Diagnostyka chorób mitochondrialnych – mtDNA

Choroby mitochondrialne, czyli zaburzenia mitochondrialne wiążą się z nieprawidłowym działaniem mitochondriów, a także znajdującym się w nim mtDNA i niekiedy też w jądrowym DNA. Ta grupa zaburzeń obejmuje ok. 1500 różnych chorób, a częstość występowania wynosi 1,5-8,5 tysięcy urodzeń. Choroby mitochondrialne klasyfikuje się do grupy wrodzonych chorób metabolicznych.

1. Choroby mitochondrialne a mtDNA
2. Choroba mitochondrialna – objawy
3. Dziedziczenie mitochondrialne choroby
4. Choroby mitochondrialne – badania typu mtDNA
5. Badanie mtDNA w badaniu WES
6. Choroba mitochondrialna – rokowania

Choroby mitochondrialne a mtDNA

Choroby mitochondrialne są zwykle spowodowane przez mutacje w mtDNA – mitochondrialnym mtDNA. Oznacza to, iż w mitochondriach występuje DNA, które jest krótkie, gdyż zawiera ono 37 genów. Badania genetyczne są podstawą w diagnostyce mitochondrialnych chorób, ponieważ przyczyniają się one do sprawdzenia jakie jest źródło danego problemu, czyli uszkodzone geny. W niektórych przypadkach samo zbadanie DNA mitochondrialne nie jest wystarczające, dlatego że jądrowe DNA może też odpowiadać za rozwój mitochondrialnych chorób.

Choroba mitochondrialna – objawy

Mitochondria odpowiadają za magazynowanie energii, więc zmiany, czyli mutacje w mtDNA wpływają nie tylko na tkanki, ale także narządy, które potrzebują tej energii, aby móc prawidłowo działać, przez co posiadają one najwięcej mitochondriów. Mózg oraz układ nerwowy to narządy najwięcej zużywające energię. Najczęstszymi objawami choroby mitochondrialnej są:

• encefalopatia mitochondrialna (MELAS),
• migrena,
• genetyczne padaczki, drgawki,
• korowa ślepota,
• opóźnienie rozwoju oraz objawy autyzmu,
• udaropodobne napady,
• depresja, zaburzenia lękowe.

Mięśnie także zużywają dużą ilość energii. W związku z tym układ mięśniowo – kostny i serce są również narażone na różne zaburzenia w trakcie trwania chorób mitochondrialnych. Przykładowo może dojść do rozwoju:

• kwasicy – podwyższony poziom kwasu mlekowego,
• miopatii – uszkodzona struktura mięśni prowadząca do ich zaniku oraz osłabienia siły,
• nietolerancji wysiłku,
• choroby kardiologiczne.

Choroby mitochondrialne mogą też wywoływać utratę oraz zaburzenia wzroku czy też słuchu. Innymi skutkami tych chorób są zaburzenia ze strony układu pokarmowego, nieprawidłowości endokrynologiczne lub zaburzenia wzrostu. Te objawy mogą wystąpić niezależnie od wieku. Dodatkowo, istotne jest również to, że rozwijają się one w różny sposób u danego pacjenta. Najczęstszymi chorobami mitochondrialnymi są: MELAS, NARP, zespół Leigha i choroba Kearnsa-Sayre’a

Dziedziczenie mitochondrialne choroby

Dziedziczenie mitochondrialne choroby polega na tym, że mtDNA dziedziczy się wyłącznie w matczynej linii, zatem po tacie nie można jej odziedziczyć. Mimo wszystko nie można kierować się tym, że mata chorego dziecka musi mieć charakterystyczne objawy choroby mitochondrialnej. Może ona być wyłącznie nosicielem uszkodzonych genów. Ponadto, matka może przekazać swoje mutacje, które są związane z daną chorobą mitochondrialną dzieciom niezależnie od płci, ale synowie nie przekażą jej swoim dzieciom. W mtDNA  nie jest możliwe, aby przewidzieć jakie jest ryzyko zachorowania dziecka.

