fait à différents niveaux ; la dégradation par des protéases, mais

surtout au niveau hépatique et rénal.

Biosynthèse : il existe deux principaux centres de biosynthèse :

Au niveau hépatique: la majorité des protéines plasmatiques: albumine,

globulines(80%), les facteurs de coagulation .

la lignée lymphocytaire : les immunoglobulines, Reins: rénine, érythropoïétine

l’intestin : apoprotéines de quelques fractions lipoprotéiques

Au niveau des glandes endocrines: les hormones polypeptidiques

Reposent sur les propriétés fondamentales des protéines:

liaison peptidique CO-NH, méthodes chimiques. Quantitatives.

Caractère amphotère, technique électrophoretique. Semi-quantitatives.

Caractère immunogène, technique basée sur la réaction Ag-Ac. Quantitatives.

Qualitatives.

Ces méthodes permettent d’obtenir une analyse simultanée de l’ensemble

des protéines plasmatiques et de certaines fractions.

Cette méthode a été développée par Gornall et al (1949) : formation d'un

complexe pourpre ( bleu violet ) entre le biuret (NH2-CO-NH-CO-NH2) et

deux liens peptidiques consécutifs en présence de cuivre en milieu alcalin.

Le complexe de coordination résultant absorbe fortement dans le bleu.

L’intensité de la coloration lu à 540nm est proportionnelle

à la concentration en protéines dans le milieu.

Dosage colorimétrique : La méthode de biuret

FRACTIONNEMENT DES DIFFERENTS CLASSES DES PROTEINES

1. Immuno-fixation: Permet la détermination de la nature du ou des

composants monoclonaux dans une GM et le typage de la chaine légère

associée à l’immunoglobuline éventuellement mise en évidence.

• Consiste en une électrophorèse des protéines en gel d'agarose , suivie par

une immunoprécipitation in situ des immunoglobulines avec des antisérums

spécifiques de chaque isotope incubés à la surface du gel (anti-IgG, anti-IgA,

anti-IgM, anti-K, anti-λ).

La présence des antigènes et de leurs anticorps entraine la formation de combinaisons hautement spécifiques mises à profit pour un dosage quantitatif de chaque protéine.

1. Dosages radio immunologiques

2. Méthodes immunoenzymatiques (ELISA, MEIA, etc.)

3. Elctrochimiluminescence +++

Les dosages immunochimiques

a) Affections révélées par une perturbation de la Concentration des

proteines totales .

b) Affections révélées par perturbation du profil électrophorétique.

c) Affections révélées par les variations individuelles des différentes

protéines plasmatiques.

AFFECTIONS REVELEES PAR PERTURBATION DE LA CONCENTRATION DES PROTEINES TOTALES

• Valeur normale chez l'adulte : 60-80 g/l

- prématuré: 40-60 g/l

- nouveau-né: 50-70 g/l, avec chute à 45-50g/l au bout de 4 jours

- nourrisson (2 ans): 60g/l

• Variations avec l'âge: dans le sens de l'hypoprotidémie

- après 70 ans: 65g/l par diminution de l'albumine et/ou des Ig

grossesse: 60g/l par hémodilution et diminution de l'albumine et/ou des Ig.

Hyp

op

roté

iném

ie r

elat

ive

1. hémodilution:

les perfusions massives.

la rétention hydrosaline (insuffisance rénale aigue , insuffisance cardiaque congestive)

Hyp

op

roté

iném

ie a

solu

e

Elles sont provoquées par des défauts de synthèse, des déperditions

d'origine diverse ou par augmentation du catabolisme protéique.

1. Défauts de synthèse

Des carences nutritionnelles par défaut d'apport protéique :

marasme ; malabsorptions et maldigestions ; cachexie cancéreuse.

Des atteintes hépatocellulaires graves : cirrhoses, ictères graves.

Des syndromes inflammatoires.

Des synthèses anormalement élevées d'autres protéines, par mécanisme

de compétition, au cours par exemple des dysglobulinémies

monoclonales.

