Hémoglobine fœtale et hémopathies acquises

BIOCHIMIE, 1972, 54, 649-654.

COLLOQUE C.N.R.S. BASES M O L ~ C U L A I R E S DE LA P A T H O L O G I E .

11-13

s e p t e m h r e 1971.

Hdmoglobine f etale et hdmopathies acquises. ,]'. ROSA, Y. BEUZARD et B. BRUN (*).

Unit~ 91 d e I ' I N S E R M et D ~ p a r t e m e n t d e B i o c h i m i e - C H U

d e C r ~ t e i l (94).

S u m m a r y . - - T h o u g h t h e h u m a n 5' c h a i n of h a e m o g l o b i n h a s a p p e a r e d i n i t i a l l y to b e a d e f i n i t e c h e m i c a l c o m p o u n d , S c h r o e d e r et al. s h o w e d t h a t a t l e a s t t w o a n d p o s s i b l y f o u r 5' c h a i n loci a x e a,et:ive in h u m a n n e w b o r n . T h e s e g e n e s c o n t r o l t h e s y n t h e : s i s of t w o d i f f e r e n t t y p e s of 7 c h a i n s , t h e 05' a n d t h e A 7 c h a i n s , w h i c h differ a t l e a s t in t h e p o s i t i o n 1;36 w h e r e g l y c i n e is r e p l a c e d b y a l a n i n e . So, t h e r e a r e t w o d i f f e r e n t foetal h a e m o g l o b i n s w h i c h a r e trot s e p a r a b l e b y c h r o m a t o g r a p h y o r e l e c t r o p h o r e s i s . T h e i r l e v e l s a r e obtained` f r o m t h e r a t i o o f g l y e i n e a n d a l a n i n e a t t h e 136th r e s i d u e w h i c h i s i n c l u d e d in t h e t h i r d a n d l'ast p e p t i d e o b t a i n e d b y b r o m i d e c y a n o g e n (BrCN) h y d r o l y s i s of t h e 7 c h a i n : t h e 5'G'B3 p e p t i d e . S e h r o e d e r et al. s t u d i e d t h e v a r i a t i o n s of t h e level of t h e s e t w o c h a i n s d u r i n g t h e n o r m a l o n t o g e n i e d e v e l o p m e n t a n d in s e v e r a l c a s e s of h e r e d i t a r y p e r s i s t a n e e o f foetal h a e m o g l o b i n ( H P F H ) a n d ~ t h a l a s s e m i a s . In t h i s w o r k we s t u d i e d t h e 5" c h a i n s s y n t h e t i z e d in d i f f e r e n t t y p e s of a n e m i a , a p p a r e n t l y a c q u i r e d w i t h elevated' l e v e l of foetal h a e m o g l o b i n , w h e r e t h e h a e m o g l o b i n F level w a s i n c l u d e d betvceen 1' a n d 15 p. eenbt, s u c h a s refraci~ory a.naemi.as w i t h e x c e s s of m y e l o h l a s t s (BAEM), a c q u i r e d s i d e r o b l a s t i e idio,pathie a n a e , m i a s (ASIA), i d i o p a t h i c a p l a s t i e a . n a e m i a s , a n d s a m e variet,ies of l e u k e m i a s , e s p e c i a l l y j u v e n i l e m y e l o i d l e u k e m i a s (JML). 'We u s e d t h e m e t h o d d e s c r i b e d b y S e h r o e d e r w i t h s l i g h t m o d i f i c a t i o n s s i n c e o u r s a m p l e s w e r e r e l a t i v e l y p o o r in F h a e m o g l o b i n . A f t e r c h r o m a t o g r a p h y o n A m b e r l i t e Bior e x 70, the. Amha,cmo.globin F ha~emoglobin m i x t u T e w a s f r a c t i o n a t e d b y s t a r c h m a i z e b l o c k eleet~rophoresis, vch'ieh is a v e r y e f f i c i e n t m e t h o d t~o separatte a F/A~c m i x t u r e . T h e n , w e u s e d Biogel P I 0 instead~ o f P 1 0 0 f o r t h e s e p a r a t i o n o f t h e BrGN p e p t i d e s , s i n c e it s e e m e d to u s m o r e a p p r o p r i a t e f o r i s o l a t i o n , of t h e t h i r t e e n a m i n o - a c i d s 5' GB3 p e p t i d e . W i t h t h i s t e c h n i c , vce e x a m i n e d t h e 5' c h a i n s of t w o n o r m a l cord b l o o d , of t w o v e r y y o u n g e m b r y o s b l o o d a n d of e l e v e u p a t i e n t s . All of t h e m w h e r e p r e s u m e d , to h a v e a n a c q u i r e d h i g h l e v e l of foetal h a e m o g l o b i n e x c e p t o n e case, w h i c h w a s k n o w n a s a n H P F H c a s e a n d s h o w s t h e 0.4, 0.6 l e v e l o f G5' c h a i n d e s c r i b e d b y S e h r o e d e r in o n e c a t e g o r y of n e g r o casc.s. T h e level o f G5' and, A 5, c h a i n s o f t h e cord b l o o d t e s t e d a r e i d e n t i c a l to t h e r e s u l t s f o u n d b y S e h r o e d e r . T h e G5'/A 7 r a t i o of t h e e m b r y o s a r e i d e n t i c a l to t h o s e of th,e f u l l t e r m foetuses. Since t h e e m b r y o s w e r e r e s p e c t i v e l y t w e l v e a n d s i x t e e n w e e k s old it w o u l d p r o v e t h a t t h e A.5' g e n e is n o t r e p r e s s e d in t h e v e r y e a r l y t i m e of t h e foetal d e v e l o p m e n t . T h e m a j o r i t y o f t h e s t u d i e d p'_~hologlcal e a s e s (7 o u t o f 1~0') s h o w e d a GS'/AS" r a t i o v e r y close to 0.80 w h i c h is a r a t i o of t h e ¢ foetal >> t y p e . T h e o t h e r e a s e s h a d a r a t i o b e t w e e n 0.50 a n d 0.65 w h i c h is a r a t i o o b s e r v e d i n t h e n o r m a l a d u l t s . A m o n g t h e <> t y p e e a s e s , o n e case m u s t b e e x t r a c t e d b e c a u s e t h e high: l e v e l of its £oetal h a e m o g l o b i n is p r o b a b l y n o t d u e to i t s P K deficiency, b u t s e e m s to b e d u e to a n u n o b s e r v e d t y p e o f c a u c a s i a n HEPF'H. T h e K l e i h a u e r t e c h n i c s h o w e d in all o u r c a s e s a n h e t e r o g e n e o u s l y d i s t r i b u t e d F h a e m o g l o b i n e x c e p t i n t h e H P F H cases, a n d n o d i f f e r e n c e w a s n o t e d b e t w e e n t h e d i f f e r e n t o t h e r eases.

