Diagnóstico de doenças mitocondriais

Avaliação da natureza da herança e manifestação de sinais clínicos de doenças mitocondriais

Devido ao fato de que as doenças miocárdicas em alguns casos podem ser causadas por danos ao genoma nuclear, a transmissão da doença corresponderá às leis mendelianas de herança. Nos mesmos casos, quando o desenvolvimento da doença é causado por mutações de DNA mitocondrial, a herança corresponderá ao tipo mitocondrial, ou seja, a ser transmitido ao longo da linha materna. Finalmente, quando a patologia se desenvolve com dano simultâneo aos genes dos genomas nucleares e mitocondriais, a herança será complexa e será determinada por vários fatores. Neste contexto, a análise genealógica baseada em uma característica formal (a natureza da herança genealógica) revela uma variedade de tipos de herança: autossômica dominante, autossômica recessiva, ligada ao X, mitocondrial.

O desenvolvimento de tais doenças miocárdicas, como uma violação do metabolismo do ácido pirúvico ou beta-oxidação de ácidos graxos, o ciclo de Krebs, está associado a mutações nos genes do genoma nuclear. Essas patologias são caracterizadas por um caminho de herança autossômica recessiva, quando os pais são portadores de mutações (heterozigotos) e a criança é portadora de ambas as mutações hereditárias recebidas do pai e da mãe (homozigoto). Os pais, em regra, são externamente saudáveis, e uma doença similar ou sua micropresidão deve ser procurada pelos irmãos e irmãs de uma criança doente (sibs proband) e familiares ao longo da linha da mãe e do pai (de primos e irmãs).

No caso de recessivo acoplado com o tipo de herança ligada ao cromossoma X (por exemplo, neonatal forma glutárico Acidúria tipo II ou deficiência da subunidade E1 do complexo piruvato, doença de Menkes, etc.) sofrem frequentes rapazes e mãe sobressair portadores de mutações e transferi-los para os seus filhos. A herança materna difere de X-linked pela derrota de pessoas de ambos os sexos. Nestes casos, ao analisar o pedigree, é necessário analisar a incidência nos homens, uma vez que não aparecerá nas mulheres. A genealogia não traça a transmissão da doença ao longo da linha pai-filho, uma vez que o pai só pode dar o filho ao cromossomo Y.

Com o desenvolvimento da doença, devido a dano do genoma mitocondrial (por exemplo, um número de doenças da cadeia respiratória, neuropatia óptica, Leber síndromes de MELAS, MERF, NARP et al.) Observado herança materna porque mitocôndrias criança herdado da mãe, e pode transmiti-los como rapazes , e meninas. Assim, as pessoas de ambos os sexos são igualmente afetadas. A este respeito, o pedigree deve ser seguido pela transmissão da doença ao longo da linha da mãe.

Ao analisar a genealogia e buscar os sintomas das doenças mitocondriais em parentes, deve-se lembrar que a gravidade da doença (expressividade da característica) pode variar amplamente, o que pode ser devido ao número diferente de mitocôndrias danificadas, a natureza de seus danos, a distribuição diferente de mutações nas células, etc. Assim, nem sempre é possível detectar sinais evidentes de doença. Em alguns casos, são isolados sintomas isolados, apagados ou sinais que podem ser detectados pela pesquisa direcionada.

Desenvolvimento de doença mitocondrial pode estar associada com danos para grandes porções da mitocôndria, os chamados deleções (por exemplo, síndroma de Kearns-Sayre, síndroma de Pearson, algumas formas de diabetes com surdez, oftalmoplegia externa progressiva, etc.). Nesses casos, muitas vezes não encontrar os sintomas característicos dos parentes, desde o desenvolvimento de doenças associadas com o surgimento de novas mutações que ocorreram no zigoto imediatamente após a fertilização (mutação de novo ). A doença é esporádica. Muitas vezes, com essas doenças de autossómica dominante herdado um número de condições associadas com múltiplas mutações no ADN mitocondrial, por exemplo, algumas formas de encefalomiopatias, miopatia com doença do olho, a despeito da presença de mutaes de mtDNA (múltiplas deleções) têm um padrão autossómico dominante de hereditariedade.

No entanto, em contraste com o tipo autossômico Mendeliano de herança na patologia mitocondrial é caracterizada por um grande número de indivíduos afetados em gerações subsequentes.

