Mitochondrial energetic function in a mice model of Acute Intermittent Porphyria (AIP)

Les déficits héréditaires de la synthèse de l’hème sont à l’origine de pathologies métaboliques appelées porphyries. La plus sévère est une porphyrie hépatique, la porphyrie aiguë intermittente (PAI). Des liens métaboliques étroits existent entre la synthèse de l’hème et la mitochondrie. L’objectif de ce travail était d’étudier l’impact de la crise aiguë de PAI sur le fonctionnement énergétique mitochondrial. Nous avons montré, dans un modèle murin déficitaire en hydroxymethylbilane synthase (HMBS) mimant biologiquement la crise de PAI, un dysfonctionnement énergétique mitochondrial. L’activité des complexes de la chaîne respiratoire, la respiration mitochondriale et l’activité des enzymes du cycle de Krebs se sont en effet révélées altérées dans ce modèle, tant à l’état basal qu'après induction par le phénobarbital, et ceci dans le foie, le muscle squelettique et le cerveau. Afin d'évaluer les effets d'un excès de précurseurs métaboliques de l'hème, nous analysons, dans un modèle cellulaire, l'effet de l’administration d’acide delta-aminolévulinique (ALA). Cela provoque une altération, dose-dépendante, de la fonction énergétique mitochondriale et une surproduction des espèces réactives de l’oxygène (ROS). Nos résultats suggèrent un impact profond de la crise de PAI sur la fonction mitochondriale in vivo et in vitro, ce qui pourrait expliquer certaines anomalies métaboliques et cliniques de la maladie.Hereditary porphyrias are a group of metabolic disorders of the haem biosynthesis pathway, the most severe and important porphyria is the Acute Intermittent Porphyria (AIP). Several metabolic links exist between haem biosynthesis and mitochondria, which is an organelle specialized in energy production. The aim of this work was to examine the impact of the acute attack of AIP on the mitochondrial energetic function. We have shown in a mice model of AIP, with deficiency in the hydroxymethylbilane synthase (HMBS), a mitochondrial metabolic dyfunction, an important alteration in the mitochondrial respiratory complexes activity, and those of Krebs cycle. This deficiency concerned the mice at basal state and after induction by phenobarbital in different tissus (liver, skeletal muscle and brain). In vitro, the administration of delta-aminolevulinic acid, a precursor of haem accumulating in AIP caused a dose-dependent impairment of mitochondrial function with an overproduction of reactive oxygen species (ROS). Our results suggest that acute attack of AIP alters the mitochondrial function in vivo and in vitro. This new data allows to better understand the pathophysiology and the clinical expression of this disease