Diagnostic des maladies mitochondriales

Évaluation de la nature de l'hérédité et de la manifestation des signes cliniques des maladies mitochondriales

En raison du fait que la maladie miotohondrialnye dans certains cas, peut être causée par des dommages au génome nucléaire, la transmission de la maladie se conformera aux lois de l'hérédité mendélienne. Dans les cas où le développement de la maladie est causée par des mutations dans l'ADN mitochondrial, l'héritage mitochondrial correspondra au type qui est transmis par la lignée maternelle. Enfin, lorsque la pathologie se développe avec des dommages simultanés aux gènes des génomes nucléaires et mitochondriaux, l'hérédité sera complexe et sera déterminée par divers facteurs. À cet égard, l'analyse généalogique des motifs purement formels (la nature de l'héritage par pedigree) peut être déclaré très différents types d'héritage: autosomique dominante, autosomique récessive, liée au chromosome X, mitochondriale.

Le développement de ces maladies myotochondriales, comme une violation du métabolisme de l'acide pyruvique ou de la bêta-oxydation des acides gras, le cycle de Krebs, est associé à des mutations dans les gènes du génome nucléaire. Pour ces pathologies caractérisées par une transmission autosomique récessive la manière, lorsque ses parents - porteurs de la mutation (hétérozygotes), et l'enfant - prennent en charge les mutations héritées dérivées du père et la mère (homozygote). Les parents semble généralement en bonne santé, et les maladies similaires ou mikropriznaki devraient regarder les frères et sœurs de l'enfant malade (frères et sœurs de proposants) et de leurs parents par la mère et le père (dans des cousins).

Dans le cas d'récessive engagé avec le type d'héritage lié à l'X (par exemple, la forme néonatale glutarique type acidurie II ou l'insuffisance de la sous-unité E1 du complexe pyruvate, la maladie de Menkes, etc.) souffrent fréquemment les garçons et la mère font saillie porteurs de mutations et de les transférer à ses fils. L'héritage maternel diffère de l'X lié par la défaite des personnes des deux sexes. Dans ces cas, l'analyse de l'arbre généalogique nécessaire d'analyser l'incidence chez les hommes comme chez les femmes, il n'apparaît pas. L'arbre généalogique n'est pas retracé la transmission de la maladie par une ligne père-fils, puisque le père ne peut transmettre qu'un fils de chromosome Y.

Avec le développement de la maladie en raison de dommages du génome des mitochondries (par exemple, un certain nombre de maladies de la chaîne respiratoire, la neuropathie optique, Leber syndromes MELAS, MERF, NARP et al.) Ont observé héritage maternel car enfant mitochondries hérité de la mère, et il peut les transmettre que les garçons et les filles. Ainsi, les personnes des deux sexes sont également affectées. À cet égard, le pedigree devrait être suivi par la transmission de la maladie le long de la ligne de la mère.

Dans l'analyse de pedigree et de trouver les symptômes de la famille de la maladie mitochondriale devrait se rappeler que la gravité de la maladie (expressivité caractéristique) peut varier considérablement, ce qui peut être associé à un nombre différent de mitochondries endommagées, la nature de leurs blessures, répartition différente des mutations dans les cellules, etc. Ainsi, il n'est pas toujours possible de détecter des signes évidents de maladie. Dans certains cas, des symptômes isolés ou effacés, ou des signes pouvant être détectés par leur recherche ciblée sont révélés.

Le développement de la maladie mitochondriale peut être associée à des lésions aux grandes parties de mitochondries, les microdélétions soi-disant (par exemple, le syndrome de Kearns-Sayre, le syndrome de Pearson, certaines formes de diabète avec une surdité, ophtalmoplégie externe progressive, etc.). Dans ces cas, souvent ne trouvent pas les symptômes caractéristiques de la famille, depuis le développement de maladies associées à l'émergence de nouvelles mutations qui se sont produites dans le zygote immédiatement après la fécondation (mutation de novo ). La maladie est sporadique. Souvent , ces maladies d'un certain nombre de conditions héréditaire autosomique dominant associés à de multiples mutations dans l' ADN mitochondrial, par exemple, certaines formes de encéphalomyopathies, myopathie avec une maladie oculaire, malgré la présence des mutations de l' ADNmt (plusieurs suppressions) ont un motif de transmission autosomique dominant.

Cependant, contrairement au mode de transmission autosomique dominante mendélienne dans la pathologie mitochondriale, il est caractérisé par un grand nombre d'individus affectés dans les générations suivantes.