T h e p r o p o r t i o n o f G y a n d AS" c h a i n s in o u r p a t i e n t s s e e m s to b e u n c o r r e l a t e d w i t h t h e n a t u r e of t h e d i s e a s e , t h e lev,el of t h e h a e m o g l o b i n s y n t h e s i z e d , t h e s t a t e of t h e b o n e marro~¢¢ o r t h e n a t u r e of t h e t r e a t m e n t . T h e r e is p e r h a p s s o m e c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e l e v e l of t h e t o t a l h a e m o g l o b i n a n d t h e n a t u r e o f t h e 5' c h a i n s y n t h e s i z e d , s i n c e i n t h e c a s e s w i t h a n <) t y p e , t h e a n a e m i a w a s v e r y r e c e n t , a t t h e t i m e of t h e b l o o d s a m p l i n g a n d d u e to a n a c u t e h a e m o l y t i c c r i s i s . T h e s e r e s u l t s c l e a r l y showy t h a t l i k e i n ~ t h a l a s s e m i a s a n d H P F H , t h e n a t u r e of t h e 5' c h a i n s y n t h e s i z e d in t h e a c q u i r e d d i s e a s e s is v a r y i n g a c c o r d i n g to t h e c a s e s . T h e s y n t h e s i s of h i g h l e v e l AS' c h a i n in s o m e c a s e s of a c q u i r e d h i g h l e v e l of F h a e m o g l o b i n i n d i c a t e s t h a t t h e f o e t a l / a d u l t s~vitch-over of h a e m o g l o b i n s y n t h e s i s is m o r e c o m p l i c a t e d t h a t it h a s b e e n d e s c r i b e d u n t i l no~¢. It wi'l/1 b e i n t e r e s t i n g to f o l l o w t h e level of t h e d i f f e r e n t 5" c h a i n s a c c o r d i n g to t h e g e n e t i c or n o n g e n e t i c level of t h i s m e c h a n i s m . (*) Avec l a c o , l l a b o r a t i o n t e c h n i q u e de N. B r u n o .

