L’avantage hétérozygote de la mutation VHLR200W de la polycythémie tchouvache peut être une protection contre l’anémie

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Résumé

La mutation VHLR200W de perte de fonction de la lignée germinale est courante en Tchouvachie, en Russie et se produit dans d’autres parties du monde. Les homozygotes VHLR200W ont des taux élevés de facteur inductible d’hypoxie (HIF) -1 et HIF-2, une concentration accrue d’hémoglobine, une propension à la thrombose et une mortalité précoce. Parce que la mutation persiste d’une origine ancienne, nous avons émis l’hypothèse qu’il existe un avantage hétérozygote. Trente-quatre hétérozygotes VHLR200W et 44 témoins de plus de 35 ans de Tchouvachie, en Russie, ont été étudiés. L’anémie était définie comme une hémoglobine inférieure à 130 g / L chez l’homme et inférieure à 120 g / L chez la femme. Une anémie légère était présente chez 15 % des hétérozygotes VHLR200W et 34 % des témoins sans allèle VHL muté. Par régression logistique multivariée, les chances d’anémie ont été réduites d’environ 5,6 fois chez les hétérozygotes VHLR200W par rapport aux témoins (intervalle de confiance à 95 % de 1,4 à 22,7; P = 0.017). En conclusion, l’hétérozygotie pour VHLR200W peut fournir une protection contre l’anémie; une telle protection pourrait expliquer la persistance de cette mutation.

Introduction

La mutation R200W du gène von Hippel Lindau (VHL) est présente sur le même haplotype chez presque toutes les personnes d’origines raciales et ethniques hétérogènes, ce qui indique que la mutation peut provenir d’un fondateur avant la divergence des races humaines.1 Il n’y a qu’une seule exception signalée à ce lien génétique.2 L’homozygotie pour VHLR200W est responsable de la polycythémie tchouvache, le premier trouble congénital reconnu de détection d’hypoxie augmentée.3 La polycythémie tchouvache est fréquente dans la République tchouvache de la Fédération de Russie4 et sur l’île italienne d’Ischia;5 la maladie survient également dans d’autres parties du monde.2,6 La polycythémie tchouvache est caractérisée par des niveaux accrus de HIF-1α et de HIF-2α dans des conditions d’oxygène ambiant3,7 et une régulation à la hausse d’un certain nombre de gènes cibles de HIF.3,8,9 Les manifestations cliniques comprennent une pression artérielle systémique plus basse, une pression artérielle pulmonaire plus élevée et d’autres modifications de la physiologie vasculaire pulmonaire, des varices, des hémangiomes vertébraux et hépatiques, une diminution du nombre de globules blancs et de plaquettes, une augmentation des concentrations sériques de cytokines inflammatoires, des modifications des concentrations plasmatiques de thiol, une thrombose artérielle et veineuse, des épisodes hémorragiques majeurs, des événements vasculaires cérébraux et une mortalité prématurée. Contrairement à la maladie de prédisposition au cancer de von Hippel Lindau, aucune tumeur maligne typique de ce syndrome n’a été trouvée et aucun risque accru de cancer n’a été démontré.8-13

Étant donné une sélection négative pour les homozygotes VHLR200W, la mutation devrait être associée à un certain type d’avantage hétérozygote, bien que léger. Cependant, l’effet de l’hétérozygotie pour VHLR200W n’est pas connu. Seuls de rares cas de polycythémie associés à une hétérozygotie VHLR200W ont été rapportés.2,6,14 Dans une étude incluant 9 hétérozygotes Chuvash VHLR200W et 77 participants Chuvash avec des allèles VHL normaux, les hétérozygotes VHLR200W présentaient des pressions sanguines systémiques significativement plus faibles et des concentrations sériques de PAI-1 plus élevées. De plus, bien qu’aucun hétérozygote VHLR200W n’ait été polycythémique, la concentration moyenne d’hémoglobine était plus élevée de 4 g/L, mais cette différence n’était pas statistiquement significative.8

