Analyse de biomarqueurs au niveau cellulaire de patients atteints de la maladie de Fabry en utilisant la spectrométrie de masse en tandem

La maladie de Fabry est une maladie de surcharge lysosomale liée au chromosome X. Elle est causée par une mutation au niveau du gène GLA qui provoque un déficit de l’enzyme α-galactosidase A. Elle entraîne une accumulation de glycosphingolipides tels le globotriaosylcéramide (Gb3), le globotriaosylsphingosine (lyso-Gb3) et galabiosylcéramide (Ga2) ainsi que leurs isoformes/analogues respectifs au niveau des tissus et des liquides biologiques des patients. Les symptômes peuvent se présenter de manière très variable soit par de l’acroparesthésie, des troubles ophtalmologiques, des angiokératomes, des troubles cardiaques, rénaux ou encore neurologiques. Les connaissances au niveau physiopathologique de la maladie de Fabry sont à ce jour, toujours déficientes. Les biomarqueurs analysés ne permettent pas de prédire la sévérité et la progression de la maladie. Afin d’apporter des connaissances plus approfondies à ce niveau, l’objectif principal de cette étude était d’analyser les biomarqueurs au niveau cellulaire pour des patients atteints de la maladie. Les objectifs secondaires étaient: 1) de développer et de valider une méthode en spectrométrie de masse en tandem pour la quantification relative et simultanée de certains biomarqueurs susmentionnés dans les leucocytes, les lymphocytes B et les monocytes de patients Fabry et contrôles sains; 2) d’évaluer les biomarqueurs dans le total des leucocytes, les lymphocytes B, les monocytes, le plasma et l’urine chez les patients Fabry et les contrôles sains appariés selon le sexe et l’âge; et 3) d’établir des corrélations entre la quantité relative de ces biomarqueurs et le génotype des patients traités et non traités. Les résultats de cette étude démontrent qu’il n’y a pas de changements significatifs dans la distribution des groupes d’isoformes/analogues du Gb3 selon le type cellulaire pour les patients et les contrôles. La découverte d’isoformes/analogues méthylés du Gb3 suggère un processus de méthylation qui se produit directement au niveau des cellules sanguines et particulièrement pour les lymphocytes B et les monocytes. Des corrélations face à la quantité de biomarqueurs et le génotype ont été établies. Ces résultats pourraient permettre une meilleure compréhension des processus biochimiques reliés à l’accumulation du Gb3 dans les cellules sanguines

Analyse de biomarqueurs au niveau cellulaire de patients atteints de la maladie de Fabry en utilisant la spectrométrie de masse en tandem

La maladie de Fabry est une maladie de surcharge lysosomale liée au chromosome X. Elle est causée par une mutation au niveau du gène GLA qui provoque un déficit de l’enzyme α-galactosidase A. Elle entraîne une accumulation de glycosphingolipides tels le globotriaosylcéramide (Gb3), le globotriaosylsphingosine (lyso-Gb3) et galabiosylcéramide (Ga2) ainsi que leurs isoformes/analogues respectifs au niveau des tissus et des liquides biologiques des patients. Les symptômes peuvent se présenter de manière très variable soit par de l’acroparesthésie, des troubles ophtalmologiques, des angiokératomes, des troubles cardiaques, rénaux ou encore neurologiques. Les connaissances au niveau physiopathologique de la maladie de Fabry sont à ce jour, toujours déficientes. Les biomarqueurs analysés ne permettent pas de prédire la sévérité et la progression de la maladie. Afin d’apporter des connaissances plus approfondies à ce niveau, l’objectif principal de cette étude était d’analyser les biomarqueurs au niveau cellulaire pour des patients atteints de la maladie. Les objectifs secondaires étaient: 1) de développer et de valider une méthode en spectrométrie de masse en tandem pour la quantification relative et simultanée de certains biomarqueurs susmentionnés dans les leucocytes, les lymphocytes B et les monocytes de patients Fabry et contrôles sains; 2) d’évaluer les biomarqueurs dans le total des leucocytes, les lymphocytes B, les monocytes, le plasma et l’urine chez les patients Fabry et les contrôles sains appariés selon le sexe et l’âge; et 3) d’établir des corrélations entre la quantité relative de ces biomarqueurs et le génotype des patients traités et non traités. Les résultats de cette étude démontrent qu’il n’y a pas de changements significatifs dans la distribution des groupes d’isoformes/analogues du Gb3 selon le type cellulaire pour les patients et les contrôles. La découverte d’isoformes/analogues méthylés du Gb3 suggère un processus de méthylation qui se produit directement au niveau des cellules sanguines et particulièrement pour les lymphocytes B et les monocytes. Des corrélations face à la quantité de biomarqueurs et le génotype ont été établies. Ces résultats pourraient permettre une meilleure compréhension des processus biochimiques reliés à l’accumulation du Gb3 dans les cellules sanguines

