DISFONCTIONNEMENTS DE LA PHASE PREANALYTIQUE PENDANT LA REALISATION DE L’ELECTROPHORESE DE L’HEMOGLOBINE

GENERALITES

Définition 

La drépanocytose est une anomalie héréditaire de la structure de l’hémoglobine, due à la mutation d’une base du triplet du sixième codon du gène bêta globine, ce qui est à l’origine du remplacement de l’acide glutamique par la valine et la formation de l’hémoglobine S (6).

Epidémiologie 

Dans le monde 

La drépanocytose est une maladie moléculaire très répandue dans le monde. Selon l’OMS, environ 300 millions de personnes sont porteurs d’une mutation du gène S (7). La drépanocytose n’est plus exclusivement une maladie des populations noires d’Afrique. La présence des populations immigrées d’origine africaine et antillaise dans les capitales européennes, et sur le continent américain, sans oublier l’accroissement du métissage, étendent cette maladie à l’échelle mondiale (8). Ainsi, dans les pays d’immigration de la population noire, la fréquence du gène S est estimée à 10 %. Il s’agit des pays comme les Etats-Unis d’Amérique, les pays d’Europe, la Grande Bretagne, les Caraïbes et certains pays d’Amérique du Sud comme le Brésil ou la Colombie (9). Au niveau des non Africains, la drépanocytose continue de faire parler d’elle dans les pays suivants : la Sicile en Italie, la Grèce, l’Albanie, la Turquie, les pays du nord d’Israël, de même que dans tous les pays du Moyen Orient 

En Afrique 

En Afrique, la ‘’ceinture drépanocytaire’’ commence à l’embouchure du fleuve Sénégal, couvre toute l’Afrique occidentale, équatoriale et orientale en passant par le canal du Mozambique et le sud du Soudan jusqu’au Zambie et l’île de Madagascar (10) (Figure 1).Figure 1: Ceinture sicklémique de Leishman Le taux de prévalence du trait drépanocytaire est compris entre 10 et 40 % en Afrique équatoriale alors qu’elle n’est que de 1 à 2 % sur la côte de l’Afrique du nord; en Afrique australe, le taux de prévalence est en dessous de 1 % (9). Dans certains pays d’Afrique comme le Nigéria, le Ghana, le Cameroun et le Gabon, les taux de prévalence se situent entre 20 et 30 % et atteignent 45 % dans quelques régions de l’Ouganda (9). La fréquence du trait drépanocytaire détermine la densité de la prévalence de cette maladie à la naissance. En effet, dans les pays où la prévalence du trait drépanocytaire est supérieure à 20 %, la drépanocytose touche environ 2 % de la population et est à l’origine de 5 % de décès d’enfants de moins de cinq ans (11). c. Au Sénégal Au Sénégal, la prévalence du trait drépanocytaire est estimée entre 8% et 10%. Une étude chez les nouveaux nés qui sont du reste très exposés à l’affection du paludisme, a permis la découverte de 0,4% de formes homozygotes à Dakar