Hyp

op

roté

iném

ie a

solu

e

2. Déperditions: Ce sont les causes les plus fréquentes.

Perte rénale. Elle est très importante lors des syndromes néphrétiques.

Perte digestive au cours des entéropathies exsudatives .

Perte cutanée dans les brûlures étendues.

Perte respiratoire : bronchiectasies

3. Augmentation du catabolisme protéique

Augmentation du niveau des hormones catabolisantes: diabète sucré , infections , tumeurs.

Hyp

op

roté

iném

ie a

solu

e

1. Hypo ou agammaglobulinémies acquise

Les déperditions rénales ou digestives.

Hémopathies lymphoïdes ou myélome à chaines légères.

Syndromes d'épuisement du système immuno-formateur ou lors des

thérapeutiques immunosuppressives (corticoïdes, ciclosporine).

2. Hypo ou agammaglobulinémies primitives : il s'agit de déficits immunitaires

spécifiques, touchant l'immunité humorale (lymphocyte B) d'origine génétique

(Agammagloulinémie dans la maladie de la maladie de Bruton).

Le diagnostic biologique se fait par le dosage pondéral des immunoglobulines

(Ig G, Ig A et Ig M).

Hyp

op

roté

iném

ie r

elat

ive

la déplétion hydrosaline (transpirations profuses , vomissements

sévères, diarrhée , diabète insipide , diabète sucré , etc.)

Hyp

op

roté

iném

ie a

bso

lue

L'augmentation des globulines à l'électrophorèse affecte soit plusieurs zones, soit la zone

gamma exclusivement :

- dans les infections aiguës ou chroniques, dans les infestations parasitaires,

On note une élévation concomitante des α2 Et des y-globulines.

- dans les cirrhoses, l'élévation des (β et y-globulines « en dos de chameau » est très

caractéristique. Elle est due à l'augmentation des Ig A et Ig M, qui dépasse celle des Ig G

et qui se positionne à l'électrophorèse entre les β et y-globulines.

Hyp

op

roté

iném

ie a

bso

lue

l'augmentation isolée des y-globulines se présente à l'électrophorèse comme une courbe

arrondie et étalée. Elle s'observe fréquemment dans les infections, les maladies auto-

immunes, les maladies allergiques et particulièrement dans l'asthme où les Ig E sont

augmentées sélectivement..

Hyp

op

roté

iném

ie a

bso

lue

Une gammapathie monoclonale correspond à la synthèse d'une seule

immunoglobuline par un clone cellulaire, d'origine lymphocytaire B ou

plasmocytaire, en voie de multiplication anarchique.

LES DYSPROTÉINÉMIE

AFFECTIONS RÉVÉLÉES PAR PERTURBATION DU PROFIL ÉLECTROPHORÉTIQUE

Syndrome néphrotique.

Cirrhoses.

Gammapathies polyclonales et monoclonales

Hypogammaglobulinemies

Syndromes inflammatoire aigue ou chronique

Le syndrome néphrotique est défini par un ensemble de signes biologiques

et éventuellement cliniques secondaires à une protéinurie . Il est toujours

secondaire à une néphropathie glomérulaire responsable d’une

augmentation de la perméabilité de la membrane basale glomérulaire aux

protéines plasmatiques .

une fuite rénale d'albumine, d'orosomucoïde, de transferrine du fait de leurs

faibles poids moléculaires, produisant une protéinurie parfois massive ;

une hypoprotéinémie avec hypoalbuminémie, responsable d'une chute de la

pression oncotique responsable des œdèmes.

Effondrement du pic de l'albumine, une baisse généralisée de toutes les protéines à l'exception de l' α2 macroglobuline, responsable du pic en zone α2 et d'un pic en zone β lié à la présence de β -lipoprotéines en excès.

La protéinurie du syndrome néphrotique est principalement composée

d'albumine. Elle est sélective lorsqu'elle ne comporte que peu ou pas de

protéines de haut poids moléculaire (immunoglobulines [Ig] par exemple),

associées à l'albumine.