Separation and Analysis of Lactosylceramide, Galabiosylceramide, and Globotriaosylceramide by LC-MS/MS in Urine of Fabry Disease Patients

Fabry disease is an X-linked lysosomal storage disorder caused by α-galactosidase A (α-GAL A) deficiency. This enzyme contributes to the cellular recycling of glycosphingolipids such as galabiosylceramide (Ga₂), globotriaosylceramide (Gb₃), and globotriaosylsphingosine (lyso-Gb₃) by hydrolyzing the terminal α-galactosyl moiety. Urine and plasma α-GAL A substrates are currently analyzed as biomarkers for the detection, monitoring, and follow-up of Fabry disease patients. The sensitivity of the analysis of Ga₂ is decreased by the co-analysis of its structural isomer, lactosylceramide (LacCer), which is not an α-GAL A substrate. A normal-phase ultraperformance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) methodology, allowing the baseline separation of 12 Ga₂ isoforms/analogues from their lactosylceramide counterparts, was developed and validated in urine. The method was multiplexed with the analysis of 12 Gb₃ isoforms/analogues having the same fatty acid moieties as those of Ga₂ for comparison, and with creatinine for sample normalization. Urine samples were studied from 34 untreated and 33 Fabry males treated by enzyme replacement therapy (ERT) and 54 untreated and 19 ERT-treated Fabry females, along with 34 male and 25 female healthy controls. The chromatographic separation of Ga₂ from LacCer increased the sensitivity of analysis, especially in women. One untreated Fabry female and two treated Fabry females presented abnormal levels of Ga₂ but normal levels of Gb₃, supporting the importance of analyzing Ga_2, in addition to Gb₃. Our results show that urine LacCer levels from females were significantly higher than those from males. Moreover, LacCer levels were not affected by Fabry disease for both males and females

Separation and Analysis of Lactosylceramide, Galabiosylceramide, and Globotriaosylceramide by LC-MS/MS in Urine of Fabry Disease Patients

Fabry disease is an X-linked lysosomal storage disorder caused by α-galactosidase A (α-GAL A) deficiency. This enzyme contributes to the cellular recycling of glycosphingolipids such as galabiosylceramide (Ga₂), globotriaosylceramide (Gb₃), and globotriaosylsphingosine (lyso-Gb₃) by hydrolyzing the terminal α-galactosyl moiety. Urine and plasma α-GAL A substrates are currently analyzed as biomarkers for the detection, monitoring, and follow-up of Fabry disease patients. The sensitivity of the analysis of Ga₂ is decreased by the co-analysis of its structural isomer, lactosylceramide (LacCer), which is not an α-GAL A substrate. A normal-phase ultraperformance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) methodology, allowing the baseline separation of 12 Ga₂ isoforms/analogues from their lactosylceramide counterparts, was developed and validated in urine. The method was multiplexed with the analysis of 12 Gb₃ isoforms/analogues having the same fatty acid moieties as those of Ga₂ for comparison, and with creatinine for sample normalization. Urine samples were studied from 34 untreated and 33 Fabry males treated by enzyme replacement therapy (ERT) and 54 untreated and 19 ERT-treated Fabry females, along with 34 male and 25 female healthy controls. The chromatographic separation of Ga₂ from LacCer increased the sensitivity of analysis, especially in women. One untreated Fabry female and two treated Fabry females presented abnormal levels of Ga₂ but normal levels of Gb₃, supporting the importance of analyzing Ga_2, in addition to Gb₃. Our results show that urine LacCer levels from females were significantly higher than those from males. Moreover, LacCer levels were not affected by Fabry disease for both males and females

Diurnal Variation of Urinary Fabry Disease Biomarkers during Enzyme Replacement Therapy Cycles

Fabry disease is an X-linked lysosomal storage disorder caused by mutations in the GLA gene encoding the α-galactosidase A enzyme. This enzyme cleaves the last sugar unit of glycosphingolipids, including globotriaosylceramide (Gb3), globotriaosylsphingosine (lyso-Gb3), and galabiosylceramide (Ga2). Enzyme impairment leads to substrate accumulation in different organs, vascular endothelia, and biological fluids. Enzyme replacement therapy (ERT) is a commonly used treatment. Urinary analysis of Gb3 isoforms (different fatty acid moieties), as well as lyso-Gb3 and its analogues, is a reliable way to monitor treatment. These analogues correspond to lyso-Gb3 with chemical modifications on the sphingosine moiety (−C2H4, −C2H4+O, −H2, −H2+O, +O, +H2O2, and +H2O3). The effects of sample collection time on urinary biomarker levels between ERT cycles were not previously documented. The main objective of this project was to analyze the aforementioned biomarkers in urine samples from seven Fabry disease patients (three treated males, three treated females, and one ERT-naïve male) collected twice a day (morning and evening) for 42 days (three ERT cycles). Except for one participant, our results show that the biomarker levels were generally more elevated in the evening. However, there was less variability in samples collected in the morning. No cyclic variations in biomarker levels were observed between ERT infusions