La présente étude a été menée pour déterminer de manière prospective si les hétérozygotes pour VHLR200W présentent des différences physiologiques et cliniques discernables par rapport aux individus sans allèle VHL muté, et si de telles différences existent, pour déterminer s’ils peuvent représenter un avantage hétérozygote. Nous avons précédemment cherché une protection possible des hétérozygotes VHLR200W contre l’éclampsie, une cause majeure de morbidité et de mortalité maternelles liée à la dérégulation du VEGF régulé par HIF-1, mais cela n’a pas été validé (Gordeuk et al., données non publiées, 2011). Dans cette étude, nous avons examiné l’effet de l’hétérozygotie VHLR200W sur l’anémie dans un échantillon de Tchouvache autrement non sélectionné. Nous avons postulé que l’identification de tout avantage hétérozygote VHLR200W pourrait indiquer les avantages potentiels de l’augmentation chronique des FHI par des agents pharmacologiques, tels que les inhibiteurs des doctorants.15,16

Conception et méthodes

Objectif de l’étude

L’objectif de l’étude était de comparer les caractéristiques cliniques et moléculaires d’un groupe d’hétérozygotes VHLR200W de plus de 35 ans et d’un nombre similaire de témoins sans allèle VHL muté de plus de 35 ans dans la République Tchouvache de la Fédération de Russie. Les restrictions budgétaires ont limité l’étude à moins de 80 participants à la recherche.

Protocole de recherche

Le Conseil d’examen institutionnel de l’Université Howard a approuvé la recherche et tous les participants ont donné leur consentement éclairé écrit. L’étude a été réalisée dans la République autonome de Tchouvachie de la Fédération de Russie, située à environ 650 kilomètres au sud-est de Moscou le long de la Volga. Des hétérozygotes VHLR200W de plus de 35 ans ont été identifiés en étudiant des membres de la famille au premier degré de patients atteints de polycythémie tchouvache. En outre, des témoins non affectés et non apparentés, également d’origine ethnique tchouvache, et de répartition similaire selon l’âge et le sexe, ont été enrôlés dans la communauté de la même zone géographique de Tchouvachie sans connaissance préalable de leur état de santé. Les participants à l’étude, qui étaient dans leur état de santé habituel, ont été caractérisés par des antécédents médicaux, un examen physique, y compris la pression artérielle et le poids corporel, et des tests de laboratoire du sang périphérique.

Procédures de laboratoire

La numération formule sanguine complète a été effectuée par un analyseur automatisé (Sysmex XT 2000i, Sysmex Corporation, Kobe, Hyogo, Japon). La concentration sérique de ferritine a été déterminée par immunoessai enzymatique (Ramco Laboratories Inc., Stafford, TX, États-Unis). Les concentrations plasmatiques du VEGF et les concentrations sériques de l’érythropoïétine et du récepteur soluble de la transferrine ont été déterminées par dosage immuno-enzymatique (ELISA) (Systèmes R& D, Minneapolis, MN, États-Unis). La concentration plasmatique de PAI-1 a également été déterminée par ELISA (Innovative Research, Inc., Novi, MI, États-Unis). La concentration sérique d’hepcidine a été mesurée par ELISA compétitif comme décrit précédemment.17 Le génotypage de la VHLR200W a été effectué par PCR comme décrit précédemment.8

Statistiques

La principale comparaison de l’étude était entre des hétérozygotes VHLR200W et des sujets génotypiquement normaux. L’analyse des variables continues a été effectuée par le test t de Student (après transformation normale) ou par l’analyse de la variance avec ajustement pour les covariables significatives. L’analyse des variables catégorielles s’est faite par le test du χ2 de Pearson ou par régression logistique avec ajustement pour d’autres variables significatives. Les variables continues asymétriques ont été transformées en logarithme pour se rapprocher d’une distribution normale. Des analyses ont été effectuées avec Stata 10.1 (StatCorp., College Station, TX, États-Unis).

Rôle de la source de financement

Amgen a contribué à la conception de l’étude, mais le Dr Gordeuk était entièrement responsable de la mise en œuvre et de la conduite de l’étude, de la collecte, de la gestion et de l’interprétation des données et de la rédaction du manuscrit.