J. R o s a , Y. B e u z a r d et B. B r u n .

650

Aprbs que la c h a i n e ~t de l ' h 6 m o g l o b i n e h u m a i n e ait 6t6 p e n d a n t longtelnps considOrOe c o m m e une p r o t 6 i n e unique, p a r f a i t e m e n t d6finie, S c h r o e d e r H u i s m a n e t ' coll. [1] d6montrOrent l ' e x i s t e n c e

5l¥ GI_¥ -~-----H~V-t

-t

61_¥

~

Les p r i n c i p a l e s caractOristiques de ces deux c h a i n e s sont rOsumOes sur la figure 1 qui r a p p e l l e , en outre, l ' h y p o t h 6 s e de S c h r o e d e r s u i v a n t laquelle ces c h a l n e s s e r a i e n t p r o d u i t e s p a r des gOnes non all61iques : 3 gbnes glycocolle, I g~ne alanine, r e n d r a i e n t c o m p t e de la p r o p o r t i o n 0,75 v G e t 0,25 ,t A r e n c o n t r 6 e dans le sang de c o r d o n .

glA ~-~///////////i/~A-

- - L ' O t u d e faite p a r W e a t h e r h a l l [2] sur u n e variOt6 mutOe de c h a i n e v la v a r i a n t e Malta off l ' o n n ' a pas r e t r o u v 6 ce p o u r c e n t a g e r e n d cette h y p o those m o i n s assurOe.

~--~/////f/////////J/z,--

--Les p r i n c i p a u x r6sultats obtenus chez les sujets n o r m a u x en f o n c t i o n de l'~ge et chez les sujets p o r t e u r s d ' u n e m u t a t i o n 't sont reprOsentOs sur le tableau I.

FIG. 1.

d'au m o i n s d e u x types de c h a i n e s ~t. Celles-ci ne diffOrent e n t r e elles que p a r la n a t u r e du rOsidu 136 qui peut 6tre : soit de l ' a l a n i n e , soit du glycocolle, dOfinissant ainsi deux vari6tOs de c h a i n e s "t : "t gly 136 et V Ala 13,6 sgmbolis~es : ,~ G et v A et p a r cons6quent, deux varidtOs diff6rentes d'hOmoglobine fcetale. Ces deux h6nloglobines fcetales ne sont sOparables, ni p a r 61ectrophorbse, ni p a r c h r o m a t o g r a p h i e ; l e u r p o u r c e n t a g e dans un mOlange p e u t 6tre dOtermin6 en m e s u r a n t la quantit6 de glycocolle et d ' a l a n i n e prOsente en p o s i t i o n 136. P o u r ce faire, il faut isoler le p e p t i d e C-terminal d ' u n h y d r o l y s a t obtenu p a r le broi n u r e de cyanogOne q u i isole ce p e p t i d e au n i v e a u de la mOthionine 132. E t a n t donn6 que ce p e p t i d e possbde de toute f a c o n deux alanines en 138 et 140, un mOlange des deux c h a i n e s v aura e n t r e 2.0 et 3.0 a l a n i n e et e n t r e 1./) et 0.0 rOsidus de glycocolle.

- - On note que chez l'adulte, le r a p p o r t g l y / a l a , tend vers I ou mOme lui d e v i e n t infOrieur. Les sujets p o r t e u r s d ' u n e m u t a t i o n au n i v e a u de la c h a i n e ~ a v a i e n t dans cette c h a i n e au n i v e a u 13~6 soit 100 p. cent de glycocolle, soit 100 p. cent d ' a l a n i n e , ce qui m o n t r a i t c l a i r e m e n t q u ' i l ne s'agissait pas d ' u n e ambiguit6 de lecture, mais bien d ' u n e diffOrence au n i v e a u gOn6tique. D ' a u t r e part, le r a p p o r t G / A = 0,75 trouv6 darts de trbs n o m b r e u x sangs de c o r d o n 61iminait toute possiblit6 d'hOtOrozygotie de gOnes all61es, c a r il 3r aurait dfi s t a t i s t i q u e m e n t y a v o i r des h o m o z y g o t e s avec un r a p p o r t de 0 ou de 1. Le tableau I r a p p e l l e 6galement les rOsultats obtenus p a r S c h r o e d e r et coll. [3, 4] clans des 6tudes sur les p e r s i s t a n c e s h6r6ditaires d'hOmoglobine fcetate. Ces 6tudes o u t rOvO16 u n e g r a n d e

TABLEAU I.

T a u x de ~G et ~A dans le sang de cordon, chez des m u t a n ~ au cours des persistances hdr~ditaires d'h~moglobine [ ~ t a l e (HPFH) d'apr~s Schroeder. % yG

% yA

F de nouveau_nO

75

25

F d'adulte n o r m a l

50

50

F d'hOmoglobine a n o r m a l e

100

0

0

100

par m u t a t i o n de chaine P e r s i s t a n c e h~r~ditaire

1

de

:#0

H~rnoglobine f~tale VaridtOs noires P e r s i s t a n c e hOr6ditaire d (Hb F)

¥ariOt6 grecque

BIOCHIMIE, 1972, 54, n ° 5 - 6.