Génétique 

Les hémoglobines humaines sont constituées de plusieurs chaînes dont les gènes sont situés sur 2 chromosomes. Sur le chromosome 11, on trouve les gènes qui codent pour la synthèse des chaînes de globines β, δ, γ et ε. Sur le chromosome 16, on trouve les gènes qui codent pour la synthèse des chaînes de globines α1, α2, et ζ (Figure 2). Figure 2: Disposition des gènes de globine sur les chromosomes 11 et 16 La nature et les proportions des hémoglobines varient au cours de la vie embryonnaire et fœtale. Au début du développement, l’érythropoïèse est extra-embryonnaire et siège essentiellement dans le sac vitellin. Les hémoglobines embryonnaires Gower I (ζ2ε2), Gower II (α2ε2), Portland (ζ2γ2) prédominent. A partir de 6 semaines de gestation, l’hémoglobine F (HbF) devient largement majoritaire. L’hémoglobine A augmente peu à peu, représentant moins de 10% de l’hémoglobine totale jusqu’à 32 semaines de gestation. 6 L’érythropoïèse fœtale est principalement hépatique, les érythrocytes ont un volume globulaire moyen très élevé. Au-delà de 32 semaines, la synthèse d’HbF décline plus rapidement au profit de HbA. A la naissance, la proportion de l’HbF est de 70 à 85% ; l’érythropoïèse est devenue médullaire. Il faut attendre 6 mois après la naissance pour que les proportions des hémoglobines (HbA, HbA2, et HbF) de l’adulte s’équilibrent (Figure 3). Figure 3 : Ontogénèse des différentes hémoglobines (13) Une mutation de l’un des gènes codant pour les chaînes de globine peut aboutir à une hémoglobinopathie, correspondant soit à une anomalie qualitative soit à une anomalie quantitative de l’hémoglobine. Les anomalies qualitatives de l’hémoglobine, ou hémoglobinoses, sont liées à la production d’un variant de l’hémoglobine constitué d’une chaîne de globine anormale, les plus fréquentes étant les hémoglobines S, C et E. Les anomalies quantitatives, appelées thalassémies, correspondent à un déficit partiel ou complet de la synthèse de globine, sans altération de la protéine (14). 7 Quelques variants seulement ont une importance clinique, dont : L’hémoglobine S, responsable de la drépanocytose est la plus fréquente des hémoglobinopathies, notamment en Afrique subsaharienne. (8, 14). Il s’agit d’une mutation ponctuelle sur le sixième codon du gène β-globine conduisant au remplacement d’un acide glutamique par une valine (β6Glu→Val) et donc à la synthèse d’une hémoglobine anormale : l’hémoglobine S. L’HbS Antille possède une double mutation : celle de HbS en position 6 et une autre caractérisée par la substitution de la valine par l’isoleucine en position 23 sur la chaîne β favorisant la polymérisation de l’hémoglobine désoxygénée. L’homozygote SS est appelé « sicklanémique »: le locus (emplacement sur un même chromosome) pour l’hémoglobine est occupé par deux gènes mutés β S qui vont coder pour la synthèse de l’HbS, alors présente dans 95% des érythrocytes. L’hétérozygote AS est appelé « sicklémique »: le locus pour l’hémoglobine est caractérisé par un gène normal βA et un gène muté βS. Il résulte de la synthèse de deux types d’hémoglobines : HbA et HbS (codominance). La proportion de chaque type d’hémoglobine majoritaire dans un globule rouge est la suivante : HbA (50 à 60%), HbS (30 à 40%). La transmission du gène βS muté, obéit aux lois de Mendel et se transmet sous le mode récessif et autosomique (Figure 4). Figure 4 : Transmission de la drépanocytose 8 La transmission du gène βS par les deux géniteurs détermine le génotype SS. Les transmetteurs possèdent deux gènes β globine Co-dominants, le normal βA, l’autre muté βS. Chacun des gènes codera pour la synthèse d’hémoglobine en quantité équivalente, une normale, une mutée. Dès lors, les hétérozygotes pour une hémoglobine anormale ont deux hémoglobines différentes. Le deuxième variant de l’hémoglobine le plus fréquent, après l’hémoglobine S, est l’hémoglobine C. L’hémoglobine C résulte d’une mutation ponctuelle sur le gène de la chaîne β de la globine, aboutissant à la substitution en position 6 d’un acide glutamique par une lysine. (14, 15). Le troisième variant de l’hémoglobine le plus fréquent est l’hémoglobine E Elle résulte d’une mutation faux sens du codon 26 du gène β-globine remplaçant un acide glutamique par une lysine 

