Intérêt de la biopsie musculaire chez l’enfant en 2012

revue neurologique 169 (2013) 632–639

Disponible en ligne sur

www.sciencedirect.com

Pathologie musculaire

Inte´reˆt de la biopsie musculaire chez l’enfant en 2012 Muscle biopsy in children: Usefulness in 2012 J.-M. Cuisset a,*,b, C.-A. Maurage c, A. Carpentier b,d, G. Briand e, A. The´venon b,f, N. Rouaix g, L. Valle´e a Service de neurope´diatrie, hoˆpital Roger-Salengro, CHRU, rue du Professeur-E´mile-Laine, 59037 Lille cedex, France Centre de re´fe´rence des maladies neuromusculaires, CHRU, 2, rue Andre´-Verhaeghe, 59037 Lille cedex, France c Service de neuropathologie, centre de biopathologie, CHRU, 2, avenue Oscar-Lambret, 59037 Lille cedex, France d Centre de re´e´ducation fonctionnelle pe´diatrique Marc-Sautelet, 10, rue du Petit-Boulevard, 59650 Villeneuve-d’Ascq, France e Service de biochimie me´tabolique, centre de biopathologie, CHRU, 2, avenue Oscar-Lambret, 59037 Lille cedex, France f Service de me´decine physique, hoˆpital Swynghedauw, CHRU, rue Andre´-Verhaeghe, 59037 Lille cedex, France g Unite´ de neurobiologie, centre de biopathologie, CHRU, 2, avenue Oscar-Lambret, 59037 Lille cedex, France a

b

info article

r e´ s u m e´

Historique de l’article :

La biopsie musculaire repre´sente un acte essentiel dans le diagnostic e´tiologique des

Rec¸u le 2 juillet 2012

maladies neuromusculaires, principalement des myopathies. Nous rapportons l’e´valuation

Rec¸u sous la forme re´vise´e le

du rendement de la biopsie musculaire dans une population de 415 enfants par l’e´tude

10 novembre 2012

re´trospective de 419 biopsies musculaires re´alise´es entre le 1/01/2000 et le 31/12/2009,

Accepte´ le 27 novembre 2012

incluant l’analyse de la chaıˆne respiratoire en spectrophotome´trie pour 87 enfants. Les

Disponible sur Internet le

diagnostics retenus e´taient : myopathie conge´nitale dans 194 cas dont 15 myopathies

28 aouˆt 2013

conge´nitales structurelles ; dystrophie musculaire (DM) progressive dans 75 cas dont

Mots cle´s :

primitives ; amyotrophie spinale dans neuf cas dont six atypiques ; myopathie me´tabolique

Myopathie

dans 32 cas dont 19 myopathies mitochondriales ; ence´phalomyopathie dans 55 cas dont

57 dystrophinopathies ; DM conge´nitale dans 16 cas dont six me´rosinopathies

Enfant

27 avec une anomalie de la chaıˆne respiratoire. Dans 183 cas, la biopsie musculaire, en

Biopsie musculaire

objectivant des anomalies histologiques majeures, a permis une orientation e´tiologique. Dans 85 % des dystrophies musculaires, l’identification du de´ficit prote´ique a autorise´ le

Keywords:

diagnostic ge´ne´tique. Dans 15 % des myopathies conge´nitales, elle a oriente´ l’e´tude ge´nique.

Myopathy

Dans les dystrophinopathies, la quantification du de´ficit en dystrophine a pu de´finir le

Children

phe´notype clinique. Ainsi, dans le diagnostic des myopathies de l’enfant, la biopsie mus-

Muscle biopsy

culaire demeure incontournable, permettant, dans cette se´rie, une orientation ge´ne´tique pre´cise dans 45 % des cas. # 2013 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s.

* Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected], [email protected] (J.-M. Cuisset). 0035-3787/$ – see front matter # 2013 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s. http://dx.doi.org/10.1016/j.neurol.2012.11.011

revue neurologique 169 (2013) 632–639

633

abstract Muscle biopsy is a mainstay diagnostic tool for investigating neuromuscular disorders in children. We report the yield of pediatric muscle biopsy in a population of 415 children by a retrospective study of 419 biopsies performed between 1/01/2000 and 31/12/2009 in a neuropediatric department, including mitochondrial respiratory chain analysis for 87 children. Two hundred and fifty-five biopsies were from boys (61%) 164 from girls (39%). Their mean age at biopsy was 6.5 years; 155 (37%) biopsies were obtained before the child was 5 years old. Final histopathological diagnoses were: congenital myopathy (n = 193, including 15 structural congenital myopathies); progressive muscular dystrophy (n = 75 [18%] including 57 dystrophinopathies); congenital muscular dystrophy (n = 17, including six primary merosinopathies); dermatomyositis (n = 11); spinal muscular atrophy (n = 9, including six atypical spinal muscular atrophies); metabolic myopathy (n = 32, including 19 mitochondrial myopathies); encephalomyopathy (n = 53 [13%], including 27 with a mitochondrial respiratory chain defect). Pathological diagnosis remained undetermined in 16 cases. In 184 patients (44%), the muscle biopsy revealed specific histopathological anomalies (dystrophic process; specific ultrastructural abnormalities; perifascicular atrophy; neurogenic atrophy; metabolic anomalies) enabling a precise etiological diagnosis. For 85% of progressive muscular dystrophies, the biopsy resulted in a genetic diagnosis after identification of the protein defect. In 15% of the congenital myopathies, histopathological anomalies focused attention on one or several genes. Concerning dystrophinopathies, quantification of dystrophin deficiency on the biopsy specimen contributed to the definition of the clinical phenotype: Duchenne, or Becker. In children with a myopathy, muscle biopsy is often indispensable to establish the etiological diagnosis. Based on the results from this series, muscle biopsy can provide a precise orientation in 45% of patients, leading to a genetic hypothesis. # 2013 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

1.