Enfin, certaines maladies mitochondriales, souvent associées à la déplétion des mitochondries de l'ADN mitochondrial ou à leur absence dans les cellules, peuvent être héritées d'une manière autosomique récessive. Ceux-ci comprennent les formes congénitales de myopathie, la cardiomyopathie, le syndrome neurodistress, l'acidose lactique, les dommages au foie, etc.

L'étude de la nature de la transmission héréditaire de la maladie est d'une grande importance pour le pronostic médico-génétique et nécessite une analyse approfondie des signes cliniques avec la connaissance des mécanismes de formation de la pathologie mitochondriale et les types de son patrimoine.

La manifestation des manifestations cliniques varie considérablement entre les premiers jours de la vie et la période adulte. Lors de l'analyse de cet indicateur, il est nécessaire de prendre en compte les formes nosologiques, puisque chacune d'entre elles a un certain âge de débuts.

Les troubles d'échange observés dans les maladies mitochondriales sont, dans la plupart des cas, progressifs. Les symptômes initiaux sont souvent bénins, évoluant par la suite et peuvent entraîner des troubles invalidants importants. Des formes rares de pathologie, telles que la myopathie infantile bénigne et certaines formes de neuropathie optique de Leber, peuvent être favorables et inverses.

À la recherche de laboratoire prêter attention aux attributs caractéristiques des maladies mitochondriales:

• la présence d'acidose;
• des niveaux élevés de lactate et de pyruvate dans le sang, une augmentation de l'indice de lactate / pyruvate de plus de 15, particulièrement augmentée avec la charge de glucose ou l'exercice;
• l'hypertonémie;
• l'hypoglycémie;
• hyperammoniémie;
• augmenter la concentration d'acétoacétate et de 3-hydroxybutyrate;
• une augmentation du rapport de l'acide 3-hydroxybutyrique / acide acétoacétique dans le sang;
• augmentation de la teneur en acides aminés dans le sang et l'urine (alanine, glutamine, acide glutamique, valine, leucine, isoleucine);
• des niveaux élevés d'acides gras dans le sang;
• hyperexcrétion d'acides organiques avec l'urine;
• diminution du taux de carnitine dans le sang;
• une augmentation de la teneur en myoglobine dans les fluides biologiques;
• diminution de l'activité des enzymes mitochondriales dans les myocytes et les fibroblastes.

La valeur diagnostique de ces indicateurs est plus élevée pour la charge alimentaire que pour le jeûne. En pratique, un test diagnostique a fait ses preuves: la détermination du lactate dans le sang sur fond de charge en glucose, ce qui permet d'identifier plus clairement l'incohérence de la chaîne respiratoire avec une charge supplémentaire de glucose.

Pour le diagnostic en laboratoire du dysfonctionnement mitochondrial et de ses formes nosologiques spécifiques, les méthodes biochimiques routinières et routinières d'investigation ne sont pas suffisantes, des tests spéciaux sont nécessaires. Il est particulièrement pratique d'analyser l'activité enzymatique dans des échantillons de biopsie de muscle squelettique par rapport à d'autres tissus. Il est possible de déterminer l'activité des enzymes de la chaîne respiratoire, en particulier la citrate synthétase, la succinate déshydrogénase et la cytochrome C-oxydase.

Données d'études génétiques morphologiques et moléculaires

Les études morphologiques dans le diagnostic de la pathologie mitochondriale sont d'une importance particulière. En raison de la grande importance informative, il est souvent nécessaire d'effectuer une biopsie musculaire et un examen histochimique des échantillons de biopsie obtenus. Des informations importantes peuvent être obtenues par examen simultané du matériau par microscopie optique et électronique.

L' un des marqueurs importants de maladies mitochondriales - le phénomène de fibres rouges « en lambeaux » [phénomène RRF (fibres rouges déchiquetées)], établi en 1963, il liés pour former en raison de la prolifération et l' accumulation focale de mitochondries anormales génétiquement modifiées par le bord de la fibre musculaire. Ce phénomène a été détecté par microscopie optique à l' aide Gomori coloration particulière, mais ces dernières années à cet effet, différents marqueurs mitochondriaux et la variété des méthodes immunologiques.

D'autres caractéristiques morphologiques de la pathologie mitochondriale comprennent:

• une forte augmentation de la taille des mitochondries;
• accumulation de glycogène, de lipides et de conglomérats de calcium dans le sous-solarcolemma;
• diminution de l'activité des enzymes mitochondriales;
• distribution perturbée des granules d'activité des enzymes succinate déshydrogénase (SDH), NADH oxydoréductase, cytochrome C-oxydase, etc.