Résultats et discussion

Les caractéristiques cliniques des participants à l’étude sont résumées dans le tableau 1 selon le génotype VHL. La valeur moyenne du MCV était plus faible chez les hétérozygotes VHLR200W (P = 0,033) et le nombre de globules blancs était plus élevé (P = 0,036). Les concentrations sériques de ferritine étaient similaires chez les hétérozygotes et les témoins VHLR200W. La concentration moyenne (écart type) d’hémoglobine était de 134 (14) g/L chez les hétérozygotes VHLR200W et de 128 (16) g/L chez les témoins sans allèle VHL muté (P = 0,10). La taille de l’échantillon d’étude de 78 a une puissance de 0,50 pour détecter la différence de concentration d’hémoglobine observée de 6 g / L entre les hétérozygotes VHLR200W et les témoins à un niveau de signification de P < 0,05. Une taille d’échantillon de 170 aurait une puissance de 0,8 pour détecter une telle différence et une taille d’échantillon de 230 aurait une puissance de 0,9.

Selon la définition de l’hémoglobine donnée par l’Organisation mondiale de la santé (moins de 130 g /L chez les hommes et moins de 120 g /L chez les femmes), 18 20 (26%) des 77 participants à l’étude étaient anémiques (tableau 2) et la prévalence selon le sexe était de 15 (32%) sur 47 femmes et 5 (17%) sur 30 hommes. L’anémie était légère et associée à des diminutions de la CMCH (P = 0,002), de la concentration en ferritine (P = 0,007) et de la concentration en hepcidine (P = 0,009), ainsi qu’à une augmentation de la concentration en érythropoïétine (P = 0,06; Tableau 3), ce qui suggère que l’anémie pourrait avoir été principalement liée à une carence en fer.

Tableau 1.Caractéristiques cliniques des participants à l’étude selon le génotype VHL.*

La prévalence de l’anémie était de 15 % chez les hétérozygotes VHLR200W et de 34 % chez les témoins (P = 0,061 selon le test χ de Pearson). Dans une analyse de régression logistique ajustée en fonction de l’âge, du sexe et d’une interaction entre l’âge et le sexe, les probabilités estimées d’anémie étaient 5,6 fois plus faibles chez les hétérozygotes VHLR200W que chez les témoins (intervalle de confiance à 95 % de 1,4 à 22,7; P = 0,017). Parmi les 5 hétérozygotes VHLR200W atteints d’anémie, une femme de 39 ans avait une concentration sérique de ferritine de 6 µg / L et d’hepcidine de 2,5 ng / mL, indiquant une carence en fer, et 3 femmes et un homme présentaient une anémie inexpliquée. Parmi les 15 témoins atteints d’anémie, six femmes de 53 ans ou moins présentaient une concentration sérique de ferritine inférieure à 20 µg/L et d’hepcidine inférieure à 21 ng/mL, indiquant une carence en fer. Deux hommes du groupe témoin présentaient des changements compatibles avec l’effet de l’alcool (macrocytose et antécédents de consommation d’alcool), un homme et 4 femmes de moins de 60 ans présentaient une anémie inexpliquée et un homme et 2 femmes de plus de 65 ans présentaient une anémie autrement inexpliquée (communément appelée « anémie inexpliquée des personnes âgées »). Ainsi, cette étude suggère que, contrairement aux effets délétères de l’homozygotie pour VHLR200W sous forme de polycythémie tchouvache, l’hétérozygotie pour VHLR200W peut conduire à une protection contre l’anémie. Sur la base de nos données, ce mécanisme de protection peut s’appliquer à l’anémie ferriprive et à l’anémie en général; que ce soit pertinent pour l’anémie inflammatoire ou l’anémie des personnes âgées en particulier ne peut pas être répondu dans cette étude relativement petite. Cependant, ces questions pourraient être abordées dans une étude plus vaste chez l’homme et dans des expériences utilisant un modèle murin de polycythémie tchouvache.7

Tableau 2.Caractéristiques cliniques des participants à l’étude en fonction de la présence ou de l’absence d’anémie (hémoglobine < 130 g / DL hommes, < 120 g / DL femmes).*

