Syndrome de Liddle et canal sodium épithélial ( ENaC )

1. Syndrome de Liddle et canal sodium épithélial (ENaC) 31 mai 2012 Lise Lelandais

2. Plan • Syndrome de Liddle : présentation clinique et biologique • Bases génétiques du syndrome de Liddle • Canal sodium épithélial (ENaC) • Hyperactivation de ENaC dans le syndrome de Liddle • Traitement du syndrome de Liddle • Conclusion, perspectives

3. Syndrome de Liddle : une cause d'HTA monogénique • 1ère description en 1963 • Transmission autosomique dominante • HTA sévère, précoce (débute dans l'enfance) • HTA associée à hypokaliémie • Pénétrance incomplète • Conséquences : • Cérébro-vasculaires (AVC hémorragique) • Insuffisance rénale chronique • néphroangiosclérose • conséquences de l'hypokaliémie chronique (NTIC) Liddle et al., Trans. Assoc. Am. Physicians 1963

4. Syndrome de Liddle : une cause de pseudohyperaldostéronisme HTA sévère + hypokaliémie + alcalose métabolique + rénine et aldostérone basses =>pseudohyperaldostéronisme Jeunemaitre et al., J Hypertens 1997

5. Différentes étiologies du pseudohyperaldostéronisme • Causes endocriniennes : • Syndrome de Cushing • Excès de cortisol • Stimulation du récepteur des minéralocorticoïdes (effet « aldostérone like » des gluco-corticoïdes) • Hyperplasie congénitale des surrénales • Déficit affectant certaines enzymes impliquées dans la synthèse des stéroïdes • 2 formes d’HSC avec HTA et hypokaliémie par excès de désoxycorticostérone : déficit en 11hydroxylase et en 17 hydroxylase • Causes rénales : tubulopathies simulant un excès d'aldostérone : • Syndrome de Liddle (pseudo-hyperaldostéronisme de type 1) • Excès apparent en minéralocorticoïdes (AME-1) • Affection autosomique récessive • Déficit en 11 hydroxystéroïde déshydrogénase (11HSD) • Anomalie de l’inactivation du cortisol dans le tube collecteur : demi-vie augmentée.

6. Syndrome de Liddle : bases génétiques • Régression des anomalies (HTA et hypokaliémie) avec une transplantation rénale : => anomalie primitive = tubules rénaux (Botero-Velez et al., N Engl J Med 1994) => réabsorption excessive de sodium Hypothèse : mutation du canal sodium épithélial (responsable de la réabsorption de Na+ au niveau du tube collecteur) ? • Analyse de liaison au sein de familles atteintes : • Coségrégation de la maladie avec le gène codant pour la sous-unité béta de canal sodium épithélial (Shimkets et al., Cell., 1994) • Mutations identifiées par la suite : Gènes SCNN1B et SCNN1G (chromosome 16p) : sous unités β et ɣ du ENaC

7. Rôle du canal sodium épithélial (ENaC) • Tube collecteur : membrane cellulaire apicale • 1-3 % de la réabsorption totale de sodium • Rôle critique dans la régulation de la réabsorption sodée (FeNa : 0.5-5%) • Inhibé par l’amiloride • Réabsorption sodique couplée à excrétion de potassium Tube collecteur Capillaire péri-tubulaire

8. Composition du canal sodium épithélial • Polymère 3 sous-unités: • α : essentiel de la structure et la fonction du canal. • β , ɣ : rôle régulateur. • homologie de séquence Firsov et al., EMBO J, 1995 • Domaines N et C terminaux intracellulaires • 2 domaines trans-membranaires • 1 boucle extra-cellulaire (80% des aa) • 1 domaine PY (2Prolines-1AA-1Tyrosine) à l'extrêmité C-terminale Canessa et al., Nature, 1993

9. Régulation du canal sodium épithélial • Rôle du domaine PY dans la régulation de ENaC • Interaction avec Nedd4-2 (ubiquitine ligase) • Dégradation de ENaC Staub et al., EMBO J 1996

10. Rôle régulateur de l’aldostérone sur la réabsorption sodée • Récepteur des minéralocorticoïdes • Facteur de transcription ligand dépendant • Transcription de différents gènes • Na-K ATPase • Sgk1 (Debonneville et al., EMBO J, 2001) • kinase • Phosphorylation de Nedd4-2 • Inhibition de la dégradation de ENaC. => L’aldostérone active la réabsorption sodée au niveau du tube collecteur.