Introduction

La biopsie musculaire est un acte essentiel dans les investigations a` vise´e e´tiologique des maladies neuromusculaires de l’enfant, principalement dans les myopathies ou` elle est souvent un examen comple´mentaire indispensable. En l’absence de donne´e clinique e´vocatrice d’une affection pre´cise, elle peut objectiver des anomalies histopathologiques permettant une premie`re orientation e´tiologique telles un processus dystrophique, une atrophie neuroge`ne, une de´sorganisation sarcome´rique ou des inclusions cytoplasmiques de la fibre musculaire compatibles avec une myopathie conge´nitale structurelle. Dans le cas ou` les donne´es cliniques, e´ventuellement associe´es a` une augmentation des CPK plasmatiques, permettent d’e´voquer une dystrophie musculaire (DM), la biopsie musculaire recherchera, outre la confirmation d’un processus dystrophique, le de´ficit prote´ique primitif, dont la mise en e´vidence permet la demande d’analyse ge´ne´tique approprie´e. Nous avons e´tudie´ son rendement dans une population de 415 enfants suspects de maladie neuromusculaire, ayant be´ne´ficie´ d’une biopsie musculaire entre 2000 et 2009.

2.

Patients et me´thodes

Nous avons analyse´ re´trospectivement 419 biopsies musculaires re´alise´es entre le 1/10/2000 et le 31/12/2009 dans le service de neurope´diatrie du centre hospitalier re´gional et universitaire de Lille aupre`s de 415 enfants suspects de maladie neuromusculaire. La biopsie musculaire, apre`s

ve´rification de la biologie de l’he´mostase (he´mogramme, taux de prothrombine, temps de ce´phaline active´e) e´tait re´alise´e le plus souvent au niveau du quadriceps, a` ciel ouvert, sous anesthe´sie locale et pre´me´dication selon le protocole suivant : enfant laisse´ a` jeun huit heures avant la biopsie, e´tude pre´alable de l’he´mostase, Hydroxyzine1 : 1 mg/kg per os et patch d’Emla1 au niveau du site de la biopsie deux heures avant, Nalbuphine1 : 0,20 mg/kg (maximum : 20 mg) en perfusion intraveineuse de 20 minutes et une demi heure avant, et Midazolam1 : 0,3 mg/kg en intrarectal (maximum : 10 mg) dix minutes avant la biopsie musculaire. Le geste de´butait par une injection intramusculaire de xylocaı¨ne a` 1 % au niveau du site de la biopsie, suivi en cas de persistance d’une douleur, d’une inhalation de protoxyde d’azote (MEOPA) au masque bucco-nasal a` un de´bit entre 6 et 9 L par minutes pour une dure´e n’exce´dant pas 45 minutes. Un monitorage de l’ECG, des fre´quences cardiaque et respiratoire, et de la saturation arte´rielle en oxyge`ne, e´taient re´alise´s, d’une demi heure avant a` deux heures apre`s la fin de la biopsie musculaire. Le fragment de muscle pre´leve´ e´tait place´ dans un tube sec, lequel e´tait de´pose´ sur des glac¸ons pour le transport jusqu’au laboratoire d’anatomie pathologique. Pour les cas ne´cessitant une e´tude de la chaıˆne respiratoire mitochondriale, le fragment de muscle e´tait de´pose´ dans un tube sec, lequel e´tait extemporane´ment place´ dans un thermos d’azote liquide pour le transport jusqu’au laboratoire. Le muscle e´tait pre´pare´ pour la microscopie optique et e´lectronique. Des fragments e´taient pre´pare´s pour l’inclusion en paraffine et pour la conge´lation. Le muscle e´tait congele´ dans un Becher rempli d’isopentane, place´ dans de l’azote liquide. L’histochimie et l’histoenzymologie comportaient l’e´tude des colorations suivantes : trichrome de Gomori

634

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(TG), haematoxyline/e´osine (HE), huile rouge, noir Soudan, periodic acid-Schiff (PAS), et la coloration oxydatives : cytochrome C oxydase (COX), succinyl de´shydroge´nase (SDH), NADH te´trazolium re´ductase (NADH-TR), l’ATP-ase a` pH 4,6 et l’ATP-ase a` pH 9,4. L’immuno-histochimie e´tait utilise´e pour l’identification de sous-populations leucocytaires dans les myopathies inflammatoires, ou le marquage de prote´ines musculaires : dystrophine (anticorps antidystrophine I, II et III) ; sarcoglycanes a, b, et g ; me´rosine ; collage`ne 6 ; a dystroglycane (immunomarquage par anticorps Novocastra). Dans les dystrophies musculaires, la mise en e´vidence d’un de´ficit prote´ique en immuno-histochimie ne´cessitait le plus souvent une confirmation et une quantification de ce de´ficit par une analyse en western blot, re´alise´e dans l’unite´ de neurobiologie a` partir du fragment musculaire conserve´ en myopathologie. Le western blot e´tait re´alisable pour les prote´ines suivantes : dystrophine (anticorps antidystrophine I et II) ; sarcoglycanes a, b, et g ; me´rosine ; calpaı¨ne-3 ; dysferline. L’ensemble de ces analyses justifie que la biopsie musculaire soit re´alise´e dans un centre spe´cialise´ (centre de re´fe´rence des maladies neuromusculaires et/ou centre hospitalier universitaire).

3.