100

--V-

100

50

50

60

40

0

100

G~nes distincts

6vidents

Hdmoglobine foetale et hdmopathies acquises. c o m p l e x | t 6 dans le s y n d r o m e . Ainsi, la vari6t6 grecque poss~de en 136 seulement de l'alanine, au c o n t r a i r e , diff6rentes families n o i r e s ont moutr6 des t a u x g6n6tiquement d6termin6s de glycocolle et a l a n i n e p e r m e t t a n t une nouvelle c l a s s i f i c a t i o n peut-Stre e n c o r e t e m p o r a i r e des p e r s i s t a n c e s d'h6m o g l o b i n e fcetale. Une 6rude a 6galement 6t6 faite

651

P u i s q u e la s i g n i f i c a t i o n d e c e t t e m u l t i p l i c i t 6 d e chaines v n'est pas encore reconnue, nous avons pens6 qu'il serait int6ressant : 1. d e r e c h e r c h e r q u e l s 6 t a i e n t les p r o d u i t s d e s g6nes v au cours des affections h6matologiques a p p a r e m m e n t n o n g 6 n 6 t i q u e m e n t d 6 t e r m i n 6 e s et qui s'accompagnent d'une forte 616vat|on d'h6mog l o b i n e fcetale.

1 ABLEAU II.

Classification des ~ thalass~mies.

Classification

aneienne

Type I

:ChaIne } =

0

An6mie -~---~---}-

Type [[

Chaine ~ :

0

An6mie

Type I[ [

Chalne ,~ 7z5 0 - - Type

Nouvelle classification fonction du t a u x de "l CB:~

Noirs

Andmie +

I (adulte) (Ala)

- - Type I[ (adulte) (Ala) (nouveau-n6) (Gly)

Caucasiens

Type II (nouveau_n~) (Gly)

D'a, pr~s S chroe4er et toll [5]. a u c o u r s d e s f~ t h a l a s s 6 m i e s [5], I n a i s i e i e n c o r e la situation n'est pas encore clairemeut 6tablie ( T a b l e a u II).

HEMOLYSAT Amberlite

2. d e v o i r si l ' o n p o u v a i t t r o u v e r u n e corr61at i o n q u e l c o n q u e e n t r e le t y p e d e s y n t h 6 s e et l a nature de l'affection ou sa p~riode 6volutive.

I

t?

Tampon n°2

C M Sephadex

>

Bloc d'amidon

>

D~sh6mlnisation

A I ÷ F PROTEIhlES N O N HEMINICIUES ]

i 1

]

non h6mlniques

17 F

J

~c~ 2/'5 2 modifi6e

Hb A 1

le

~ Heine 1

PEPTIDES D'HYDROLY$ E Sephadex G 25

t~ "I'CB3 ISOLE

AG 1X 2

Hydroiyse HC|

~>

Proteines

It A]-+ F

GLOBINE F

Hydrolyse Br, C N Lyophylisatlon

Hb adulte

AI'[c&2 f'~2

1 t~

1 m(C BlC~CB2~C B3

J

]

~ CBI"I~CB2

Analyse d'acldes amines

FIG. 2. - - Proe6dure e x p 6 r i m e n t a l e suivie p o u r isoler h l'~tat de puretd les y CBa et ]es analyses.

BIOCHIMIE, 1972, 54, n ° 5 - 6.

J. Rosa, Y. B e u z a r d et B. B r u n .

652

L a p r o c 6 d u r e s u i v i e p o u r d 6 t e r m i n e r le p o u r c e n t a g e r e s p e c t i f de ces d e u x c h a i n e s est r e p r 6 sent6 s u r la figure 2.

d o n de m a i s en t a m p o n t r i s - E D T A b o r a t e [6] q u i s'est r6v616e 6tre u n m i l i e u e x t r 6 m e m e n t s 6 p a r a t e u r d ' u n m61ange A / F ; F et A m n o t a m m e n t s o n t p a r f a i t e m e n t s6par6s. P o u r le reste, n o u s a v o n s op6r6 c o m m e S c h r o e d e r , u t i l i s a n t c e p e n d a n t s o i t du B i o g e l P10, soit du S 6 p h a d e x G25 p o u r isol e t le p e p t i d e b r o m u r e de c y a n o g 6 n e n ° 3 dit <~"y CB3 >> d o n t les 13 r 6 s i d u s f o r m e n t l ' e x t r 6 m i t 6 C t e r m i n a l e de la c h a i n e 't et c o n t i e n n e n t le r6s i d u 136 (fig. 3).

