FR 3054963 A1 20180216 FR 1657690 A 20160810 1 La présente invention concerne une nouvelle application thérapeutique d'un inhibiteur de la synthèse de novo des purines et plus particulièrement de l'allopurinol, pour traiter des patients atteints de déficit en Adénylosuccinate lyase (ADSL). Contexte de l'invention Description clinique du déficit en Adénylosuccinate lyase Le déficit en Adénylosuccinate lyase (ADSL) (OMIM 103 050) est une maladie autosomale récessive rare du métabolisme des purines dont les symptômes majeurs sont un retard mental, des troubles autistiques, voire une encéphalopathie avec crises convulsives épileptiques. L'ADSL est une enzyme bifonctionnelle intervenant dans la synthèse de novo des purines permettant de catalyser la transformation du succinylaminoimidazole carboxamide ribotide (SAICAR) en AICAR et le succinyl-AMP (S-AMP) en AM P (voir la Figure 1). Un déficit en ADSL conduit à une accumulation dans les fluides biologiques de succinylpurines : le succinylaminoimidazole carboxamide riboside (SAICAr) et la 20 succinyl-adénosine (S-Ado), produits déphosphorylés du SAICAR et S-AMP, respectivement. Biochimiquement le diagnostic est donc réalisé par la détection dans les fluides biologiques des 2 substrats de l'ADSL appelés succinylpurines : le SAICAr et la S-Ado. Cette détection est faite plus particulièrement dans les urines et le LCR ; le diagnostic 25 est ensuite confirmé par le séquençage du gène ADSL. Plus de 80 patients ont été publiés à l'échelon international mais l'incidence de la maladie reste inconnue car cette maladie est sous-diagnostiquée. La probabilité d'hétérozygotes pour une mutation ADSL pathogène est environ 1:10000 (Jurecka et al. 2015). 30 En France, 18 patients dans 11 familles ont été diagnostiqués : 2 avec la forme néonatale fatale ; 12 avec la forme infantile sévère et 4 avec la forme modérée. Cette maladie montre un large spectre de symptômes avec des formes à progression lente ou très rapide : 3054963 2 1- Une forme néonatale : La forme néonatale fatale se présente avec une encéphalopathie néonatale, une perte des mouvements spontanés, une détresse respiratoire, des convulsions ne répondant à aucun traitement entraînant un décès dans les premières semaines de 5 vie. Il peut exister des manifestations prénatales avec une croissance intra-utérine perturbée, une microcéphalie, une hypokinésie fétale avec ses conséquences allant de l'arthrogrypose à l'hypoplasie pulmonaire. 2- Le déficit en ADSL de type I : forme sévère Les patients avec une forme sévère de type I présentent un tableau 10 neurologique caractérisé par un retard psychomoteur sévère, des convulsions épileptiques précoces et des traits autistiques. Les convulsions précoces sont la raison de la première consultation vers un neuropédiatre dans les premiers mois de vie. Environ la moitié des patients avec un déficit en ADSL souffrent d'une épilepsie difficilement traitable. Les troubles autistiques les plus fréquents sont une perte du 15 contact visuel, des comportements répétés, une agitation et une auto-agressivité. Plusieurs stéréotypies sont décrites au niveau des mouvements des mains, des manipulations répétées de jouets, des grimaces, des rires et sons inappropriés... Des traits dysmorphiques sont rapportés : une microcéphalie, un strabisme divergent intermittent. 3- Le déficit en ADSL de type II : forme modérée Une forme à progression lente a été décrite (type II, forme modérée), à début plus tardif dans les premiers mois ou premières années de vie, avec un retard psychomoteur modéré et des troubles du contact, parfois transitoires. L'évolution est variable avec un arrêt du développement, une perte du contact visuel et chez quelques patients un coma vigilant. Les convulsions, si présentes, apparaissent tardivement, souvent entre les 2ème et 4ème années de vie, mais un début des convulsions à l'âge de 9 ans a été récemment rapporté. Des troubles du langage avec une utilisation minimale de mots contrastent avec des moyens de communication non verbale importants. Cependant, les symptômes de cette maladie se manifestent dans un continuum et malgré l'utilité de classification dans l'une de ses 3 catégories cliniques il est parfois difficile de placer les patients dans une seule de ces catégories. 