Re´sultats

Nous rapportons l’analyse de 419 biopsies musculaires, re´alise´es dans le service de neurope´diatrie du centre hospitalier re´gional et universitaire de Lille, entre le 1/01/2000 et le 31/12/2009 (Tableau 1), concernant 415 enfants, une e´tude de

Tableau 1 – Effectif des principaux diagnostics des biopsies musculaires. Myopathies conge´nitales Myopathies conge´nitales be´nignes Myopathies conge´nitales non structurelles Myopathies conge´nitales structurelles

194 (47 %) 88 71 15

Dystrophies musculaires progressives Dystrophinopathies (DMD : 38 – BMD : 17) Sarcoglycanopathies Calpaı¨nopathie DM d’Emery-Dreifuss Autres

75 (18 %) 57 (14 %) 6 1 3 7

Dystrophies musculaires conge´nitales Me´rosinopathies Autres

17 (4 %) 6 11

Dermatomyosites

11 (2,7 %)

Amyotrophies spinales

9 (2,2 %)

Myopathies me´taboliques Myopathies mitochondriales Autres

32 (7,7 %) 19 13

Ence´phalomyopathies Ence´phalomyopathies mitochondriales Autres

55 (13,3 %) 27 28

Autres

16 (3,8 %)

DM : dystrophie musculaire ; DMD : dystrophie musculaire de Duchenne ; DMB : dystrophie musculaire de Becker.

la chaıˆne respiratoire mitochondriale musculaire ayant e´te´ requise pour 87 enfants. Cette population e´tait a` pre´dominance masculine : 253 patients masculins (61 %) pour 162 patients fe´minins (39 %) soit un ratio masculin/fe´minin de 0,64. L’aˆge moyen au moment de la biopsie e´tait de 6,6 ans (extreˆmes : 28 jours–18,5 ans). Dans 167 cas (40 %), la biopsie e´tait re´alise´e avant six ans. Pour 194 enfants, la biopsie musculaire a e´te´ re´alise´e dans l’hypothe`se d’une myopathie conge´nitale, e´voque´e sur les arguments suivants : hypotonie et de´ficit pre´dominant aux ceintures, retard moteur et/ou troubles de la succion-de´glutition a` de´but infantile pre´coce, existence d’un facie`s myopathique (aspect triste du visage, le`vre supe´rieure en V renverse´, encoches temporales) souvent associe´ a` un palais hyperogival, intole´rance a` l’effort pour les enfants ayant une autonomie ambulatoire, CPK plasmatiques normaux. Quatre enfants avaient be´ne´ficie´ d’une seconde biopsie musculaire, effectue´e au moins cinq ans apre`s la premie`re. Dans 88 cas, la biopsie musculaire e´tait normale en microscopie optique et e´lectronique, et compte tenu d’un recul de plusieurs anne´es permettant de confirmer une e´volution favorable, le diagnostic de myopathie conge´nitale be´nigne e´tait finalement propose´. Pour 71 enfants, la biopsie musculaire objectivait des anomalies non spe´cifiques et souvent minimes : irre´gularite´ de calibre de l’ensemble des fibres musculaires, hypotrophie des fibres de type 1 et 2, hypotrophie des fibres de type 2, nombreuses centralisations nucle´aires, bavures de la strie Z en microscopie e´lectronique. Le diagnostic de myopathie conge´nitale non structurelle e´tait alors porte´. Dans 15 cas (8 % des biopsies re´alise´es dans l’hypothe`se d’une myopathie conge´nitale), les anomalies histologiques permettaient de conclure a` une myopathie conge´nitale structurelle : sept cas de myopathie a` multiminicores (Fig. 1), quatre myopathies a` baˆtonnets, deux myopathie a` central cores, deux myopathie centro-nucle´aires. Une confirmation en biologie mole´culaire e´tait obtenue pour les deux myopathies a` central cores (ge`ne RYR1) et les deux myopathies centro-nucle´aires (ge`ne de la dynamine 2). Pour 11 enfants, on retenait le diagnostic de disproportion conge´nitale de fibres sur l’existence d’une hypotrophie et pre´dominance des fibres de type 1. Pour 75 biopsies, le diagnostic de DM progressive e´tait e´tabli par la mise en

Fig. 1 – Myopathie a` multiminicores, cores multiples dans certaines fibres, de diame`tre ine´gal et non centraux ; coloration : NADH-TR ; grossissement : 120.

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e´vidence en microscopie optique d’un processus dystrophique, associant fibrose interstitielle et formule de type ne´crose-re´ge´ne´ration. Un diagnostic de dystrophinopathie e´tait porte´ pour 57 enfants : 38 de phe´notype Duchenne (absence totale de dystrophine musculaire e´tablie en immunofluorescence et en western blot), 17 de phe´notype Becker (de´ficit primitif, qualitatif et/ou quantitatif, d’expression de la dystrophine musculaire en immunofluorescence et/ou en western blot). L’e´tude du ge`ne de la dystrophine e´tait contributive dans 54 cas : 33 avec de´le´tion, cinq avec duplication ou de´le´tion-duplication, 16 avec mutation ponctuelle ou microde´le´tion. Les autres dystrophies musculaires e´taient : a sarcoglycanopathie dans deux cas, b sarcoglycanopathie dans un cas, g sarcoglycanopathie dans trois cas, calpaı¨nopathie primitive dans un cas, DM d’Emery-Dreifuss lie´e a` l’e´merine dans trois cas ; a` l’exception de la b sarcoglycanopathie, ces diagnostics e´taient confirme´s par l’e´tude ge´ne´tique. Pour sept dystrophies musculaires, le diagnostic pre´cis n’e´tait pas e´tabli, en l’absence de de´ficit prote´ique musculaire identifiable sur le fragment musculaire pre´leve´. Pour 17 enfants, le diagnostic de DM conge´nitale e´tait porte´ sur la mise en e´vidence sur la biopsie d’une fibrose interstitielle sans formule de type ne´crosere´ge´ne´ration. Pour six d’entre eux, une de´ficience en me´rosine e´tait objective´e, et le diagnostic de me´rosinopathie primitive confirme´ par l’identification d’une mutation du ge`ne LAMA2. Parmi les 11 autres enfants, l’un e´tait porteur d’une mutation du ge`ne POMT1, un autre d’une mutation du ge`ne FKRP. Pour 11 patients le diagnostic de dermatomyosite, suspecte´ sur l’association d’un de´ficit des ceintures d’apparition rapide et de signes cutane´s e´vocateurs (e´rythe`me liliace´ du visage, nodules de Gottron, calcinose sous-cutane´) e´tait confirme´ par des e´le´ments e´vocateurs sur la biopsie musculaire, en premier lieu l’atrophie pe´rifasciculaire (Fig. 2). Pour neuf enfants, la biopsie musculaire concluait a` une amyotrophie spinale : trois enfants pre´sentaient une amyotrophie spinale typique (corre´le´e a` une de´le´tion homozygote de l’exon 7 du ge`ne SMN1), de type 3 dont la pre´sentation pseudo-myopathique avait abouti a` la demande d’une biopsie musculaire ; pour six enfants, l’e´lectroneuromyogramme e´vocateur d’une atteinte de la corne ante´rieure (EMG neuroge`ne aux quatre membres, normalite´ des vitesses