Chagne a = CBI

~ CB2

a CB3

(

" "2 I" (32)

(44)

(65)

y CBI

N H2

{ coo~

I y Cg~

y C~3

l

Cha~ne y

(55)

(68)

(13)

- - A l ' a i d e de cette m 6 t h o d e , n o u s a v o n s dos6 le t a u x de ,I G et v A d ' h 6 m o g l o b i n e F, de n o m b r e u x sujets a d u l t e s ou d ' e n f a n t s du 2 ~ hge a t t e i n t s d ' a n 6 m i e s a p l a s t i q u e s a c q u i s e s , de l e u c o s e s aigufis et d ' a n 6 m i e s r 6 f r a c t a i r e s .

Fro. 3. - - Cette figure repr6sente les produits de elivage d'h6moglob.ine F obtenus apr6s action du bromur.e de cyanog6ne BrCN. Ce~ui-ci coupe la chaine u en trois parties, ainsi que la chalne ~. Le peptide V C~:3 qui coutient le r6sidu n ° 136 de la c,haln.e y est le plus petit de tous. Sa taille permet son isolement par chromatographie sur tamis mol6culaire, car il n'est constitu~ que d,e seulement 13 aeides am, in6s.

- - N o u s a v o n s p a r a i l l e u r s e x a m i n 6 le s a n g de d e u x foetus, d o n t F u n a v a i t 16 s e m a i n e s et l ' a u t r e 20 s e m a i n e s et c h e z q u i n o u s a v o n s r e t r o u v 6 u n r a p p o r t g l y / a l a i d e n t i q u e h c e l u i que l ' o n t r o u v e h la n a i s s a n c e . Ces r6sultats s o n t r e p r 6 s e n t 6 s s u r le t a b l e a u I I I et le t a b l e a u IV.

Comme nous a v o n s 6tudi6 des 616rations a c q u i s e s de l ' h 6 m o g l o b i n e F q u i p o s s 6 d e n t e n g6n6ral u n t a u x b e a u c o u p p l u s f a i b l e de F q u e c e u x r e n c o n t r 6 s au c o u r s des t I P F H ou des ~ thalass6mies, nous avons accord6 un soin sp6cial h l ' i s o l e m e n t h l'6tat de p u r e t 6 m a x i m u m de c e t t e h 6 m o g l o b i n e F. N o u s a v o n s d o n c 61imin~ les N H P p a r c h r o m a t o g r a p h i e s u r G M - S 6 p h a d e x q u i ne l a i s s e q u e des t r a c e s d ' a n h y d r a s e s c a r b o n i q u e C, c h r o m a t o g r a p h i 6 l ' h 6 m o g l o b i n e s u r A m b e r l i t e et p u r i f i 6 l'61uat p a r 6 1 e c t r o p h o r 6 s e s u r b l o c d ' a m i -

S u r le p r e m i e r des d e u x , on p e u t v o i r q u e t o u s ces sujets s y n t h 6 t i s a i e n t des c h a i n e s v d a n s le r a p p o r t q u i est c e l u i d u foetus. I1 ne s e m b l e p a s y a v o i r de corr61ation e n t r e c e t t e vari6t6 de r 6 s u l t a t s et l ' 6 t i o l o g i e , le t a u x de l ' h ~ m o g l o b i n e foetale synth6tis6e, l ' i m p o r t a n c e de l ' a n 6 m i e ou le t r a i t e m e n t p u i s q u e c e r t a i n s 6 t a i e n t IlL

TABLEAU

Pourcentage de vG et 7A obtenus d partir de su]ets atteints de diffdrentes anJmies. Sujets Mai

1

N°

Conditions

Gly [ Ala

I

.......

5

Mai ~. . . . . . .

5

- - I

I I

Somme % F .

.

.

I

Traitements Androg~nes Corticoides

.

An~mie rSfractalre

0,84

2,21

3,05

14

7,7

,,,,

0,86

2,09

2,95

8

6,8 ))J

y ........

"--I

]

6

i

Andmie rdfracta're

---q

. . . . . . .

0,81

2,40

3,21

1

I

6,9

Androg~nes Antimitotiques Antimitotiques

- - i - Dia Fr

9

lCloq . . . . . . . .

. . . . . ' Leucdmie my61omonocytaire 0,76

10

hplasie

IO,~-I

] Out . . . . . . . ~ !

--I - - J - - 5,7 -] 2 17 2,93 L 58 2,31 - 3 , , 13--[ ~

-~1

i 1~

~

p

l

a

s

i

~

r

0~-82" 2 , 1 ~ 2 , 9 ~

L

2

Antimitotiques Androg~nes arr6t4s depuis 18 m.