3054963 3 Diagnostic du déficit en ADSL Le spectre clinique assez large du déficit en ADSL rend compte des difficultés à réaliser un diagnostic différentiel avec d'autres maladies neurologiques ayant en commun les crises convulsives et une encéphalopathie. 5 Pour cette raison, il est important de suivre un protocole pour un diagnostic spécifique du déficit en ADSL pour les enfants et nouveau-nés présentant : - une hypotonie et une microcéphalie acquise, - un retard psychomoteur inexpliqué, - un retard du développement inexpliqué, et/ou 10 - des convulsions inexpliquées particulièrement intraitables Le diagnostic du déficit en ADSL nécessite : - La démonstration de la présence du SAICAr et S-Ado dans les fluides extracellulaires (plus particulièrement urines car ces métabolites sont excrétés) en utilisant la technique de chromatographie liquide haute performance couplée à une 15 détection UV à barrettes de diodes (HPLC-DAD) ou la chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem (HPLC-MS/MS), - suivi d'une recherche des mutations du gène ADSL. Les techniques HPLC-DAD et HPLC-MS/MS permettent la détection et la 20 quantification simultanées du SAICAr et S-Ado et doivent être privilégiées pour un diagnostic spécifique du déficit en ADSL. La technique HPLC-DAD permet l'identification précise des composés par leur temps de rétention et l'analyse spectrale en comparaison aux composés standards disponibles (Ceballos-Picot et al. 2015). 25 Etiopathogénèse Chez l'homme, le gène codant pour l'ADSL est sur le chromosome 22 (22q13.1q13.2), comporte 13 exons et un promoteur typique des gènes de ménage. Le gène ADSL est transcrit dans la majorité des tissus en deux ARNm produits par épissage alternatif de l'exon 12. 30 La protéine ADSL active est une enzyme composée de 484 acides aminés. Le variant issu de l'épissage alternatif avec 59 acides aminés manquants (résidus 397456) est catalytiquement inactif et son rôle biologique n'est pas élucidé. Plus de 50 mutations différentes du gène ADSL ont été décrites et leurs effets sur la biogénèse de la protéine ADSL, sa stabilité et son activité ont été caractérisés. 3054963 4 Une information détaillée et mise à jour des mutations sur les patients identifiés peut être trouvée sur une base de données dédiée accessible sur internet. Les connaissances actuelles, essentiellement documentées par les propriétés biochimiques des protéines mutées recombinantes associées au phénotype néonatal 5 fatal, permettent de dire que la sévérité clinique est corrélée à l'activité enzymatique résiduelle et à la stabilité de l'enzyme mutée. Les protéines ADSL mutées, dans la forme néonatale fatale, montrent la plus faible activité résiduelle en comparaison des formes sévères (type I) ou modérée (type II) ainsi qu'une instabilité thermique. Les mutations affectent majoritairement les acides aminés du site catalytique ou permettant 10 la fixation du substrat. Dans tous les cas étudiés jusqu'à ce jour, la combinaison des mutations produisent une protéine ADSL avec persistance d'une activité enzymatique résiduelle, une absence complète d'activité enzymatique ADSL étant probablement létale. 15 Mécanismes physiopathologiques Les hypothèses pour expliquer la pathogénèse sont essentiellement basées sur la toxicité d'une concentration importante de SAICAR au niveau cérébral et musculaire et/ou un déficit de production de nucléosides et nucléotides par la voie de synthèse de novo des purines. 