Il semble possible que le risque plus faible d’anémie observé chez les hétérozygotes VHLR200W soit dû à une légère augmentation de l’activité HIF dans la normoxie. Les facteurs de transcription HIF sont connus pour réguler à la hausse l’érythropoïétine, l’inhibiteur de l’activateur du plasminogène-1, le récepteur de la transferrine et le facteur de croissance endothélial vasculaire et réguler à la baisse l’hepcidine.19,20 Les concentrations de ces produits corrigées des covariables significatives sont présentées dans le tableau 3. Les concentrations de récepteurs de transferrine étaient plus élevées (P = 0,026) et une tendance à un facteur de croissance endothélial vasculaire plus élevé (P = 0.14) et les concentrations d’érythropoïétine (P = 0,18) chez les hétérozygotes VHLR200W. Les concentrations d’hepcidine ne différaient pas selon le génotype VHL. Bien qu’il n’y ait pas eu de différences significatives dans les concentrations d’érythropoïétine circulante entre les hétérozygotes VHLR200W et les témoins de type sauvage VHL dans cette étude, il existe des preuves de stimulation directe de l’érythropoïèse par les FHI indépendamment de la concentration d’érythropoïétine, car les progéniteurs érythroïdes homozygotes VHLR200W ont une réponse accrue à l’érythropoïétine.3,21 Les données d’un modèle murin suggèrent qu’en plus de favoriser l’expression des récepteurs de l’érythropoïétine et de la transferrine et de réguler l’expression de l’hepcidine, HIF stimule probablement également l’érythropoïèse par un mécanisme dépendant du fer qui reste à définir.22

Tableau 3.Produits de gènes régulés par HIF chez les participants à l’étude selon le génotype VHL.*

Une limite à cette étude est la petite taille de l’échantillon. Pour confirmer les résultats actuels et identifier d’autres avantages éventuellement subtils de l’état hétérozygote pour une maladie autosomique récessive, une étude d’une cohorte plus importante serait nécessaire. Un autre inconvénient potentiel est que la prévalence globale de l’anémie dans cette étude semble élevée. Les informations sur l’état hématologique des adultes en Russie en général ou en Tchouvachie en particulier sont rares. Dans notre étude précédemment publiée en Tchouvachie8, la prévalence de l’anémie chez les témoins adultes de la communauté était similaire à celle de la présente étude (24 % dans l’ensemble, 34 % chez les femmes et 14 % chez les hommes) (V. Gordeuk, observations non publiées, 2011).

En conclusion, un niveau de protection contre l’anémie pourrait expliquer un avantage hétérozygote pour l’allèle VHLR200W, malgré la mortalité élevée des homozygotes. De plus, les données présentées ici suggèrent que de légères augmentations de la signalisation HIF-1 et HIF-2 dans la normoxie ne compromettent pas l’activité érythropoïétique dans des conditions physiologiques normales à un degré qui modifierait sensiblement la concentration d’hémoglobine chez les hétérozygotes Tchouvaches sains. Cependant, lorsqu’une insulte pathologique augmente la demande d’érythropoïèse, une signalisation accrue des FHI chez les hétérozygotes peut augmenter l’érythropoïèse à un degré discernable, entraînant soit la prévention, soit l’amélioration de l’anémie. Ainsi, l’effet cumulatif de l’hétérozygotie VHLR200W peut fournir un degré de protection contre l’anémie qui pourrait offrir un avantage pour maintenir ou même augmenter la fréquence de ce polymorphisme génétique chez l’homme. De plus, nos résultats suggèrent que l’augmentation des niveaux de HIF-α par inhibition pharmacologique des DOCs chez l’homme pourrait être un moyen sûr d’augmenter les niveaux d’érythropoïétine pour la correction et la prévention de l’anémie et / ou pour produire d’autres aspects potentiellement bénéfiques de la réponse hypoxique.15

Notes de bas de page

  • Financement: soutenu en partie par la subvention n. UH1-HL03679-05 du National Heart, Lung and Blood Institute (VRG) et le Bureau de recherche sur la santé des minorités, par une subvention de l’Amgen et par les subventions des NIH n. 1 R01 HL079912-01 (VRG) et R01 HL50077-14 (JTP ).
  • Paternité et divulgationsles informations fournies par les auteurs sur les contributions des personnes énumérées comme auteurs et dans les remerciements sont disponibles avec le texte intégral du présent document à l’adresse suivante: www.haematologica.org .
  • Informations financières et autres fournies par les auteurs à l’aide de l’ICMJE (www.icmje.org ) Un format uniforme pour la divulgation des intérêts concurrents est également disponible à l’adresse suivante : www.haematologica.org.
  • Reçu le 7 avril 2011.
  • Révision reçue le 11 mai 2011.
  • Accepté le 16 mai 2011.
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