Patrick FIEVET, Patrick FIEVET, Patrick FIEVET, Patrick FIEVET, GHPSO (Creil GHPSO (Creil GHPSO (Creil GHPSO (Creil ---- Senlis)Senlis)Senlis)Senlis)

Photo: Mines de Fer d’Annaba (Algérie)

Mécanismes de la carence martiale au cours de l’IRC• Augmentation des pertes sanguines

– Investigations invasives– Prélèvements sanguins– Chirurgie FAV – Pertes de la CEC

• Captation du Fer par le système réticulo-endothélial liée à l’inflammation

• Diminution de l’absorption intestinale du Fer– Inhérente à l’IRC– Modifications diététiques– Protecteurs gastriques– Résines chélatrices

Deux types de carence martiale

• Carence absolue– Ferritinémie < 100 µg/L – TSAT < 20%

• Carence fonctionnelle– Ferritinémie normale ou élevée– TSAT < 20%

Erythrocytes2500 mg

Ferritine

Macrophage

FerroportineMoelle érythroïde20 mg

PLASMA4mg

PLASMA4mg

Pertes1-2 mg/J

Absorption1-2 mg/J

Enterocyte

Ferroportine20 mg/J20 mg/J

FOIE RATECompartimentde stockage

1000 mg

FOIE RATECompartimentde stockage

1000 mg

MUSCLES300 mg

MUSCLES300 mg

5 mg/J

SUJET NORMAL

Erythrocytes

Ferritine

Macrophage

FerroportineMoelle érythroïde

PLASMAPLASMAPertes

Absorption

Enterocyte

Ferroportine

FOIE RATECompartimentde stockage

FOIE RATECompartimentde stockage

MUSCLESMUSCLES

INSUFFISANCE RENALE CHRONIQUE

Macrophage(rate, moelle, foie)

CytokinesGlobules rouges

Fe(II)Ferroportine

Ferritine

HepcidineHepcidine

Foie

Ferroportine

Enterocyte

Carence fonctionnelle en Fer:Un rôle essentiel pour l’hepcidine ?

Séquence en acides aminés du précurseur de l’hepcidine humaine

Établissement des ponts disulfures de l’hepcidine 25

L’hepcidineHAMP gene = gène codant pour l’hepcidineBras long chromosome 19

Facteurs influencant l’expression du gène de l’hepcidineNicolas G et al, J Clin. Invest. (2002) 110 (7): 1037-1044

• Inflammation

• Hypoxia

• Anemia

• Iron overload

Stimulus inflammatoire

InflammationIL-6

Jak

Stat 3

HEPCIDIN

+

Iron overload

BMP

BMPrHJVs

HJV

HFE

TfR1

TfR2 +

Stimulus martial

-

-

Smad 4

HEPCIDIN

Current model of hepcidin regulation by ironFrom Nemeth E, Curr Opin Hematol (2008) 15: 169-175

TfR2

TfR1

BMPRBMPR

HJV

sHJV

BMPs

Hepc

Transcription factors

Smad 4

Smad 4

R-Smad

R-Smad R-Smad

BMPRBMPR

HJV

sHJV

BMPs

Hepc

Transcription factors

Smad 4

Smad 4

R-Smad

R-Smad R-Smad

HFE HFE

TfR1TfR2

Low Fe-Tf High Fe-Tf

Fe-TfFe-Tf

HFE

Mutations entrainant une inhibition de l’hepcidine

TfR2

TfR1

BMPRBMPR

HJV

sHJV

BMPs

Hepc

Transcription factors

Smad 4

Smad 4

R-Smad

R-Smad R-Smad

HFE

Hémochromatose type 1 :Mutation HFE C282Y

Hémochromatose juvénile (type 2A):Mutation HJV

Hémochromatose juvénile (type 2B):Mutation Hepcidine

Hémochromatose type 3:Mutation récepteur transferrine 2

Iron depletion

- -

Stimulus martial

HEPCIDIN

TMPRSS6(Matriptase 2)

HIF

Prolyl Hydroxylase

Mutation de la matriptase 2 (TMPRSS6): IRIDA syndro me

Rôle de la matriptase 2 (TMPRSS6) dans la régulation de l’expression d’hepcidine

HIF βHIF α

HIFβHIF α

HIF α

NORMOXIEHYPOXIE

NOYAU

Cotransactivateur fixé

Gènes cibles transcrits

Transcription inhibée du gène cible

Cotransactivateur incapable de se fixer

Prolyl-hydroxylation

HIF α

Liaison pVHL

HIF α

pVHL

Destruction par le protéasome

HIF α

pVHL

Ubiquinisation

UbUb

Ub

HIF α -OH

NOYAU

HRE

HIFβHIF α OH

Asparaginyl

-hydroxylation

HIF α

Stimulus érythropoïétique

- -

HEPCIDINHEPCIDIN

Hypoxia Erythropoiesis

GDF-15 ?HIF

Putative regulation of hepcidin in CKD

IL-6 TMPRSS6 HIF GDF-15 ?

