Les peroxysomes sont des organites oxydatifs présents dans tous les tissus, mais particulièrement abondants dans le foie et les reins. Comme leur nom l’indique, ils utilisent l’oxygène moléculaire dans les réactions oxydatives qui génèrent du peroxyde d’hydrogène. Ils contiennent également de la catalase (peroxydase), qui utilise H2O2 pour oxyder d’autres substrats. Cette réaction est particulièrement importante pour détoxifier l’éthanol, l’acide formique et d’autres toxines. Les peroxysomes peuvent être identifiés par microscopie optique par leur activité catalase en utilisant la réaction de diaminobenzidine.

Les enzymes peroxysomiques catalysent plusieurs réactions anaboliques et cataboliques. Les plus importants d’entre eux sont la synthèse de plasmalogène et l’oxydation bêta des acides gras à très longue chaîne (VLCFA). Les plasmalogènes sont les phospholipides les plus abondants de la myéline. Les produits de l’oxydation bêta de VLCFA sont utilisés pour la biosynthèse du cholestérol, des acides biliaires et d’autres composés.

Le peroxysome a une seule membrane qui entoure la matrice peroxysomique. La membrane peroxysomique est une bicouche lipidique avec des protéines membranaires peroxysomiques intégrées. Toutes les protéines membranaires peroxysomiques et les enzymes de la matrice peroxysomique sont codées par des gènes nucléaires, synthétisées sur des ribosomes libres et importées dans les peroxysomes. Les protéines impliquées dans la biogenèse peroxysomique sont appelées peroxines et sont codées par des gènes PEX. Quinze gènes PEX humains sont connus.

Il existe deux types de troubles peroxysomiques: les carences enzymatiques peroxysomiques uniques et les troubles de la biogenèse peroxysomique (PBD). Les premiers sont causés par des mutations de gènes codant des enzymes peroxysomiques spécifiques. Les PBD sont causés par des mutations de gènes PEX impliqués dans la biogenèse et la fonction des peroxysomes et se caractérisent par des carences en enzymes peroxysomiques multiples et, dans certains cas, par l’absence ou la réduction du nombre de peroxysomes. Le PBD le plus sévère et le plus important est le spectre de Zellweger. Le trouble peroxysomique le plus fréquent est l’adrénoleucodystrophie liée à l’X (XALD). Le XALD n’est ni un seul déficit enzymatique peroxysomique ni un PBD. Cela est dû à un défaut dans le transport des VLCFA à travers la membrane peroxysomique (voir plus loin). L’incidence des troubles peroxysomaux est de 1:20,000.

La plupart des troubles peroxysomiques provoquent un dysfonctionnement neurologique grave dû à des malformations du SNC (défauts de migration), à des anomalies de la myéline et à une dégénérescence neuronale. Les manifestations non neurologiques comprennent des caractéristiques dysmorphiques, un dysfonctionnement hépatique et des anomalies squelettiques. Les principales anomalies biochimiques des troubles peroxysomiques et la base de leur diagnostic en laboratoire sont l’élévation des AGVL et la diminution des plasmalogènes RBC.

Tous les troubles peroxysomiques, à l’exception de l’adrénoleucodystrophie liée à l’X, sont autosomiques récessifs. Comme dans d’autres troubles génétiques, plusieurs mutations de chaque gène sont observées, certaines graves et d’autres plus légères. Des mutations de différents gènes peuvent provoquer des phénotypes similaires. La biogenèse unique des peroxysomes et les interactions multiples des gènes PEX expliquent la complexité génétique et phénotypique des troubles peroxysomiques.