Les biopsies musculaires et nerveuses sont essentielles pour diagnostiquer les maladies neuromusculaires. L’histochimie enzymatique sur coupes congelées fournit des informations fonctionnelles sur les types de fibres musculaires, l’intégrité mitochondriale et l’activité lysosomale qui ne peuvent être obtenues par l’histologie de routine ou l’IHC seule.
Traitement de la Biopsie Musculaire
Une biopsie musculaire (généralement vastus lateralis, deltoïde ou biceps brachial) doit être manipulée spécialement. Le spécimen est orienté sous un microscope disséquant pour identifier la direction des fibres, monté sur un disque de liège dans du composé OCT, et congelé instantanément dans de l’isopentane refroidi à -160°C dans l’azote liquide. Les coupes congelées sont réalisées à 8-10 µm dans un cryostat à -25°C. Un panel standard de biopsie musculaire comprend : H&E, trichrome de Gomori modifié, ATPase à pH 9,4, 4,6 et 4,3, NADH-TR, COX, SDH et phosphatase acide.
ATPase et Typage des Fibres
L’histochimie de l’ATPase myosine à différents pH différencie les types de fibres musculaires en fonction de la labilité au pH des isoformes de la chaîne lourde de la myosine. À pH 9,4, les fibres de type I sont claires, les fibres de type II sont foncées. À pH 4,6, les fibres de type I sont foncées, les fibres de type IIA sont claires, les fibres de type IIB sont intermédiaires. À pH 4,3, les fibres de type I sont foncées, les fibres de type II sont claires.
Le muscle normal montre un motif en damier des fibres de type I et de type II avec distribution aléatoire. La prédominance des fibres de type I suggère une myopathie congénitale ou une dénervation chronique. L’atrophie des fibres de type II est l’anomalie la plus fréquente — observée dans le déconditionnement, la myopathie stéroïdienne, la cachexie et les syndromes paranéoplasiques. Le regroupement de types de fibres (groupes de >15 fibres du même type remplaçant le motif en damier) indique une dénervation-réinnervation (maladie neurogène). La disproportion congénitale des types de fibres montre des fibres de type I uniformément petites avec des fibres de type II normales.
Histochimie Enzymatique Mitochondriale
NADH-TR démontre la distribution mitochondriale et l’activité enzymatique oxydative. Les fibres de type I sont foncées ; les fibres de type II sont claires. Les motifs NADH-TR anormaux incluent : cores centraux (zones arrondies centrales ou excentriques dépourvues de coloration — maladie du core central) ; fibres cibles/targetoïdes (trois zones : périphérie foncée, anneau intermédiaire pâle, centre foncé — dénervation) ; fibres ragged red (accumulations mitochondriales sous-sarcolemmales apparaissant comme des agrégats périphériques foncés — myopathie mitochondriale) ; fibres mitées (perte de coloration irrégulière et parcellaire — myopathie, dénervation).
COX (cytochrome c oxydase) — activité absente ou réduite dans les fibres COX-négatives indique une mutation ou une déplétion de l’ADN mitochondrial (ADNmt). Les fibres COX-négatives augmentent avec le vieillissement normal mais des nombres excessifs indiquent une maladie mitochondriale. SDH (succinate déshydrogénase) — entièrement codée par l’ADN nucléaire ; la SDH préservée dans les fibres COX-négatives (« COX-négatif, SDH-positif ») est le signe diagnostique de la myopathie mitochondriale liée à l’ADNmt.
Histochimie Enzymatique Lysosomale
Phosphatase acide — l’activité lysosomale accrue (coloration ponctuée rouge vif) indique une nécrose et une régénération des fibres musculaires. Les fibres positives à la phosphatase acide sont observées dans les myopathies inflammatoires, les dystrophies musculaires et les myopathies toxiques. Estérase non spécifique — activité accrue dans les petites fibres angulaires lors de la dénervation. L’ENS met également en évidence les plaques motrices terminales et peut identifier l’acétylcholinestérase à la jonction neuromusculaire.
Trichrome de Gomori Modifié
La coloration trichrome de Gomori modifié est un composant standard du panel de biopsie musculaire. Les fibres ragged red (RRF) apparaissent comme des fibres avec des accumulations granulaires rouges périphériques irrégulières — représentant une prolifération mitochondriale sous-sarcolemmale et le signe morphologique de la myopathie mitochondriale. Les bâtonnets de némaline apparaissent comme des structures rouges en forme de bâtonnet dans le sarcoplasme (myopathie à némaline). Corps cytoplasmiques — inclusions sphériques rouges dans les myopathies myofibrillaires. Vacuoles bordées — vacuoles avec des bordures granulaires basophiles dans la myosite à corps d’inclusion.
Biopsie Nerveuse
La biopsie nerveuse (généralement nerf sural) est traitée pour coupes en paraffine (H&E, LFB-PAS, Rouge Congo), coupes congelées (histochimie enzymatique), préparations de fibres dissociées et microscopie électronique. Préparations de fibres dissociées — fibres nerveuses individuelles séparées et montées sur lames — permettent d’évaluer la dégénérescence axonale et la démyélinisation segmentaire. Luxol Fast Blue colore la myéline en bleu. Coupes semi-fines (0,5-1,0 µm) de nerf inclus en résine fournissent une résolution supérieure pour évaluer la perte axonale, la démyélinisation et les infiltrats inflammatoires.
Corrélation Ultrastructurale
De nombreuses découvertes en histochimie enzymatique nécessitent une corrélation avec la microscopie électronique. Les fibres ragged red au trichrome de Gomori correspondent à des agrégats mitochondriaux avec des inclusions paracristallines en ME. Les cores centraux sont corrélés à des régions centrales dépourvues de mitochondries et de sarcomères. Les types de granules spécifiques (bâtonnets de némaline, corps cytoplasmiques, corps réducteurs) sont identifiés de manière définitive par ME. La combinaison de l’histochimie enzymatique et de la ME fournit une caractérisation complète de la pathologie musculaire. Les programmes d’assurance qualité pour la pathologie neuromusculaire incluent l’EEQ pour les techniques histochimiques et la concordance diagnostique.