20 1- Effet toxique des succinylpurines L'effet pathogénique majeur est attribué à la toxicité des succinylpurines qui s'accumulent, plus particulièrement le SAICAR, qui est démontré toxique au niveau neuronal. Il est également clairement montré que le ratio entre la concentration de 25 S-Ado et de SAICAr dans le liquide céphalo-rachidien (S-Ado/SAICAr) est corrélé à la sévérité clinique et aux 3 groupes de phénotype : - chez les patients avec forme néonatale sévère et fatale, le ratio S-Ado/SAICAr est inférieur à 10) Communication (>7) 7 5 2 Intérêts restreints et stéréotypés (>3) 8 0 0 Vineland Communication Vie quotidienne Habiletés sociales Motricité TOTAL 67 69 73 - 69 57 81 79 61 69 65 75 76 67 71 PEP-3 CVP LE 2 ans 6mois 2 ans 3 mois 1 an 6 mois LR 1 an 7 1 an 3 mois 1 an 4 mois MF MG 10M AD 1 an 7 1 an 8 mois 1 an 5 mois 2 ans 2 1 an 9 mois 1 an 4 mois 2 ans 5 2 ans 8 2 ans 3 mois 2 ans 6 ans 2 ans 1 mois 2 ans 7 mois 2 ans CONNERS PARENTS 6 14 o 8 1 2 Difficultés de comportement Difficultés d'apprentissage Somatisation 1 7 o 9 o Impulsivité, hyperactivité Anxiété 29 4 9 v-score 2 2 14 22 CONNERS ENSEIGNANTS Difficultés de comportement Impulsivité, hyperactivité Inattention, passivité 2 16 14 10 14 11 10 11 12 Tableau 2 : Caractéristiques cliniques des patients à l'inclusion. ADI-R : Autism Diagnostic Interview-Revised. Vineland : Scores normalisés obtenus à l'échelle de Vineland (moyenne à 100). PEP-3 : Psycho Educative Profile 3. CVP : cognition verbale et préverbale ; LE : langage expressif ; LR : langage réceptif ; MF : motricité 3054963 14 fine ; MG : motricité globale ; 10M : Imitation Oculo Motrice ; AD : âge de développement global. CONNERS : Echelles de Conners remplies par les enseignants et les parents. 5 Pour le patient 1 (P1), les scores de l'ADI-R sont significatifs dans le domaine de la communication et des intérêts restreints et stéréotypés, la situant dans la catégorie des troubles envahissants du développement non spécifiés (TED-NOS) ou troubles du spectre autistique (TSA). Les scores à l'échelle de Vineland la situent dans un registre de déficience légère sur le plan fonctionnel, le domaine le plus déficitaire 10 étant la communication. Son niveau de développement au PEP3 la situe dans une zone de déficience moyenne. Au moment de l'inclusion, elle présente un diagnostic de trouble envahissant du développement non spécifié (F84.8), associé à un retard mental moyen (F71.1), selon les critères de la Classification Internationale des Maladies (CIM 10). Elle présente également des symptômes d'agitation et d'inattention, qui ne 15 rentrent pas dans la définition du trouble hyperkinétique du fait des critères d'exclusion. Pour le patient 2 (P2), les scores de l'ADI-R ne sont significatifs dans aucun des 3 domaines, permettant d'exclure un trouble du spectre autistique. Les scores à l'échelle de Vineland le situent dans un registre de déficience légère sur le plan 20 fonctionnel, le domaine le plus déficitaire étant la communication. Son niveau de développement au PEP3 est hétérogène, objectivant de bonnes capacités d'imitation oculo-manuelle, contrastant avec des niveaux de langage expressif et réceptif très déficitaires, un peu meilleurs pour la motricité fine et globale. Le quotient global de développement (AD/ACx100), le situe dans un registre de déficience moyenne, avec 25 un quotient de développement (QD) de 42. Sur le plan du comportement, l'indice d'hyperactivité est significatif pour les enseignants mais pas pour les parents. Pour le patient 3 (P3), les scores de l'ADI-R ne sont significatifs dans aucun des 3 domaines, permettant d'exclure un trouble du spectre autistique. Les scores à 30 l'échelle de Vineland le situent dans un registre de déficience légère sur le plan fonctionnel, le domaine le plus déficitaire étant la communication. Son niveau de développement au PEP3 est assez homogène, mais relativement plus faible pour le langage expressif, réceptif, et la motricité fine. Le quotient global de développement (AD/ACx100), le situe dans un registre de déficience moyenne, avec un quotient de 3054963 15 développement (QD) de 43. Sur le plan du comportement, l'indice d'hyperactivité est significatif pour les enseignants et pour les parents. Les patients 2 et 3 présentent un diagnostic de retard mental léger (F70.1) associé à un trouble d'acquisition du langage oral de type réceptif (F80.2), et un trouble 5 hyperkinétique (F90), selon les critères diagnostics de la CIM 10. 