11. Mutations retrouvées dans le syndrome de Liddle Mutation non-sens Mutation frame-shift Mutation faux sens touchant le domaine PY Protéine tronquée ne contenant pas le domaine PY Domaine PY non fonctionnel Vehaskari et al., PediatrNephrol. 2009

12. Hyperactivation du ENaC dans le syndrome de Liddle Rotin, BMC Biochem. 2008 • Augmentation du nombre de canaux par diminution de leur dégradation => mutation gain de fonction

13. Conséquences des mutations retrouvées dans le syndrome de Liddle sur l’activité du ENaC Ovocyte de Xénope amiloride Mesures effectuées dans ce modèle : - Nombre de canaux à la surface cellulaire (nombre d’Ac fixés) - Activité globale des canaux INa= Nombre de canaux x probabilité d’ouverture ADNc Ɣ β α Ac anti-FLAG Activité globale de ENaC = courant sodique sans amiloride – courant sodique avec amiloride Ɣ β α β R564 stop L'activité de EnaC est corrélée au nombre de sous unités de EnaC à la surface cellulaire Hyperactivation de ENaC = augmentation du nombre de canaux à la surface des cellules + augmentation de la probabilité d'ouverture du canal Firsov et al., Proc Nat AcadSci USA,1996.

14. L'hyperactivation du ENaC aboutit au pseudohyperaldostéronisme Tube collecteur Na Expansion volémique, HTA K Capillaire péri-tubulaire SRAA hypokaliémie Rénine et aldostérone basses

15. Traitement du syndrome de Liddle • Régime hyposodé • Inhibiteurs du ENaC : • Amiloride à doses faibles (10 à 30 mg/j) : Jeunemaître et al., J Hypertens., 1997. • 1 mère et ses 3 enfants • Traités par AMILORIDE 20 mg/j • Normalisation de la TA et de la kaliémie • 11 ans de suivi • Triamtérène • Spironolactone inefficace • Dans les formes sévères avec insuffisance rénale terminale : transplantation rénale.

16. Résumé • Profil clinique : • HTA sévère, résistante, précoce. • transmission autosomique dominante, • conséquences cérébro-vasculaires et rénales • Profil biologique : • HTA • hypokaliémie • rénine et aldostérone basses => pseudohyperaldostéronisme • Bases génétiques : mutations activatrices des sous-unités béta et gamma de ENaC • Traitement : inhibiteurs de ENaC (amiloride)

17. Perspectives • Implications de polymorphismes de ENaC dans l’HTA essentielle ? (Baker et al., Hypertension, 2002). • Dans une population noire de Londres, variant T594M de la sous unité béta de ENaC (fréquence : 5%) • Association avec HTA avec hypokaliémie • Efficacité de l’amiloride dans le contrôle de l’HTA. Une partie des HTA « essentielles » rencontrées dans la population générale Sd de Liddle = HTA monogénique Mutation de ENaC Polymorphisme de ENaC Hyperactivation majeure de ENaC Hyperactivation modérée de ENaC HTA sévère, précoce HTA Efficacité de l’amiloride A suivre ...

18. Merci de votre attention.

19. Bibliographie

20. La réabsorption de sodium au niveau de ENaC est couplée à l’excrétion urinaire de potassium • La Na-K ATPase au pole basal pompe le Na+ hors de la cellule, le K+ à l’intérieur de celle-ci. • Potentiel de repos de la membrane basolatérale d’environ -70mV. • Le K+ intracellulaire peut sortir de la cellule par des canaux K+ situés des deux côtés de la cellule. -20mV -70mV Na+ Na+ Sang Lumière tubulaire Na-K ATPase K+ K+ • Gradient chimique de Na+ : entrée passive d’ions Na+ au pole apical de la cellule tubulaire par l’ENaC. • Dépolarisation de la membrane cellulaire apicale à - 20mV • Gradient électro-chimique en faveur de sortie du K+ du côté de la lumière tubulaire. • Couplage entre la réabsorption du Na+ et la secrétion de K+.

21. Hyperactivation du ENaC dans le syndrome de Liddle • Augmentation du nombre de canaux par diminution de leur dégradation • Perte du domaine régulateur PY • Augmentation de l'activité des canaux par augmentation de la probabilité d'ouverture • Perte d’un autre domaine modulant la probabilité d’ouverture ? Canessa et al., Nature, 1993 => mutations gain de fonction Firsov et al., EMBO J, 1995 Jasti et al., Nature, 2007

22. Présentations atypiques • Pénétrance incomplète pour l’HTA et l’hypokaliémie • HTA du nouveau-né • Cas recensé chez un nouveau-né (10 semaines de vie ) • Cas le plus précoce décrit dans la littérature. • HTA, absence d’antécédents familiaux • Résistance aux différents traitements anti-hypertenseurs (béta bloquants, IEC, anti-hypertenseurs centraux, inhibiteurs calciques, spironolactone) • Régression de l’HTA après traitement par amiloride, recrudescence à l’arrêt du traitement => diagnostic de sd de Liddle. Melander et al., Hypertension, 1998 Assadi et al., Pediatr Nephrol., 2003.

23. Canessa et al., Nature, 1993 Firsov et al., EMBO J, 1995 Jasti et al., Nature, 2007