Physiopathologie 

La maladie est liée à une mutation ponctuelle responsable d’une substitution, sur la chaîne bêta de la globine, d’un acide glutamique (porteur d’une charge électrique négative) par une valine (non chargée électriquement) : l’hémoglobine S qui en résulte ne diffère donc de l’hémoglobine A que par un acide aminé en position 6 de la chaîne bêta. Les chaînes alpha, normales, se combinent avec les chaînes bêta S pour former l’hémoglobine S, dont la charge électrique diffère de celle de l’hémoglobine A : la différence de migration en électrophorèse permet de les différencier. – Quand baisse la pression en oxygène, l’hémoglobine S désoxygénée, très peu soluble, se polymérise avec d’autres molécules d’hémoglobine S et précipite dans le globule rouge qui se déforme alors en faucille « drépanocyte » (Figure 5). 9 Figure 5 : Schéma de la falciformation Ces hématies rigides se bloquent dans les petits vaisseaux et y forment des agglutinats disséminés qui sont source d’infarctus douloureux et entraînent une hypoxie d’aval entretenant le phénomène de falciformation. Les hématies bloquées sont phagocytées par les macrophages, d’où une hémolyse (mais l’anémie qui en résulte est relativement bien supportée en raison de la diminution d’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène, qui favorise l’oxygénation tissulaire). En conséquence, la symptomatologie de la drépanocytose est à la fois vasculaire et hémolytique (Figure 6). 10 Figure 6 : Formation d’agglutinat par les drépanocytes De nombreux travaux ont permis de préciser les conditions physico-chimiques favorables à la falciformation.. Il s’agit : – La baisse de la tension en oxygène qui favorise la désoxygénation de l’hémoglobine S – L’acidose – La déshydratation cellulaire – Association avec d’autres hémoglobines anormales peut faciliter le processus de polymérisation. D’autres facteurs inhibent la falciformation : – L’hémoglobine F exerce un effet inhibiteur – La CCMH : tout facteur qui abaisse ce paramètre diminue le risque de falciformation..

DAGNOSTIC DE LA DREPANOCYTOSE 

Tests de dépistage 

Test de falciformation des hématies (Test d’Emmel)

 – Principe A l’état désoxygéné, les globules rouges contenant de l’Hb S ou d’autres hémoglobines comme l’hémoglobine C Harlem ou l’hémoglobine C Ziguinchor (ces deux Hb contiennent la mutation de l’Hb S) changent de forme et deviennent incurvés, on dit qu’ils sont falciformés. (18, 19). – Technique Elle consiste à déposer 1 goutte de sang total sur une lame de verre + 1 goutte de métabisulfite de sodium à 2 %. Ensuite, il faut recouvrir le mélange d’une lamelle et sceller les bords de la lamelle avec du verni à ongle pour créer l’hypoxie. Eviter les bulles d’air. Il faut observer pendant 15 à 20 minutes avant de lire au microscope à l’objectif 40. – Résultat : Le test d’Emmel est positif, s’il y a la présence d’hématies falciformes (Figure 7). Figure 7 : Résultats du test d’Emmel 12 Pour l’interprétation des résultats du test d’Emmel, on doit tenir compte : De l’âge car le taux d’Hb F inhibe la falciformation (test n’est pas indiqué jusqu’à l’âge de 6 mois). De l’échantillon car un échantillon non frais ou du sang desséché sur la lame lors de la préparation peuvent entrainer l’observation d’anomalies morphologiques des hématies pouvant être confondues avec des GR falciformes par un technicien non expérimenté Du réducteur car un réducteur non fraichement préparé peut donner des faux négatif Une transfusion sanguine récente 

Test de solubilité de l’hémoglobine (Test d’Itano)

 – Principe : L’hémoglobine S réduite par action de l’hydrosulfite de sodium précipite dans une solution phosphate 2,24M – Technique : Faire un témoin normal en parallèle. Dans un tube : Hydrosulfite de sodium : 10mg Ajouter le tampon phosphate 2,8M : 0,8ml. Bien dissoudre Ajouter H20 : 0,075ml Puis rajouter l’hémolysat à 4pour 100 : 0,125ml Mélanger par retournement. Attendre jusqu’à 15mn – Résultat : Le test est positif si l’hémoglobine précipite et ceci est visible à l’œil nu NB : d’autres hémoglobines peuvent également positiver le test : Bart’s, C Harlem, C ziguinchor (Figure 8).