En pratique, cette notion de sélectivité est quantifiée par le rapport

IgG/albumine urinaire. Un rapport IgG/albumine inférieur à 0,2 témoigne

d'une protéinurie sélective.

La recherche d'une protéinurie s'effectue facilement à l'aide d'une

bandelette urinaire.

En cas de positivité, la protéinurie doit être confirmée et quantifiée sur les

urines des 24 heures.

Déficit de synthèse des albumines dû à la lésion des hépatocytes

De la production d'Ig due à l’hyperréactivité du tissu réticulo-endothélial

du foie.

Défaut de dégradation hépatique d'Ig

S’associe à une hypo-protéinémie

l’aspect caractéristique d’ELP :

« dôme cirrhotique » par la fusion des sommets β et 𝛾 : due à l'augmentation des IgA ’’β’’ et IgM ‘’ γ’’ qui dépasse celle des IgG qui se positionne à l'ELP entre β

et 𝛾 globulines.

Gammapathie bi clonale

Profil oligo clonale

Gammapathie polyclonale

fortuite dans 20% des cas. Gammapathie transitoire? Asymptomatique? maligne? Immunofixation/Immunotypage des protéines sériques : Isotype du composant monoclonal : IgG, IgA MGUS/Myélome? IgM MGUS/Maladie de Waldenström/Lymphome? Quantification de la protéine monoclonale Et dosage pondéral des Ig

Suite

Recherche de PBJ dans les urines: Dosage des chaînes légères libres sériques. Signes cliniques/biologiques pouvant être associés à une gammapathie maligne? Critères CRAB? Hémogramme, fonction rénale, fonction hépatique, ß2M… Radiographie Éventuellement: myélogramme

C : hypercalcémie

R : insuffisance rénal

A : anémie

B : atteinte osseuse

causes non monoclonales (augmentation en général modérée) :

– hyper béta1 globulinémie par hypertransferrinémie dans les anémies

ferriprives très fréquentes ou par augmentation du taux de l'apo B

constitutive de la béta lipoprotéine.

– hyper béta2 globulinémie par hypercomplémentinémie C3 généralement

d'origine inflammatoire .

Gammapathies malignes

- Myélome multiple - Leucémie lymphoïde chronique - Macroglobulinémie de Waldenström - Lymphome malin - Amylose primaire AL - Lymphome non hodgkinien - Plasmocytome - Maladie des chaînes lourdes

Gammapathies secondaires

- Maladies auto-immunes (polyarthrite rhumatoïde, lupus…)

- Infections (CMV, hépatite B, hépatite C, tuberculose, ostéomyélite…)

- Déficit immunitaires primaires et secondaires (HIV, greffe…)

- Certains cancers non lymphoïdes

La réponse inflammatoire est une composante de la réponse immune, elle

participe aux défenses naturelles contre des agressions diverses .

Elle peut survenir sur un mode : Suraigu, Aigu et Chronique

Le syndrome inflammatoire biologique est caractérisée par:

Augmentation de la vitesse de sédimentation

Modifications des protéines plasmatiques

Élévation des protéines inflammatoires dont α1, α2 globulines la CRP

Baisse de l’albumine et de la transferrine

Modifications de l’hémogramme

Anémie microcytaire, Hyperleucocytose .

Activation des macrophages au niveau de la zone agressée.

Libération par les leucocytes de l'interleukine 1 (messager/informe le foie de cette agression) .

Le foie stimulé synthétise alors massivement les protéines inflammatoires.

déclenchement de la réaction de phase aiguë la synthèse des

protéines de la phase aiguë (ɑ1-antitrypsine, ɑ1-anti-chimio-trypsine,

ɑ1-orosomucoïde, ɑ2-haptoglobine, ɑ2céruloplasmine, protéine c

réactive, fibrinogène, les composants du complément)

Caractéristiques du profil ELP: Des ɑ1 1(α1 antitrypsine, orosomucoide ) et ɑ2-globulines (haptoglobine)

Des albumines

augmentation des α1, α2 et γ globulines avec diminution de

l’albumine qui masque partiellement l’ hyperprotidémie

réactionnelle .