1.4 Evolution des patients sur le plan clinique sous traitement à l'allopurinol L'évolution clinique sous 200 mg d'allopurinol a été mesurée pour chaque enfant sur les scores aux échelles de Conners et de Vineland avant traitement (T1), à 10 6 mois (T2) et à 12 mois de traitement (T3) pour les comportements et le niveau fonctionnel. L'évolution sur le niveau de développement a été mesurée par les âges de développement au PEP3 avant traitement (T1) et après un an de traitement (T3). L'évolution des scores reflète l'évolution clinique, avec une réduction des 15 scores d'hyperactivité rapportée par les parents, et une amélioration globale des scores sur l'échelle de Vineland et PEP3. Patient Patient 1 Patient 2 Patient 3 Temps T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3 Age chronologique 9,7 10,1 10,7 6,2 6,8 7,2 4,8 5,2 5,8 Conners Enseignants 2,2 1,5 1 2 1,5 1,4 1,9 1,8 1 Parents 2,3 1,6 1,8 1 0,8 0,5 1,7 1,2 1 Vineland Communication 67 65 75 57 72 75 65 69 74 Vie quotidienne 69 71 74 81 87 87 75 87 87 Habiletés sociales 73 66 75 79 83 83 76 83 88 Motricité - - - 61 67 85 67 70 72 TOTAL 69 76 74 69 79 82 71 77 80 PEP3 CVP 2,6 - 3 2,3 - 2,3 1,6 - 2,4 LE 1,7 - 1,8 1,3 - 1,7 1,4 - 2,3 LR 1,7 - 2,3 1,8 - 2,7 1,5 - 2 MG 2,2 - 2,8 1,9 - 3,3 1,4 - 3,4 MF 2,5 - 2,8 2,3 - 4,0 2 - 3,6 10M 2,8 - 3,3 6 - 6,0 2,1 - 3,3 Tableau 3 : Evolution des scores sur les échelles de Conners, Vineland, et 20 PEP3 après 6 mois (T2) et 12 mois (T3) de traitement par allopurinol en comparaison des scores avant traitement (T1). 3054963 16 On observe sous traitement : - Une diminution des scores sur l'échelle de Conners pour les 3 patients, sur les échelles remplies par les parents comme sur les échelles remplies par les enseignants. Les enseignants n'ont pas été informés du traitement. Ce sont les scores concernant 5 l'impulsivité et l'hyperactivité, les difficultés d'apprentissage et les troubles du comportement qui évoluent le plus sur l'échelle parentale, les scores d'impulsivité et d'hyperactivité, et celui d'inattention qui évoluent le plus sur les échelles remplies par les enseignants. - Une amélioration des scores normalisés sur l'échelle de Vineland dans tous 10 les domaines pour les 3 patients, plus marquée sur la communication. - Une progression des âges équivalents de développement, bien que le rythme de progression reste lent par rapport à l'âge chronologique. Evolution des comportements adaptatifs 15 L'évolution des niveaux adaptatifs mesurée sur les scores par l'échelle de Vineland montre : - Une amélioration chez les 3 patients dans le domaine de la communication « écouter et comprendre ». Pour les patients P2 et P3, l'amélioration se produit les 6 premiers mois du traitement, entre T1 et T2, alors qu'elle se produit plus tard chez la 20 patiente P1. Les domaines « parler » et « lire et écrire » s'améliorent peu. - Une amélioration chez les 3 patients dans le domaine de la vie quotidienne « prendre soin de soi », et peu ou pas d'amélioration sur la composante « vivre dans la communauté ». Le domaine « s'occuper de son domicile » tend à s'améliorer pour la patiente la plus âgée, cet item étant peu pertinent pour les enfants les plus jeunes. 25 - Une amélioration chez les 3 patients dans le domaine des habiletés sociales pour les dimensions « contact avec les autres » et « jeux libres », alors que la dimension « s'adapter » ne s'améliore pas. Evolution des niveaux de développement 30 L'évolution des niveaux de développement mesurée sur le PEP 3 montre : - Une amélioration nette dans le domaine de la motricité fine, limitée dans les domaines du langage expressif, de la cognition verbale et préverbale, et de la motricité globale, et une stagnation dans le domaine du langage expressif et de l'imitation oculomotrice chez la patiente P1, la plus âgée. 3054963 17 - Une amélioration de plus d'un an d'âge de développement dans le domaine de la motricité globale, autour d'un an pour la motricité fine et le langage réceptif, et peu ou pas d'amélioration pour le langage expressif, la cognition verbale et préverbale, et l'imitation oculo-motrice pour le patient P2. 