Hepcidine

• Pas de dosage disponible en routine

• Méthodes de dosage:– Test Elisa (isoformes)– Spectrométrie de masse (Hepcidine 25)

• Influencée par– Activité érythropoïétique – Statut martial– Inflammation

• Pas de valeurs normales établies dans l’IRC

Hepcidine et insuffisance rénale chronique

Peters HPE, NDT (2010) 25: 848Peters HPE, NDT (2010) 25: 848Peters HPE, NDT (2010) 25: 848Peters HPE, NDT (2010) 25: 848----853853853853Dosage Hepcidine 25, Dosage Hepcidine 25, Dosage Hepcidine 25, Dosage Hepcidine 25, Spectrométrie de masseSpectrométrie de masseSpectrométrie de masseSpectrométrie de masse

Ashby DR, Kidney Int (2009) 75: 976Ashby DR, Kidney Int (2009) 75: 976Ashby DR, Kidney Int (2009) 75: 976Ashby DR, Kidney Int (2009) 75: 976----981981981981Dosage HepcidineDosage HepcidineDosage HepcidineDosage HepcidineELISAELISAELISAELISA

Relationship between iron status and plasma hepcidinAshby DR, Kidney Int (2009) 75: 976-981

Hepcidin response after IV iron (200mg Iron Sucrose)

Réponse de l’hepcidine à l’administration d’EPO

Relationship between plasma hepcidin, erythropoietin dose and inflammation in dialysis patientsAshby DR, Kidney Int (2009) 75: 976-981

1. Hepcidin vs EPO dose

2. Hepcidin vs CRP & IL-6: no correlation

Hepcidine et hémodialyse

p < 0.001 p < 0.001

NS

Doses totales en prédialyse Contrôle de l’anémie

Doses totales en prédialyseRisque de surcharge en Fer

Evolution de l’Hb dans le groupe au delà de 500 µg/L de ferritinémie

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

Initial Après Fer DBPM

Groupe ferrinémie M1 ≤ 500 µg/L

Groupe ferrinémie M1 > 500 µg/L

p = 0,00016

NS

Ferritine

Ferroportine

Fer IV

Transferrine

INFLAMMATION

HEPCIDINEMACROPHAGE

ERYTHROPOIESE

Effect of IV ascorbic acid in HD patients with EPO hyporesponsive anemia and hyperferritinemiaAttallah N et al, Am J Kidney Dis (2006), 47: 644

Inclusion criteria : • administration of IV iron and EPO for > 6 months at a dose > 450 U/kg/wk• average 3-months Hb < 11.0 g/dL, ferritin > 500 ng/mL, TSAT < 50%)Randomization:• 20 patients: standard therapy + Vit C 300 mg IV x 3/week• 22 patients: standard therapy

Vitamin C affects the expression of hepcidin and erythropoietin in HepG2 cells Chiu PF, J Ren Nutr 2011

• EPO et Vit C sont synergiques pour réduire l’expression de l’hepcidine

Vitamin C affects the expression of hepcidin and erythropoietin in HepG2 cells Chiu PF, J Ren Nutr 2011

Possibilités thérapeutiques de diminution des taux d’Hepcidine :

• Inhibiteurs de BMP6

• Agonistes de la sérine protéase

• Stabilisation de HIF régulateur négatif de l’hepcidine (inhibition de la Prolyl-Hydroxylase: FG-2216, FG-4592)

• Ac neutralisants de l’hepcidine

FG-2216 in anemic patients with chronic kidney disease

FG-2216 increases hemoglobin concentration in anemic patients with chronic kidney diseaseNeumayer H.H., al Poster session ASN 2005

FG-2216 a novel oral HIF-PHI stimulates erythropoïesis and increases hemoglobin concentration in patients with non-dialysis CKDProvenzano R, NKF 2008 Spring clinical meeting

n=3

n=5

n=3 n=3

n=14

n=26 n=52n=50

Synthèse: hpecidine et IRC

• L’hepcidine est augmentée dans l’IRC• Stimuli et voies de régulation multiples• Rôle supposé dans la carence fonctionnelle et la

résistance aux ASE• Aucune application pour le suivi de l’anémie de

l’IRC (dosage, interprétation ?)• Voies thérapeutiques possibles mais non

disponibles• Intérêt en Oncologie ?

Protéines régulatrices du Fer et oncogénèse(Pinnix ZK, Sci Transl Med 2010)

• Données expérimentales :

– Hepcidine exprimée dans les cellules mammaires => régulation locale de la ferroportine

– Lignées cellulaires de K du sein � réduction de la ferroportine 2aire à:• Augmentation de l’hepcidine• Réduction de l’ARNm de la ferroportine=> Augmentation du pool de Fer labile

– Réintroduction de ferroportine dans les cellules de K du sein => réduction de leur croissance après réimplantation orthoptique chez la souris

• Données cliniques, mesure de l’ARNm de l’hepcidine et de la ferroportine dans 800 cancers du sein:

– Diminution de l’expression de la ferroportine associée à une réduction de la survie sans métastase et de la survie liée à l’évolution du K

– Pronostic nettement meilleur chez les patientes ayant une faible expression de l’hepcidine et une expression élevée de la ferroportine

Increased hepcidin expression in colorectal carcinogenesisWard DG, World L Gastroenterol 2008

Aa Ac Ae Ag

Ab Ad Af Ah

• Tissu tumoral:• Expression de l’hepcidine (34% des cas) => inhibition de l‘export de Fer

• Expression des protéines importatrices de Fer en abondance

⇒ accumulation de Fer

• Accumulation de Fer alimentant l’hypermétabolisme => amplification de la carcinogénèse

• Données en accord avec les résultats prometteurs de traitement par chélateurs du Fer