de conduction motrices et sensitives) et l’existence d’arguments cliniques a` l’encontre d’une amyotrophie spinale typique (topographie distale du de´ficit et de l’amyotrophie, e´volution vers l’ame´lioration apre`s le de´but de l’affection) motivaient la re´alisation de la biopsie musculaire. La de´monstration pour la biopsie de ces six enfants d’anomalies neuroge`nes (atrophie des fibres de type 1 et 2, hypertrophie des fibres de type 1, phe´nome`nes de grouping) permettait de conclure pour chacun a` une amyotrophie spinale atypique, l’e´tude du ge`ne SMN1 n’ayant pas retrouve´ de de´le´tion homozygote de l’exon 7 ; en l’absence d’orientation clinique spe´cifique, il n’avait pas e´te´ re´alise´ d’autre e´tude ge´nique. Pour 32 enfants, le diagnostic de myopathie me´tabolique e´tait e´voque´ sur des symptoˆmes d’appel sugge´rant un de´faut de production ou d’utilisation d’e´nergie au niveau du muscle : intole´rance a` l’effort, myalgies, crampes, de´ficit musculaire progressif ou re´versible, acce`s de myoglobinurie. Pour ces patients, un pre´le`vement pour e´tude de la chaıˆne respiratoire mitochondriale musculaire en spectrophotome´trie e´tait syste´matiquement pratique´, qu’il y ait ou non des arguments sugge´rant plus spe´cifiquement une myopathie mitochondriale : ptoˆsis et/ou ophtalmople´gie, atteinte tissulaire e´vocatrice associe´e (re´tinopathie pigmentaire, cardiomyopathie hypertrophique, neuropathie sensitive axonale. . .), hyperlactate´mie, mode de transmission ge´ne´tique compatible avec une he´re´dite´ maternelle. Une anomalie de la chaıˆne respiratoire e´tait retrouve´e pour 19 enfants. Concernant les 13 cas de suspicion de myopathie me´tabolique a` chaıˆner respiratoire normale, l’un d’entre eux correspondait a` une forme a` de´but infantile tardif (cinq ans) de de´ficit en maltase acide, confirme´ par dosage enzymatique sur muscle strie´ et fibroblastes et en biologie mole´culaire. Pour 55 enfants, une ence´phalomyopathie mitochondriale e´tait e´voque´e sur la pre´sentation clinique d’une ence´phalopathie progressive avec arguments pour un dysfonctionnement de la chaıˆne respiratoire : hyperlactate´mie, hyperlacticorachie, existence d’une ou plusieurs atteintes tissulaires e´vocatrice, se´miologie extrapyramidale, hypersignaux T2 des noyaux gris centraux ou leucodystrophie a` l’IRM ce´re´brale. Une anomalie de la chaıˆne respiratoire e´tait objective´e dans 27 cas (dont deux syndromes d’Alpers, quatre syndromes de Leigh, et trois syndromes MELAS). Dans 28 cas, la chaıˆne respiratoire e´tait normale, et il n’e´tait pas possible de proposer un diagnostic plus pre´cis a` partir de la biopsie musculaire. Pour 44 de ces 55 enfants, une e´tude de la chaıˆne respiratoire sur fibroblastes e´tait e´galement re´alise´e. Elle s’ave´rait anormale dans sept cas, et retrouvait un de´ficit analogue a` celui de la chaıˆne respiratoire musculaire. Dans 16 cas, la biopsie musculaire e´tait re´alise´e sur une indication plus ge´ne´rale, a` la recherche de stigmates musculaire d’atteinte syste´mique (dont deux cas d’he´miple´gie alternante du nourrisson, quatre cas de troubles envahissants du de´veloppement, et quatre cas de de´ge´ne´rescence spinoce´re´belleuse). Elle n’apportait alors aucune orientation diagnostique.

4. Fig. 2 – Dermatomyosite, aspect d’atrophie pe´rifasciculaire, immunomarquage par anticorps dirige´s contre les antige`nes HLA de classe 1 ; coloration : immunoperoxydase ; grossissement : 70.

