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Spectroscopie du phosphore-31 dans le diabète phosphaté

Mesure de la concentration en ATP (adénosine triphosphate) par spectroscopie du phosphore-31 dans le diabète phosphaté

Titre et résumé traduits de l’anglais par le portail, à partir de la fiche publiée par le registre source, le 13 septembre 2026. Traduction automatique, sans relecture médicale : elle ne modifie ni n’interprète le contenu ; en cas de doute, le texte original fait foi.

Texte original (anglais)

Phosphorus-31 Spectroscopy in Phosphate Diabetes

ATP (Adenosine Triphosphate) Concentration Measurement by Phosphorus-31 Spectroscopy in Phosphate Diabetes

Phosphate diabetes is defined by urinary phosphate wasting due to impaired tubular reabsorption. It can be classified based on either a genetic or acquired origin. Chronic hypophosphatemia causes rickets in children, leading to growth disorders, bone deformities, and bone pain. In adults, it results in osteomalacia, pseudofractures, as well as muscle fatigue and weakness during exertion. X-linked hypophosphatemia (XLH) is a common cause of hereditary rickets linked to renal phosphate loss due to elevated FGF23 levels, most often caused by mutations in the PHEX (Phosphate Regulating Endopeptidase X-Linked) gene. Clinical trials have already demonstrated significant improvements in the quality of life of patients with XLH following the approval of the anti-FGF23 antibody, Burosumab. However, there are other causes of phosphate diabetes, such as tumor-induced osteomalacia (TIO), proximal tubulopathies (Dent disease, cystinosis), or mutations in Npt2a/C. As described above, patients with phosphate diabetes report bone pain and variable muscle fatigue depending on the underlying cause. These symptoms can significantly impact quality of life by limiting physical activities early on. However, standard quality-of-life questionnaires often lack the specificity to accurately assess these symptom-related impairments. At present, the investigators lack objective biomarkers that can quantitatively assess subclinical metabolic abnormalities at the muscular level in these patients. Various data from animal models and preclinical studies suggest direct links between serum phosphate levels, intracellular phosphate (Pi), ATP production, and altered muscle metabolism. Muscle tissue requires energy, primarily derived from ATP hydrolysis. ATP is synthesized via mitochondrial oxidative phosphorylation, which is regulated by intracellular phosphate levels. In five XLH patients, older studies compared intracellular Pi levels to those of five healthy controls and showed a decrease in Pi without a change in intracellular ATP. Smith et al. found ATP concentrations within the lower limit of normal at rest, while Pesta et al. reported a decrease in muscle ATP concentration in hypophosphatemic mice, which normalized after correcting serum phosphate levels. Two recent studies using 31-phosphorus magnetic resonance spectroscopy (31P-MRS) showed no change in intracellular ATP levels in XLH patients, both before muscle activity and after burosumab treatment. However, these studies were conducted at rest. Yet, the main issue for patients lies in physical activity, as quality-of-life impairments often begin with limitations in daily physical tasks. Moreover, no current data are available on intracellular Pi or ATP levels in other forms of phosphate diabetes. These parameters can be measured in vivo, non-invasively, using 31P-MRS. This technique employs a standard 3T MRI scanner equipped with a multinuclear coil to detect phosphorus instead of protons. It allows for ATP, Pi, and phosphocreatine concentrations to be measured every 2 minutes and 45 seconds. The procedure is non-irradiating, requires no contrast injection, and focuses on the patient's leg, meaning the whole body does not need to be inside the MRI scanner. Additionally, in FGF23-mediated phosphate diabetes, calcitriol suppression leads to renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) activation and hypertension. In contrast, proximal tubulopathies cause salt wasting. The third sodium compartment (non-osmotically active sodium stored in subcutaneous and muscle tissue) can be assessed non-invasively using 23Na-MRI (sodium-23 MRI), which also uses a 3T (3 tesla) MRI scanner and a multinuclear coil to detect sodium signals under the same conditions as 31P-MRS. Patients with XLH also exhibit a distinct metabolic profile, with an increased risk of obesity, hypertension, left ventricular hypertrophy, and elevated uric acid levels. The goal of the study is to quantitatively measure intramuscular ATP, intracell