4,~ Cor ticoides

CourCar". . . . . . . .

14

Andmie h~molytique cong.

~

~

3~-

25 ~ Androg~nes depuis 2 mois

BIOCH1MIE, 1972, 54, n ° 5 - 6.

Hdmoglobine fvetale et h d m o p a t h i e s acquises. soumis fi de fortes doses d'androg6nes, c e p e n d a n t que d'autres sujets r e c e v a i e n t des a n t i m i t o t i q u e s et pas d'androg6nes. - - Au contraire, sur le tableau IV sont pr6sents des r6snltats oppos6s, c'est-h-dire que clans 3 cas u n r a p p o r t G/A v o i s i n de 0,50 a 6t6 retrouv6,

653

c h a i n e s a libres et a y a n t t e n d a n c e h p r 6 c i p i t e r et d ' a u t r e p a r t am61iore l'h6matose. De m6me, p l u s i e u r s articles [7, 8] ont d6montr6 que la pr6senee d ' u n taux 61ev6 d'h6moglob i n e F 6tait u n a r g u m e n t 6volutif favorable all cours des an6mies aplastiques.

TABLEAU IV.

Pourcentage de 7G et 7A obtenus it partir de su)ets atteints de diffdrentes andmies. Sujets Ber ~ . . . . . . .

NO

Condition

15

Aplasie

Pas d'androgbne (arr6t~s depuis 6 roots)

Aplasie

Androg~nes

Aplasie Del . . . . . . . . . Cout ~ . . . . . .

Gly

0,66

Ala

Somme_% F I

2,42

3,08

10

5,8

1 7

Aplasie

Traitements

Androg6nes Androg6nes

An~mie sid~roblastique 0,50

2,48 ] 2,98

Cout ~ . . . . . . Fri . . . . . . . . . (9 roots)

I

9

0

Androg6nes Androg6nes

~

Leucfimie mydloblastique

Antimitotiques

Noter, l'~volution au cours du temps du taux ~/G/~tA du sujet n ° 17. c'est-~-dire celui que l ' o n obtieut chez l'adulte. Certes ces malades a v a i e n t 0 6 transfus6s, mats en a u c u n cas (sauf si les d o n n e u r s 6taient des HPFH), ces t r a n s f u s i o n s n ' a u r a i e n t p u a m e n e r plus de 0,5 p. cent de F, alors que ces malades a v a i e n t entre 10 et 20 p. cent de F, l ' a p p o r t de c h a i n e vA p a r t r a n s f u s i o n peut donc 6tre n6glig6. Ici encore, l'~tiologie, le traitement, It taux de F ou l ' i m p o r tance de l ' a n 6 m i e ne f o u r n i s s e n t pas de fil c o n d u c teur an type de synth~se observ6. Une d o n n 6 e 6volutive a ~galement 6t~ o b t e n u e : u n de nos cas a pr6sent6 u n taux de type adulte, puts aprbs quelques semaines, u n taux de type foetal et ensuite est r e v e n u au taux intial. ]1 s'agissait d ' u n e an6mie r6fractaire qui rebut ~ la suite d ' u n e pouss6e u n trbs i m p o r t a n t t r a i t e m e n t p a r androg6nes ( c a s n ° 16).

On peut u t i l e m e n t classer les taux 61ev6s d'h6moglobine F e n 1. r e t a r d de d i s p a r i t i o n 2. r 6 a p p a r i t i o n

La premiere categoric comprend : - - la dr6p. anocytose homozygote les ~ thalass6mies - - l e s p e r s i s t a n c e s h6r6ditaires d'h6moglobine foetale. certaines trisomies an6mies aplastiques cong6nitales (maladies de F a n c o n i ) . - -

-

-

l

e

s

La deuxi~me categoric comporte des affections tr~s diverses : - - an6mies aplastiques acquises leucoses et quelques autres an6mies au cours de maladies malignes an6mies m6galoblastiques B i e r m 6 r i e n n e s ou non Bierm6riennes certaines affections t h y r o i d i e n n e s , telles que les thyrotoxicoses.

- -

La pr6sence d'h6moglobines F apr6s la naissance soul6ve donc u n g r a n d h o m b r e de probl6mes. - - Sans a u c u n doute, dans de n o m b r e u x cas la pr6sence d ' h 6 m o g l o b i n e F est utile. C'est p a r exemple, le cas chez les homozygotes d r 6 p a n o c y taires off la pr6sence d ' h 6 m o g l o b i n e F dans les globules rouges est u n facteur d i m i n u a n t la tend a n c e /( la falciformation. De m6me, au cours des {~ thalass6mies la pr6sence de chaines ,/ d i m i n u e la quantit6 de

BIOCHIMIE, 1972, 54, n ° 5 - 6.