635

Discussion

L’informativite´ pre´visible d’une biopsie musculaire en regard de la de´marche e´tiologique de´pend largement de l’hypothe`se diagnostique lorsque l’indication de ce geste est pose´e

636

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(Jamshidi et al., 2008). L’enqueˆte e´tiologique pre´alable a` la biopsie musculaire permet souvent d’e´voquer une hypothe`se e´tiologique pre´cise, et justifie une approche interdisciplinaire en s’appuyant sur les e´le´ments suivants : mode de transmission ge´ne´tique e´ventuel ; topographie de l’atteinte musculaire, qui peut eˆtre tre`s se´lective ; signes associe´s (re´tractions, myotonie, hypertrophie des masses musculaires, atteinte cardiaque, atteinte respiratoire, atteinte neurologique centrale) ; valeur des CPK plasmatiques ; topographie de l’atteinte musculaire e´value´e par l’imagerie des masses musculaires (Petiot et Urtizberea, 2004). Le mode de transmission ge´ne´tique, lorsqu’il est identifiable, peut avoir une grande valeur d’orientation : une transmission autosomique dominante avec anticipation e´voque d’emble´e une dystrophie myotonique de Steinert, une he´re´dite´ maternelle oriente vers une atteinte primitive de la chaıˆne respiratoire lie´e a` l’ADN mitochondrial. L’analyse de la topographie de l’atteinte musculaire permet parfois, de`s la premie`re e´valuation clinique, d’e´voquer le diagnostic, notamment pour la dystrophie facio-scapulo-hume´rale et la dystrophie myotonique de Steinert (Eymard et Laforeˆt, 2003). Ainsi, une atteinte faciale asyme´trique, une atrophie des muscles fixateurs de l’omoplate, pe´rihume´rale et des grands pectoraux, contrastant avec le respect des deltoı¨des et des trape`zes, sugge`re fortement une dystrophie facio-scapulohume´rale, le plus souvent confirme´e par la biologie mole´culaire. Un aspect tre`s particulier du visage (diple´gie faciale syme´trique, ptoˆsis bilate´ral, fonte des muscles temporaux et masse´te´rins), a fortiori s’il est associe´ a` une atteinte de la musculature distale et a` une myotonie, de´signe en pratique une dystrophie myotonique de Steinert, confirme´e par l’e´tude du ge`ne DMPK. D’autres « patterns topographiques », sans eˆtre aussi fortement e´vocateurs, permettent ne´anmoins une orientation pre´cise : l’atrophie des muscles de la loge poste´rieure de la cuisse e´voque une calpaı¨nopathie primitive ; le respect du contingent musculaire interne de la cuisse, muscles vastes internes et sartorius (couturiers), sugge`re une dystrophinopathie. Les re´tractions peuvent aussi eˆtre contributives au diagnostic e´tiologique : la re´traction des muscles paraverte´braux jusqu’a` l’aspect de rachis raide (rigid spine) est classique dans les dystrophies musculaires d’Emery-Dreifuss, certaines dystrophies musculaires conge´nitales, et les myopathies lie´es au ge`ne SEPN1 (se´le´nopathies). Une re´traction des triceps suraux et biceps brachiaux, associe´e a` une atrophie hume´ro-pe´ronie`re, orientent vers une DM d’Emery-Dreifuss. L’hypertrophie des masses musculaires est majeure dans les dystrophinopathies, les sarcoglycanopathies et les dystrophies musculaires lie´es au ge`ne FKRP (LGMD 2I). Associe´e a` une myotonie, elle e´voque une myotonie conge´nitale. Une myotonie en l’absence d’hypertrophie musculaire fait discuter d’emble´e chez l’enfant une dystrophie myotonique de Steinert. La douleur a` la pression des masses musculaires, dans un contexte d’atteinte myopathique d’apparition rapide et associe´ a` des signes cutane´s, est tre`s e´vocatrice d’une dermatomyosite. L’atteinte cardiaque (troubles du rythme ou de la conduction, cardiomyopathie) est classique dans les dystrophinopathies, la DM d’Emery-Dreifuss, la dystrophie myotonique de Steinert, et les myopathies mitochondriales. Elle est rare dans les a sarcoglycanopathies

(adhalinopathies), absente dans la dystrophie facio-scapulohume´rale. Une atteinte respiratoire majeure est classique dans la dystrophie myotonique de Steinert ; elle peut eˆtre pre´coce, se´ve`re, et re´ve´latrice dans les glycoge´noses de type 2 (de´ficit en maltase acide). L’existence d’une atteinte du syste`me nerveux central peut e´galement contribuer au diagnostic e´tiologique. La de´ficience intellectuelle est souvent patente dans la dystrophie myotonique de Steinert, les ence´phalomyopathies mitochondriales. Des troubles cognitifs impliquant les fonctions verbales, la me´moire de travail, et l’attention soutenue, sont classiques dans les dystrophinopathies. Au sein des dystrophies musculaires conge´nitales, des anomalies de signal de la substance blanche a` l’IRM ce´re´brale, orientent vers une me´rosinopathie primitive. Les CPK plasmatiques sont tre`s e´leve´es dans les dystrophinopathies et les sarcoglycanopathies, inconstamment e´leve´es dans les dystrophies musculaires conge´nitales. Elles peuvent eˆtre mode´re´ment augmente´es dans les amyotrophies spinales, et sont toujours normales dans les myopathies conge´nitales. L’imagerie en re´sonance magne´tique (IRM) des masses musculaires, peut eˆtre d’un inte´reˆt essentiel dans cette approche diagnostique (Wattjes et al., 2010). Elle re´alise une ve´ritable cartographie de l’atrophie musculaire a` un stade pre´clinique, pre´cise parfois une se´lectivite´ de l’atteinte musculaire telle, qu’elle indique une e´tude ge´nique spe´cifique. Elle peut aider le clinicien a` choisir un muscle pertinent pour la biopsie musculaire, suffisamment atteint pour eˆtre histologiquement e´loquent, mais pas au point de ne re´ve´ler qu’une involution fibro-adipeuse non informative. Dans les myopathies inflammatoires (se´quences T1, T2, et STIR), elle re´ve`le des hypersignaux intramusculaires traduisant l’inflammation focale intraparenchymateuse. L’imagerie musculaire permet aussi de distinguer un processus dystrophique (de´ge´ne´rescence adipeuse) d’un processus non dystrophique. Elle peut directement contribuer au choix de l’e´tude ge´nique en objectivant une topographie tre`s se´lective d’atteinte musculaire dans les myopathies conge´nitales structurelles, voire dans certaines dystrophies des ceintures. Ainsi, dans les myopathies a` central cores lie´es au ge`ne RYR1, il existe une atteinte majeure des muscles grands glute´aux, grands adducteurs, vastes late´raux et vastes interme´diaires contrastant avec le respect des muscles longs adducteurs, graciles, et biceps fe´moraux. Les myopathies a` multiminicores lie´es au ge`ne SEPN1 objectivent une atteinte pre´dominante des muscles sartorius et de la loge poste´rieure de la cuisse. L’imagerie des calpaı¨nopathies primitives est remarquable par l’atteinte majeure des muscles grands glute´aux au niveau pelvien, semi-membraneux, biceps fe´moraux et adducteurs au niveau de la cuisse. Dans certains cas pe´diatriques de myopathies conge´nitales lie´es au ge`ne DNM2 ou` la biopsie musculaire a re´ve´le´ des le´sions dystrophiques trompeuses, l’imagerie musculaire a permis une re´orientation vers l’e´tude ge´nique approprie´e en mettant en e´vidence l’atteinte caracte´ristique des chefs me´dians des gastrocne´miens, des muscles sole´aires, et a` un moindre degre´, des muscles de la loge poste´rieure de la cuisse (Susman et al., 2010). Dans notre se´rie, les sept cas de DM sans de´ficit prote´ique identifie´, et les 11 cas de myopathie conge´nitale structurelle sans diagnostic ge´ne´tique, be´ne´ficieraient potentiellement d’une imagerie a` la recherche