Le diabète phosphaté se définit par une fuite urinaire de phosphate liée à une altération de la réabsorption tubulaire. Il peut être classé selon une origine génétique ou acquise. L'hypophosphatémie chronique entraîne un rachitisme chez l'enfant, à l'origine de troubles de la croissance, de déformations osseuses et de douleurs osseuses. Chez l'adulte, elle entraîne une ostéomalacie, des pseudofractures, ainsi qu'une fatigue et une faiblesse musculaires à l'effort. L'hypophosphatémie liée à l'X (XLH) est une cause fréquente de rachitisme héréditaire lié à une perte rénale de phosphate due à une élévation du FGF23, le plus souvent causée par des mutations du gène PHEX (Phosphate Regulating Endopeptidase X-Linked). Des essais cliniques ont déjà démontré des améliorations significatives de la qualité de vie des patients atteints de XLH après l'approbation de l'anticorps anti-FGF23, le burosumab. Cependant, il existe d'autres causes de diabète phosphaté, telles que l'ostéomalacie induite par une tumeur (TIO), les tubulopathies proximales (maladie de Dent, cystinose), ou les mutations de Npt2a/C. Comme décrit ci-dessus, les patients atteints de diabète phosphaté rapportent des douleurs osseuses et une fatigue musculaire variable selon la cause sous-jacente. Ces symptômes peuvent avoir un impact significatif sur la qualité de vie en limitant précocement les activités physiques. Toutefois, les questionnaires standards de qualité de vie manquent souvent de la spécificité nécessaire pour évaluer précisément ces altérations liées aux symptômes. À l'heure actuelle, les investigateurs ne disposent pas de biomarqueurs objectifs permettant d'évaluer quantitativement les anomalies métaboliques infracliniques au niveau musculaire chez ces patients. Diverses données issues de modèles animaux et d'études précliniques suggèrent des liens directs entre les taux sériques de phosphate, le phosphate intracellulaire (Pi), la production d'ATP et l'altération du métabolisme musculaire. Le tissu musculaire nécessite de l'énergie, principalement issue de l'hydrolyse de l'ATP. L'ATP est synthétisé par phosphorylation oxydative mitochondriale, régulée par les taux de phosphate intracellulaire. Chez cinq patients atteints de XLH, d'anciennes études ont comparé les taux de Pi intracellulaire à ceux de cinq témoins sains et ont montré une diminution du Pi sans modification de l'ATP intracellulaire. Smith et al. ont retrouvé des concentrations d'ATP dans la limite inférieure de la normale au repos, tandis que Pesta et al. ont rapporté une diminution de la concentration musculaire en ATP chez des souris hypophosphatémiques, qui se normalisait après correction des taux sériques de phosphate. Deux études récentes utilisant la spectroscopie par résonance magnétique du phosphore-31 (SRM-31P) n'ont montré aucune modification des taux d'ATP intracellulaire chez les patients atteints de XLH, tant avant l'activité musculaire qu'après traitement par burosumab. Toutefois, ces études ont été menées au repos. Or, la principale préoccupation des patients concerne l'activité physique, les altérations de la qualité de vie débutant souvent par des limitations des tâches physiques quotidiennes. De plus, aucune donnée n'est actuellement disponible concernant les taux de Pi ou d'ATP intracellulaires dans les autres formes de diabète phosphaté. Ces paramètres peuvent être mesurés in vivo, de façon non invasive, par SRM-31P. Cette technique utilise un scanner IRM 3T standard équipé d'une antenne multinucléaire permettant de détecter le phosphore plutôt que les protons. Elle permet de mesurer les concentrations d'ATP, de Pi et de phosphocréatine toutes les 2 minutes et 45 secondes. La procédure est non irradiante, ne nécessite aucune injection de produit de contraste, et se concentre sur la jambe du patient, ce qui signifie que le corps entier n'a pas besoin d'être placé dans le scanner IRM.

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