Finalmente, algumas doenças mitocondriais, muitas vezes associadas à depleção de mitocôndrias mtDNA ou ausência em células, podem ser herdadas de maneira autossômica recessiva. Estes incluem formas congênitas de miopatia, cardiomiopatia, síndrome de neurodistress, acidose lática, dano no fígado, etc.

O estudo da natureza da transmissão hereditária da doença é de grande importância para o prognóstico médico-genético e requer uma análise aprofundada dos sinais clínicos com conhecimento dos mecanismos de formação de patologia mitocondrial e os tipos de herança.

A manifestação das manifestações clínicas varia muito desde os primeiros dias da vida até o período adulta. Ao analisar este indicador, é necessário levar em consideração as formas nosológicas, uma vez que cada um tem uma certa idade de estréia.

Os distúrbios cambiais observados nas doenças mitocondriais são, na maioria dos casos, progressivos. Os sintomas iniciais são geralmente leves, progredindo posteriormente e podem levar a distúrbios incapacitantes significativos. Formas raras de patologia, como a miopatia infantil benigna e algumas formas de neuropatia óptica de Leber, podem ser favoráveis e reversas.

Na pesquisa em laboratório, preste atenção aos atributos característicos das doenças mitocondriais:

• a presença de acidose;
• níveis elevados de lactato e piruvato no sangue, um aumento no índice de lactato / piruvato superior a 15, especialmente aumentado com carga de glicose ou exercício;
• hipertonemia;
• hipoglicemia;
• hiperamonemia;
• aumentando a concentração de acetoacetato e 3-hidroxibutirato;
• um aumento na proporção de ácido 3-hidroxibutírico / ácido acetoacético no sangue;
• aumento do conteúdo de aminoácidos no sangue e na urina (alanina, glutamina, ácido glutâmico, valina, leucina, isoleucina);
• níveis elevados de ácidos gordurosos no sangue;
• hiperexcreção de ácidos orgânicos com urina;
• diminuição do nível de carnitina no sangue;
• um aumento no conteúdo de mioglobina em fluidos biológicos;
• diminuição da atividade das enzimas mitocondriais em miócitos e fibroblastos.

O valor diagnóstico destes indicadores é maior para a carga alimentar do que para o jejum. Na prática, um teste de diagnóstico provou-se: a determinação do lactato no sangue no fundo do carregamento de glicose, o que permite identificar mais claramente a inconsistência da cadeia respiratória com uma carga adicional de glicose.

Para o diagnóstico laboratorial de disfunção mitocondrial e suas formas nosológicas específicas, a rotina, os métodos bioquímicos de rotina de investigação não são suficientes, são necessários testes especiais. É especialmente conveniente analisar a atividade enzimática em espécimes de biópsia do músculo esquelético do que em outros tecidos. É possível determinar a atividade de enzimas de cadeia respiratória, especialmente citrato sintetase, succinato desidrogenase e citocromo C-oxidase.

Dados de estudos morfológicos e genéticos moleculares

Estudos morfológicos no diagnóstico de patologia mitocondrial são de particular importância. Devido à grande importância informativa, muitas vezes é necessário realizar biópsia muscular e exame histoquímico das amostras de biópsia obtidas. Informações importantes podem ser obtidas através do exame simultâneo do material por microscopia elétrica e elétrica.

Uma das importantes marcadores de doenças mitocondriais - o fenómeno de fibras vermelhas "irregulares" [fenómeno RRF (fibras vermelhas irregulares)], estabelecida em 1963, ele ligados para formar devido à proliferação e acumulação focal de mitocôndrias anormais geneticamente alteradas pela borda da fibra muscular. Este fenômeno é detectado com microscopia óptica usando uma mancha especial de Gomori, mas nos últimos anos, vários marcadores mitocondriais e vários métodos imunológicos foram utilizados para isso.

Outras características morfológicas da patologia mitocondrial incluem:

• um aumento acentuado no tamanho das mitocôndrias;
• acumulação de glicogênio, lipídios e conglomerados de cálcio em subsarómama;
• diminuição da atividade das enzimas mitocondriais;
• distribuição interrompida de grânulos de atividade de enzimas de succinato desidrogenase (SDH), NADH oxidoreductase, citocromo C-oxidase, etc.