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Fig. 3 – Aspect de ragged red fibre (fibre rouge de´chiquete´e), amas fuscinophiles sous-membranaires dissociant l’architecture myofibrillaire ; coloration : trichrome de Gomori ; grossissement : 1000.

d’une topographie se´lective d’atteinte musculaire compte tenu de leur corre´lation a` des anomalies histologiques bien de´finies. La biopsie musculaire, en s’appuyant sur une strate´gie d’analyse rigoureuse, peut eˆtre d’une informativite´ de´cisive en vue du diagnostic ge´nique (Engel, 2004). Les colorations standard peuvent objectiver un processus dystrophique (HE), des anomalies e´voquant une atteinte mitochondriale (TG) comme l’aspect ragged red fibre (Fig. 3). Les colorations ATP ases, a` diffe´rents pH, diffe´rencient les fibres de type I et celles de type II. Les colorations oxydatives (NADH, SDH, COX) sont utiles dans les atteintes de la chaıˆnes respiratoire mitochondriale, mais aussi dans les myopathies a` central cores et a` multiminicores (les cores correspondent a` des zones de´pourvues de mate´riel oxydatif au sein de la fibre musculaire). Le Noir Soudan met en e´vidence une surcharge lipidique en particulier dans les troubles de la b oxydation. Cependant, dans ces affections, c’est le plus souvent un profil caracte´ristique des acyl-carnitines plasmatiques qui de´signe le ge`ne a` e´tudier, a` l’exception des troubles de la b oxydation des acides gras a` tre`s longue chaıˆne (par de´ficit en VLCAD : very-longchain-acyl-CoA deshydrogenase) ou` une e´tude immuno-histochimique spe´cifique peut eˆtre demande´e (Liang et Nishino, 2010). Le PAS de´tectant une surcharge glycoge´nique est utile au diagnostic des glycoge´noses en particulier le de´ficit en maltase acide. L’e´tude en microscopie e´lectronique est indispensable pour toute myopathie conge´nitale. Lorsqu’une DM est suspecte´e, l’immunomarquage des prote´ines potentiellement implique´es est demande´e. En cas de re´sultat positif, la confirmation du de´ficit prote´ique en western blot, lorsqu’elle est possible, est demande´e. Les myopathies lie´es aux ge`nes COL6A1, COL6A2, et COL6A3 codant pour les chaıˆnes a du collage`ne VI me´ritent un de´veloppement particulier. Leur expression clinique est variable : DM conge´nitale d’Ullrich (de´but pre´coce, arthrogrypose des grosses articulations, hyperlaxite´ articulaire distale, CPK e´leve´es) ; myopathie de Bethlem (de´but lors de la premie`re ou deuxie`me de´cennie,