5 - Une amélioration dans tous les domaines de développement pour le patient P3, le plus jeune, particulièrement dans le domaine du langage expressif et de la cognition préverbale et verbale, avec un gain supérieur à un an de niveau de développement. 10 Evolution des comportements : L'évaluation des troubles du comportement, des difficultés d'apprentissage, des symptômes d'impulsivité et d'hyperactivité, d'inattention et de passivité mesurés par les scores obtenus sur les échelles de Conners, remplies indépendamment aux 3 temps T1, T2 et T3 par les parents et les enseignants montre : 15 - Une amélioration globale pour les 3 patients, mesurée par une diminution du v-score pour les 3 patients sur l'échelle remplie par les parents. Cette amélioration traduit notamment une diminution de l'impulsivité et des difficultés attentionnelles, et une amélioration des apprentissages, alors que les symptômes de somatisation, l'anxiété et les troubles du comportement restent faibles. 20 - Une diminution de l'hyperactivité et de l'impulsivité chez les 3 patients, sur l'échelle remplie par les enseignants. - Une légère diminution de la passivité et des difficultés attentionnelles chez la patiente P1. - Une amélioration très nette des troubles du comportement, une diminution de 25 la passivité et des difficultés attentionnelles chez les patients P2 et P3. 1.5 Résumé des bénéfices et des risques prévisibles et connus pour les personnes se prêtant à la recherche En résumé, les inventeurs ont observé sous traitement par allopurinol une 30 amélioration clinique chez les 3 patients, plus importante chez le patient le plus jeune (P3). Cette amélioration se traduit notamment par une diminution des troubles attentionnels et de l'hyperactivité, mesurée par les parents et les enseignants, une amélioration du fonctionnement adaptatif, notamment sur le plan de la communication, et une amélioration relative du niveau de développement, portant notamment sur la 35 compréhension du langage et la motricité fine et globale. 3054963 18 Ce protocole n'apporte que des bénéfices compte tenu des résultats probants sur les 3 patients déjà traités et de l'inexistence de traitement pour cette pathologie jusqu'à ce jour. Les risques sont limités à la formation de cristaux de xanthine et donc de 5 calculs rénaux si la prise de boisson quotidienne est insuffisante. Il sera donc nécessaire de surveiller la cristallurie à 1, 3, 6 et 12 mois de traitement puis tous les ans si le traitement à l'allopurinol est poursuivi. 3054963 19 REFERENCES Ceballos-Picot I, Le Dantec A, Brassier A, Jais JP, Ledroit M, Cahu J, Ea HK, Daignan-Fornier B, Pinson B (2015) New biomarkers for early diagnosis of Lesch- 5 Nyhan disease revealed by metabolic analysis on a large cohort of patients. Orphanet J Rare Dis. Jan 23;10:7. doi: 10.1186/s13023-014-0219-0. Jurecka A, Zikanova M, Kmoch S, Tylki-Szymariska A (2015) Adenylosuccinate lyase deficiency. J Inherit Metab Dis. Mar;38(2):231-42. doi: 10.1007/s10545-014-9755-y. Epub 2014 Aug 12. Review 10 Kelley WN, Wyngaarden JB (1970). Effects of Allopurinol and oxipurinol on purine synthesis in cultured human cells. J Clin Invest 49 : 602-609. Zikanova M, Krijt J, Skopova V, Krijt M, Baresova V, Kmoch S (2015). Screening for adenylosuccinate lyase deficiency using tandem mass spectrometry analysis of succinylpurines in neonatal dried blood spots. Clin Biochem. Jan; 15 48(1-2):2-7. REVENDICATIONS1. Allopurinol, pour son utilisation comme médicament pour traiter des patients atteints de déficit en adénylosuccinate lyase (ADSL). 2. Allopurinol, pour son utilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est administré à un patient âgé de moins de 5 ans.