Chez les patients atteints de maladies mitochondriales avec la microscopie optique permettant de détecter les tissus musculaires non spécifiques caractéristiques morphologiques: nécrose locale des fibres musculaires, la masse d'accumulation, la présence de parties lyse de subsarkolemmalnyh sarcoplasmiques basophilia sarcoplasmiques, augmentation du nombre de noyaux musculaires, l'activation du processus de régénération et d'autres.

Enquête sur le rôle du phénomène des fibres rouges « en haillons » a montré son importance pour le diagnostic des conditions telles que le syndrome MELAS, MERRF, Kearns-Sayre, ophtalmoplégie chronique progressive et d'autres mutations de l'ADNmt connexes. Ce phénomène peut se développer dans d'autres maladies: myodystrophie de Duchenne, dermatomyosite, dystrophie myotonique, prise de médicaments (clofibrate) et autres pathologies. Ainsi, avec les maladies mitochondriales primaires, le phénomène de RRF peut accompagner les dysfonctionnements mitochondriaux secondaires.

À l'heure actuelle, l'examen histochimique et microscopique électronique du tissu musculaire a été largement utilisé pour détecter les signes d'insuffisance mitochondriale. Dans certains cas, ils aident au diagnostic, en particulier avec une image morphologique normale du tissu musculaire selon la microscopie optique.

Electron signes microscopiques - la détection de la violation de la prolifération mitochondrial de leur forme et leur taille, de désorganisation et d'augmenter les crêtes, l'accumulation de mitochondries anormale sous le sarcolemme, l'accumulation de lipides et paracristalline anormale (constitué principalement de protéines) ou des inclusions osmophiles localisée entre les membranes interne et externe ou au sein de la cristae, l'accumulation globuleux, souvent située dans la matrice (constitué principalement de triglycérides), et d'autres.

Chez certains patients, il est possible de détecter des anomalies cytochimiques dans les leucocytes.

Un complexe d'études biochimiques et morphologiques est complété par des méthodes modernes de diagnostic moléculaire (détection de mutations nucléaires ou mitochondriales) qui sont réalisées dans des laboratoires spécialisés dans le diagnostic de l'ADN. Dans les maladies mitochondriales, différents types de mutations sont identifiés: point, délétions, duplications, anomalies quantitatives de l'ADN, etc.

En l'absence de mutations de l'ADN mitochondrial, si une pathologie mitochondriale est suspectée, une étude d'ADN nucléaire est réalisée.

Critères de diagnostic

Il existe 2 groupes de critères pour diagnostiquer les maladies mitochondriales. Critères de diagnostic de base (premier groupe).

• Clinique
  • diagnostics établis: syndromes MERRF, MELAS, NARP, MNGIE, Pearson, neuropathie de Leber, maladie de Leah, Alpers;
  • Présence 2 ou une combinaison des caractéristiques suivantes:
    • dommage multisystémique pathognomonique pour les maladies de la chaîne respiratoire;
    • évolution progressive avec des épisodes d'exacerbation ou la présence de mutations mitochondriales dans la famille;
    • l'exclusion des maladies métaboliques et autres en effectuant des tests appropriés.
• Histologique - la détection du phénomène de RRF dans plus de 2% des tissus musculaires.
• Enzymatique:
  • des fibres cytochromes C-oxydase-négatives;
  • une diminution de l'activité des enzymes du complexe de la chaîne respiratoire (<20% de la norme dans le tissu, <30% dans les cellules ou dans plusieurs tissus).
• Fonctionnel - diminution de la synthèse de l'ATP dans les fibroblastes de plus de 3 écarts-types.
• Mutations moléculaires-génétiques - pathogéniquement significatives du nucléaire ou de l'ADN mitochondrial.

Critères de diagnostic supplémentaires (deuxième groupe).

• symptômes non spécifiques qui se produisent lorsque les maladies de la chaîne respiratoire (mortinaissances, diminution de foetus de l'activité motrice, la mort néonatale précoce, troubles du mouvement, des troubles du développement, des troubles du tonus musculaire dans la période néonatale) - cliniques.
• Histologique - un petit pourcentage du phénomène de RRF, l'accumulation sous-arachromolémique des mitochondries ou de leurs anomalies.
• Enzymatique - une faible activité des enzymes du complexe respiratoire (20-30% de la norme dans les tissus, 30-40% - dans les cellules ou les lignées cellulaires).
• Fonctionnel - réduire la synthèse de l'ATP dans les fibroblastes par 2-3 écarts-types ou l'absence de croissance des fibroblastes dans un milieu avec du galactose.
• Moléculaire-génétique - la détection de mutations de l'ADN nucléaire ou mt avec un lien pathogénique présumé.
• Métabolique - la détection d'un ou plusieurs métabolites, ce qui indique une violation de la bioénergétique cellulaire.

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