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de´ficit mode´re´ des ceintures, re´traction pre´coce des tendons d’Achille et fle´chisseurs des doigts) ; phe´notype interme´diaire entre ces deux extreˆmes. Si l’expression musculaire du collage`ne VI est en re`gle normale (notamment pour les phe´notypes Bethlem), en revanche, l’immunomarquage du collage`ne VI des fibroblastes s’ave`re anormal, qualitativement et/ou quantitativement, et justifie l’e´tude des ge`nes COL6A1, COL6A2 et COL6A3 (Allamand et al., 2011). Lorsqu’une biopsie musculaire est re´alise´e dans l’hypothe`se d’une myopathie conge´nitale, l’informativite´ est faible. Les myopathies conge´nitales repre´sentent un ensemble ge´ne´tiquement he´te´roge`ne de myopathies ge´ne´tiquement de´termine´es a` re´ve´lation tre`s souvent conge´nitale ou infantile pre´coce, ou` des e´le´ments cliniques communs sont fre´quemment retrouve´s : hypotonie globale, de´ficit et amyotrophie pre´dominant aux ceintures, troubles de la succion-de´glution, facie`s myopathique. Les CPK plasmatiques sont constamment normales. Dans la grande majorite´ des myopathies conge´nitales, la biopsie musculaire s’ave`re normale en microscopie optique et e´lectronique ou ne re´ve`le que des anomalies mineures et non spe´cifiques (Skram et al., 2009), par exemple une hypotrophie de l’ensemble des fibres musculaires, ou des bavures de la strie Z. Plus rarement, la biopsie musculaire re´ve`le des aspects histopathologiques pre´cis repre´sentant des alte´rations de la structure de la fibre musculaire que la microscopie e´lectronique rattachera a` des anomalies de l’organisation sarcome´rique ou a` des inclusions cytoplasmiques ; on parle alors de myopathie conge´nitale structurelle. Les principales myopathies conge´nitales structurelles sont : la myopathie a` central cores, la myopathie a` multiminicores, la myopathie myotubulaire lie´e a` l’X, la myopathie centro-nucle´aire, la myopathie a` baˆtonnets, la myopathie a` agre´gats d’actine, les myopathies lie´es a` la desmine (Sharma et al., 2009). On rattache aux myopathies conge´nitales structurelles la disproportion conge´nitale de fibres, de´finie comme une hypotrophie et pre´dominance des fibres de type 1, les fibres de type 1 devant avoir un diame`tre infe´rieur d’au moins 12 % en moyenne a` celui des fibres de type 2 (Brooke, 1973). Une myopathie conge´nitale structurelle donne´e peut eˆtre l’expression histologique commune de plusieurs affections ge´ne´tiquement de´termine´es. Ainsi, pour une biopsie re´ve´lant une myopathie a` baˆtonnets, l’imputabilite´ de six ge`nes diffe´rents peut eˆtre discute´e : a tropomyosine (TPM3), ne´buline (NEB), a1 actine (ACTA1), b tropomyosine (TPM2), troponine T type 1 (TNNT1), cofiline 2 (CFL2) (Goebel, 2003 ; Sharma et al., 2009). Inversement un meˆme ge`ne, implique´ dans les myopathies conge´nitales, peut avoir plusieurs pre´sentations histopathologiques diffe´rentes : ainsi, le ge`ne TPM3 peut se re´ve´ler par une myopathie a` baˆtonnets ou par une disproportion conge´nitale de fibres, un continuum tant histologique que clinique pouvant eˆtre de´crit entre ces deux entite´s (Laing et Wallgren-Pettersson, 2009). L’histopathologie des myopathies conge´nitales lie´es a` un meˆme ge`ne de´pend de la mutation du ge`ne, de l’aˆge du patient lors de la biopsie, et du site de la biopsie musculaire (Fidzianska, 2002). En cas de premie`re biopsie musculaire non informative, il peut donc eˆtre utile de proposer une nouvelle biopsie musculaire apre`s plusieurs anne´es d’e´volution, dans un autre territoire (North, 2004).

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Dans les dystrophies musculaires progressives, la biopsie musculaire permet le plus souvent de de´celer la prote´ine de´ficiente, en immunofluorescence et/ou en western blot, qui de´signe directement le ge`ne implique´. L’immunofluorescence permet d’e´tudier l’expression de la dystrophine, des sarcoglycanes, de la me´rosine, du collage`ne 6, de l’a dystroglycane et de l’e´merine. Le western blot permet l’analyse qualitative et quantitative de la dystrophine, des sarcoglycanes, de la me´rosine, de la calpaı¨ne-3, de la dysferline et de la te´le´thonine. Dans les dystrophinopathies, la biopsie musculaire permet d’e´valuer la quantite´ de dystrophine exprime´e, crite`re de´finissant les phe´notypes cliniques : une expression de la dystrophine entre 0 et 5 % de la normale de´signe un phe´notype Duchenne ; a` plus de 20 %, elle correspond au phe´notype Becker ; entre 5 et 20 %, elle correspond a` un phe´notype interme´diaire Duchenne-Becker. Pour certains auteurs, l’identification par la PCR multiplex d’une de´le´tion (65 % des dystrophies musculaires de Duchenne), dont l’e´tude du cadre de lecture (Monaco et al., 1988) e´tablirait le caracte`re hors phase, suffirait a` confirmer le phe´notype Duchenne, et dispenserait d’une biopsie musculaire (Darras et Jones, 2000). L’identification plus re´cente de la fibrose endomysiale comme facteur pronostique et cible the´rapeutique des patients Duchenne plaide e´galement en faveur de la re´alisation d’une biopsie musculaire de principe dans les dystrophinopathies (Desguerre et al., 2009). Les dystrophies musculaires conge´nitales repre´sentent un groupe cliniquement et ge´ne´tiquement he´te´roge`ne d’affections musculaires a` de´but ne´onatal ou infantile pre´coce, a` CPK inconstamment e´leve´es, pour lesquelles la biopsie musculaire est compatible avec un processus dystrophique. La biopsie musculaire a dans ces affections plusieurs inte´reˆts : confirmation d’un processus dystrophique (classiquement : fibrose interstitielle marque´e, peu ou pas de ne´crose-re´ge´ne´ration) ; e´limination de certains diagnostics diffe´rentiels dont les myopathies conge´nitales structurelles ; e´tude de l’expression de prote´ines cruciales pour l’orientation ge´ne´tique ou la de´finition de sous-types pre´cis : me´rosine, prote´ine COL6, a dystroglycane (Bertini et al., 2011). Les cytopathies mitochondriales sont des maladies ge´ne´tiques en rapport avec un de´ficit primitif de la chaıˆne respiratoire mitochondriale. Compte tenu de leurs deux types principaux de pre´sentations, neuromusculaire ou avec atteinte du syste`me nerveux central, on les de´nomme souvent « ence´phalomyopathies mitochondriales ». La suspicion de cytopathie mitochondriale est le plus souvent e´tablie sur un faisceau d’arguments cliniques et paracliniques, notamment les e´le´ments suivants : ptoˆsis, ophtalmople´gie ou e´pisodes de rhabdomyolyse en cas de pre´sentation myopathique ; atteinte tissulaire e´vocatrice dont re´tinopathie pigmentaire, cardiomyopathie hypertrophique, neuropathie sensitive axonale, leucodystrophie ; hyperlactate´mie, hyperlacticorachie en cas d’atteinte centrale, points Redox plasmatiques augmente´s (lactate´mie/pyruvate´mie, etb hydroxybutyrate´mie/ace´to-ace´tate´mie) ; a` l’IRM ce´re´brale hypersignal T2 des noyaux gris centraux, leucodystrophie. Certains syndromes, clairement individualisables cliniquement, peuvent eˆtre confirme´s par la recherche directe d’une mutation de l’ADN mitochondrial : syndromes MERRF (myoclonic epilepsy with ragged red fibres), MELAS (mitochondrial