- -

- -

Au cours de toutes ces affections de la deuxi~me cat6gorie, u n e d i s t r i b u t i o n h6t6rog~ne de l'h6moglobine F a 6t6 observ6e p a r la t e c h n i q u e de Kleihauer [9]. Dans certains cas des p h 6 n o t y p e s pl6iotropiques ont 6t6 observ6s, avec en plus de l'616vation de l'h6moglobine F, des m o d i f i c a t i o n s

654

J. Rosa,

Y. Beuzard

enzymatiques, catalase, anhydrase carbonique B [10] a c t i v i t 6 e n p y r u v a t e kinase, hexo-kinase [11] p h o s p h o f r u c t o - k i n a s e [12], d e s m o d i f i c a t i o n s d e s a n t i g 6 n e s d e s u r f a c e [13]. Avant la d6monstration de 1'existence d'au m o i n s d e u x v a r i 6 t 6 s de g b n e s ?, les m 6 c a n i s l n e s s u r l a p e r s i s t a n c e o u la r 6 a p p a r i t i o n d ' h 6 m o g l o bine F n'6taient pas parfaitement clairs, mats sch6matiquement deux explications 6taient propos6es, o n p e n s a i t q u ' i l s ' a g i s s a i t : otx d ' u n e d 6 r 6 p r e s s i o n d e l a s y n t h 6 s e d e F, p r o b a b l e m e n t l o c a l i s 6 e a u n i v e a u g 6 n 6 t i q u e [14] SOIT d ' u n e s 6 1 e c t i o n c l o n a l e d e s 6 1 6 m e n t s 6 r y throides comp6tents en synthbse d'h6moglob i n e F. Les 6 t u d e s f a i t e s p a r H u i s m a n et S e h r o e d e r s u r les H P F H et les ~ t h a l a s s 6 m i e s o u t m o n t r 6 q u e l a situation 6tait en fair beaucoup plus compliqu6e q u ' o n n e le p e n s a i t a u p a r a v a n t . D'une facon parallble, nos observations mont r e n t q u e la r 6 a p p a r i t i o n d ' h 6 m o g l o b i n e F n ' e s t p a s d u e h u n m 6 c a n i s m e s i m p l e El5]. Certes, la r 6 a p p a r i t i o n d ' h 6 m o g l o b i n e F a v e c u n r a p p o r t v G / y A i d e n t i q u e h c e l u i d u foetus p e u t 6tre expliqu6e : SOIT p a r u n m 6 c a n i s m e c l o n a l : r 6 v e i l d e c e l l u l e s d e t y p e foetal d o r m a n t e , SOIT p a r u n e a c c 6 1 6 r a t i o n d e s p h a s e s d e m a t u r a t i o n [16]. P a r c o n t r e , d e t e l s m 6 c a n i s m e s s o n t t r b s diffic i l e s h i m a g i n e r clans les c a s ofl n o u s a v o n s r e t r o u v 6 d e s t a u x 61ev6s d ' h 6 m o g l o b i n e F a v e c u n t a u x y A / T G d e t y p e a d u l t e . II t a u t d a n s c e s c a s imaginer qu'il s'agit d'une acc616ration globale de l a s y n t h ~ s e d e s h 6 1 n o g l o b i n e s foetales i r b s f a i b l e m e r i t s y n t h 6 t i s 6 e s c h e z l ' a d u l t e plutS¢ q u ' u n m 6 c a n i s m e s61ectif° Ces v a r i a t i o n s e n f o n c t i o n d u t e m p s demandent 6galement h 6ire interpr6t6es. N o u s e s s a y o n s a c t u e l l e m e n t d ' 6 1 u c i d e r ces p r o blbmes en 6tudiant la r6ponse de moelles raises en c u l t u r e d e t i s s u s , h d i f f 6 r e n t s e f f e c t e u r s p a r r o t lesq u e l s , les a n d r o g ~ n e s , les h o r m o n e s l h y r o i d i e n n e s et l ' 6 r y t h r o p o i 6 t i n e . R e m e r c i e m e n t s . - - Ce t r a v a i l a 4t6 effectu6 grfiee h l'aide de la Fon.dation p o u r la Recherche M6dicale Fran~aise, h la Ligue du cancer et h u n e subven:tion m u n i c i p a l e de la ViHe de Paris. BIBLI.OGRAPH'IE. 1. Schroeder, W. A., H u i s m a n , T. J., Shelton, J. R. a She]ton, J. B. (196.8) Evidence for m u l t i p l e struct u r a l genes for the y c h a i n of h u m a n foetal h a e m o g l o b i n . Proe. Nat. Acad. Sci. U. S., 60, 537. BIOCHIMIE, 1972, 54, n ° 5 - 6.