Em pacientes com doenças mitocondriais com microscopia de luz pode detectar tecido muscular características morfológicas não específicos: necrose local das fibras musculares, massa acumulação sarkoplazmennyh, a presença de porções de lise subsarkolemmalnyh basofilia sarcoplmicas sarcoplmicas, aumento do número de núcleos musculares, a activação de processos de regeneração e outros.

O estudo do papel do fenômeno das fibras vermelhas "rasgadas" mostrou sua importância para o diagnóstico de condições como MELAS, MERRF, síndrome de Cairns-Seir, oftalmoplegia progressiva crônica e outras associadas a mutações de mtDNA. Este fenômeno pode se desenvolver em outras doenças: midodioterapia de Duchenne, dermatomiosite, distrofia miotônica, ingestão de medicamentos (clofibrato) e outras condições patológicas. Assim, juntamente com as principais doenças mitocondriais, o fenômeno do RRF pode acompanhar as disfunções mitocondriais secundárias.

Atualmente, o exame microscópico histoquímico e eletrônico do tecido muscular tem sido amplamente utilizado para detectar sinais de insuficiência mitocondrial. Em alguns casos, eles ajudam o diagnóstico, especialmente com uma imagem morfológica normal do tecido muscular de acordo com o microscópio de luz.

Electron sinais microscópicas - detecção de mitocondrial violação proliferação da sua forma e tamanho, desorganização e aumentar a cristas, acumulação de mitocôndrias anormal sob o sarcolema, acumulação de lípidos e paracristalino anormal (que consiste principalmente de proteínas) ou inclusões osmophilic localizado entre as membranas interior e exterior ou os limites da crista, cúmulos globulares, frequentemente localizados na matriz (que consiste principalmente em triglicerídeos), etc.

Em alguns pacientes, é possível detectar anormalidades citocímeras em leucócitos.

Um complexo de estudos bioquímicos e morfológicos é complementado por métodos modernos de diagnóstico molecular (detecção de mutações nucleares ou mitocondriais) que são realizados em laboratórios especializados de diagnóstico de DNA. Nas doenças mitocondriais, vários tipos de mutações são identificados: pontos, deleções, duplicações, anomalias quantitativas do DNA, etc.

Na ausência de mutações no mtDNA, se uma suspeita de uma patologia mitocondrial, um estudo de DNA nuclear é realizado.

Critérios para o diagnóstico

Existem dois grupos de critérios para o diagnóstico de doenças mitocondriais. Critérios básicos de diagnóstico (primeiro grupo).

• Clínica:
  • diagnósticos estabelecidos: síndromes MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, neuropatia de Leber, doença de Leah, Alpers;
  • Presença 2 ou uma combinação dos seguintes recursos:
    • dano multissistêmico patognomônico para doenças da cadeia respiratória;
    • curso progressivo com episódios de exacerbação ou presença de mutações mitocondriais na família;
    • exclusão de doenças metabólicas e outras através da realização de testes adequados.
• Histológico - a detecção do fenômeno do RRF em mais de 2% do tecido muscular.
• Enzimática:
  • fibras de citocromo C-oxidase-negativas;
  • uma diminuição da atividade das enzimas do complexo da cadeia respiratória (<20% da norma no tecido, <30% nas células ou vários tecidos).
• Funcional - diminuição da síntese de ATP em fibroblastos com mais de 3 desvios padrão.
• Molecular-genética - mutações patogenéticamente significativas de nuclear ou mtDNA.

Critérios diagnósticos adicionais (segundo grupo).

• Sintomas clínicos - inespecíficos que ocorrem em doenças da cadeia respiratória (nascimentos mortos, diminuição da atividade motora do feto, morte neonatal precoce, distúrbios motores, distúrbios do desenvolvimento, distúrbio do tônus muscular no período neonatal).
• Histológico - uma pequena porcentagem do fenômeno do RRF, acumulação subaracromolemal de mitocôndrias ou suas anomalias.
• Enzima - baixa atividade das enzimas do complexo respiratório (20-30% da norma em tecidos, 30-40% - em células ou linhas celulares).
• Funcional - reduzindo a síntese de ATP em fibroblastos em 2-3 desvios padrão ou falta de crescimento de fibroblastos em meio com galactose.
• Molecular-genetic - a detecção de mutações de DNA nuclear ou mtDNA com um vínculo patogenético presumido.
• Metabólico - a detecção de um ou mais metabolitos, indicando uma violação das bioenergíticas celulares.

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