encephalopathy with lactic acidosis and stoke like episodes), NARP (neurogenic ataxia with retinis pigmentosa), et LHON (leber hereditary optic neuropathy). Le syndrome MNGIE (syndrome myo-neuro-gastro-intestinal) peut eˆtre confirme´ par un abaissement de la thymidine phosphorylase plasmatique. Le syndrome de Leigh (ence´phalomye´lite subaigue¨ ne´crosante) est duˆ dans 20 % des cas a` une mutation du ge`ne de l’ATP ase 6 (ADN mitochondrial) mais l’imputabilite´ possible d’autres mutations de l’ADN mitochondrial et plus souvent de ge`nes nucle´aires incitent a` re´aliser d’emble´e une biopsie musculaire. Le syndrome de Kearns-Sayre (ophtalmople´gie externe, ataxie, re´tinopathie pigmentaire, bloc de conduction) et le syndrome d’ophtalmople´gie externe progressive sont en rapport avec des de´le´tions multiples de l’ADN mitochondrial, mais les nombreux faux ne´gatifs de leur recherche au niveau de l’ADN leucocytaire incitent e´galement a` une biopsie musculaire d’emble´e. En l’absence de reconnaissance syndromique spe´cifique, la biopsie musculaire sera re´alise´e de principe. Outre la confirmation diagnostique par mise en e´vidence du de´ficit d’un ou plusieurs complexes de la chaıˆne respiratoire musculaire, elle pourra objectiver des anomalies histopathologiques e´vocatrices d’un dysfonctionnement de la chaıˆne respiratoire : surcharge lipidique, pre´dominance des fibres de type 1, accumulation sous-sarcolemmique des mitochondries re´alisant au maximum l’aspect de ragged red fibre (fibre rouge de´chiquete´e ; Fig. 3). Dans le cas ou` la biopsie musculaire ne re´ve`le pas de de´ficit de la chaıˆne respiratoire, mais retrouve ces anomalies histologiques, il est licite de recourir a` l’e´tude de la chaıˆne respiratoire sur un autre tissu (Aure´ et Lombe`s, 2007). La dermatomyosite juve´nile est une maladie auto-immune, de me´canisme vascularitique, affectant principalement le muscle et la peau, de´butant par un de´ficit rapidement acquis des muscles proximaux, associe´ a` des signes cutane´s e´vocateurs dont l’e´rythe`me liliace´ du visage et les nodules de Gottron. Si les CPK sont e´leve´es dans au moins 75 % des cas et si l’e´lectromyogramme peut retrouver une triade e´vocatrice associant potentiels moteurs courts et polyphasiques, fibrillations, et de´charges a` haute fre´quence re´pe´te´es, la biopsie musculaire demeure l’examen paraclinique de re´fe´rence pour confirmer le diagnostic. Elle objective en effet des anomalies de me´canisme vascularitique au niveau du muscle : atrophie pe´rifasciculaire ; microinfarctus ou vacuoles ische´miques en centro-fasciculaire ; en immunofluorescence, marquage de lymphocytes B et CD4+ au niveau d’infiltrats inflammatoires pe´rivasculaires, et expression diffuse de l’antige`ne HLA de classe 1 (GissingerPre´vot et al., 2008). Dans l’amyotrophie spinale typique (lie´e au ge`ne SMN1) de type 3, la pre´sentation d’allure myopathique peut aboutir a` la re´alisation d’une biopsie musculaire dans l’hypothe`se d’une myopathie. La biopsie en objectivant un pattern neuroge`ne (atrophie des fibres de type 1 et 2, hypertrophie des fibres de type 1, phe´nome`nes de grouping) redressera le diagnostic et justifiera une demande d’e´tude du ge`ne SMN1 (Castiglioni et al., 2011). Les amyotrophies spinales atypiques sont souvent pre´sume´es non lie´es au ge`ne SMN1 sur un e´le´ment clinique atypique, notamment une topographie distale du de´ficit, une e´volution vers l’ame´lioration. La confirmation qu’il s’agit bien d’une atteinte de la corne ante´rieure peut eˆtre apporte´e par la neurophysiologie et la biopsie musculaire (Guillot et al., 2008).

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5.

Conclusion

La biopsie musculaire demeure un acte essentiel dans les maladies neuromusculaires de l’enfant. Dans les dystrophies musculaires, elle permet le plus souvent de pre´ciser l’e´tude du ge`ne en cause en identifiant le de´ficit prote´ique. Dans 15 % des myopathies conge´nitales, elle permet d’orienter l’e´tude ge´ne´tique en objectivant des anomalies histopathologiques et ultrastructurales pre´cises. Dans les amyotrophies spinales atypiques, elle confirme l’atteinte de la corne ante´rieure de la moe¨lle. Dans les suspicions de cytopathie mitochondriale, elle demeure ne´cessaire en dehors des rares cas de reconnaissance syndromique accessibles a` une e´tude ge´nique d’emble´e.

De´claration d’inte´reˆts Les auteurs de´clarent ne pas avoir de conflits d’inte´reˆts en relation avec cet article.

r e´ f e´ r e n c e s

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