et B. Brun. 2. Cauchi, M. N., Clegg, J. B. ~ W e a t b e r a l l , D. J. (10~69) Hb F Malta, A new foetal h a e m o g l o b i n v a r i a n t e w i t h a h i g h incidence in Maltese i n f a n t s . Nature, 223, 311. 3. H u i s m a n , T. J., Schroeder, W. A., Dozy, A. M., Shelton, J. R., Shelton, J. B., Boyd, E. M. a Apell, G. (1969) Evidence for m u l t i p l e s t r u c t u r a l genes for the chain of human, foetal h a e m o g l o b i n in h e r e d i t a r y persistence of foetal h a e m o g l o b i n . Ann. N. Y. Acad. Sci., 161, 1, 320. 4. H u i s m a n , T. J., Schroeder, W. A., S t a m a t o y a n n o oulos, G., Bouver, N., Shelton, J. R., Shelton, • B. a Apell, G. (19'70) The n a t u r e of foetal h a e m o g l o b i n ill greek cases of the heredLitary persistence of foetal h a e m o g l o b i n w i t h a n d w i t h o u t c o n c u r r e n t ~3-thalassemia. J. Clin. Invest., 19, 1035.

~

5. Schroeder, W. A., H u i s m a n , T. J., Shelton, J. R., Shelton, J. B., Apell, G. a Bouver, N. (1970) Heterogeneity of foetal h a e m o g l o b i n in ~ - t h a l a s s e m i a of the negro. Amer. J. H u m a n . Genet., 22, 505. 6. Goslin, J. ~ Motulsky, A. G. (li968) P r o d u c t i o n of foetal h a e m o g l o b i n in m a r r o w cultures of h u m a n adults. Nature, 217, 5~69. 7. Beaven, G. H., Ellis, M. S. ~ White, J. C. (1960) Studies on h u m a n foetal h a e m o g l o b i n II Foetal haemogh~bin levels in h e a l t h y c h i l d r e n a n d adults an& in certain h a e m o t o l o g i c a l disorders. Brit. J. Haemat., 6, 201. 8. S t o h l m a n , F. J., Lucarelli, B., Ho~vard, D., Morse, B. a Leventhal, B. (19J6~) Regulation of e r y t h r o poiesis XVI cytokinet,ic p a t t e r n s in discord ers of erythropoiesis. Medecine, 43, 6. 9. Kleihauer, E. & Be tke, K. (1960) P r a k t i s c h e anw e n d u n g des n a c b w e i s s yon Hb F h a l t i g e n Zellen in fixierten b l u t a u s s t r i c h e n . I n t e r n i s t (Berlin), 6, 292. 10. Weatherall, D. J., Edwards, J. A. ~ Donohoe, W. T. A. (1968) H a e m o g l o b i n a n d red: cell enzyme changes in j u v e n i l e myeloid leukaemia. Brit. Med. J., 1, 679. 11. Holmes, E. W. Jr, Malone, J. I., Winegrad, A. I., Oski, F. A. a Cox, G. S. (1967) Hexokinase isoenzymes in h u m a n e r y t h r o c y t e s : association of type II w i t h foetal h a e m o g l o b i n . Science, 156, 646. 12. Rochant, H., Dreyfus, G., Bougherra, M. & Ton T h a t Hot. R e f r a c t o r y a n a e m i a s , p r e l e u k a e m i c condit i o n s and' foetal erythropo.iesis. Blood (sous presse). 13. Dreyfus, B., Rochant, H. ~ Sultan, C1. (1~969) An6mies rdfractaires e n z y m o p a t h i e s acquises des cellules souches h6matopoietiques. Nelle. R e v u e Fran~aise Hdmat., 9, 65. 14. Zuckerka~ndl, E. (1964) Contro~l.ler gene disea,se. The operon model app~icated to ~ - t h a l a s s e m i a . F a m i lial foetal h e m o g l o b i n e m i a a n d the n o r m a l switch f r o m the p r o d u c t i o n of foetal Hb to t h a t of a d u l t s Hb. J. Mol. Biol., 8, 128. 15. Rosa, J., B.euzard, Y., Brun, B. a Toulgoat, N. (19'71) Evid!ence for various Types of Synthesis of Hum a n V Chains of H a e m o g l o b i n in Acquired Haematogical Disorders Nature new Biology, vol. 233, S e p t e m b e r 22. 16. Baglioni, C. Correlations between genetics and chem i s t r g of h u m a n hemoglobin. Taylor, J. H. (ed.). Molecular Genetics pt. 1., p. 405 - - Academic P r e s s NY.