Choroby mitochondrialne – badania typu mtDNA

Choroby mitochondrialne weryfikuje się na podstawie wykonanej diagnostyki obejmującej różne badania, w tym takie, które mają na celu sprawdzenie mutacji w genach. Poza tym lekarz prowadzący powinien przeprowadzić szczegółowy wywiad medyczny z danym pacjentem, odnoszącym się do członków tej rodziny na wiele pokoleń wstecz, jeśli to jest oczywiście możliwe. Zaleca się także zrobienie biochemicznych badań zarówno z krwi, jak i moczu, a także oznaczyć jaki jest konkretny poziom takich substancji jak: stężenie glukozy, kinazy kreatynowej, kwasu mlekowego, alaniny, karnityny oraz aktywności aminotransferaz. W wybranych przypadkach ważnym badaniem może być też pobranie płynu mózgowo-rdzeniowego, rezonansu magnetycznego albo biopsji mięśnie. Dodatkowo, cennymi badaniami są nawet badania laryngologiczne, okulistyczne oraz kardiologiczne. Istotne jest również to, iż na diagnozie mogą zaważyć nowoczesne genetyczne badania wśród dzieci i dorosłych, czyli badanie całoeksomowe WES, bowiem dzięki nim można sprawdzić konkretną przyczynę występującego problemu, takie jak konkretne mutacje w mtDNA i w jądrowym DNA.

Badanie mtDNA w badaniu WES

Badanie WES polega na sekwencjonowaniu całego eksomu i jest ono wykonywane stosując technologię NGS. Dobrej jakości badanie tego typu sprawdza możliwe genetyczne przyczyny występujących objawów wśród pacjentów. Podejrzewając chorobę mitochondrialną, zaleca się przeprowadzenie tej szerokiej analizy, dlatego że dzięki temu można zwiększyć szansę na postawienie różnicowej diagnostyki, gdyż sprawdza się aż setki możliwych przyczyn danych objawów, w tym wrodzonych metabolicznych chorób.

Badanie WES występuje w podstawowej, jak i wersji PREMIUM. Podstawowe badanie WES analizuje eksony, czyli sekwencje, które kodują geny. Są one najlepiej poznaną częścią DNA u pacjenta. To badanie polega na poszukiwaniu niebezpiecznych dla organizmu zmian, które mogą stanowić przyczynę pojawiających się objawów charakterystycznych dla autyzmu u dziecka.

Badanie WES PREMIUM to natomiast jedno z najnowszych osiągnięć genetyki, ponieważ cechuje się ono znacznie rozszerzonym zakresem. Oczywiście sprawdza ono eksony, ale również zmiany zachodzące w mało poznanych dotąd intronach. Daje ono aż 11% więcej szans, aby postawić właściwą diagnozę w jeszcze szybszym czasie. Każda zmiana, która zostanie wykryta w genach jest jeszcze sprawdzana ponad 100 razy, aby zapewnić jak najwyższą pewność otrzymanego wyniku. Jest ono najnowocześniejszym oraz najbardziej precyzyjnym genetycznym badaniem.

Analiza tego badania odnosi się wyłącznie zmian zachodzących w intronach, których działanie zostało już dobrze poznane przez naukę i dodatkowo mogą one realnie wypływać na trafną diagnozę danego pacjenta. W wykonanej analizie nie raportuje się zmian, o których nic nie wie się względem dokładnego działania, dlatego że takie niesprawdzone informacje mogą wprowadzić wyłącznie zamieszanie, jednocześnie utrudniając tylko postawienie pewnego rozpoznania.

Badanie WES PREMIUM służy do tego, żeby sprawdzić wszystkie zachodzące znane zmiany w genach, o których wiadomo, iż mogą one przyczyniać się do dalszego rozwijania objawów wrodzonej choroby, a także jest ono podstawą do prawidłowo postawionej diagnozy. Poza tym to badanie raportuje zmiany w CNV, czyli mikrodelecję oraz mikroduplikację występujących w obrębie chromosomów z jeszcze większą czułością w porównaniu do standardowej wersji badania mikromacierzy.

Choroba mitochondrialna – rokowania

Choroba mitochondrialna – rokowania przy chorobie mitochondrialnej różnią się. Wszystko bowiem zależy od tego, w jakim wieku pojawiły się pierwsze charakterystyczne objawy. Dodatkowo, istotny jest także rodzaj choroby mitochondrialnej. Obecnie leczenie tych chorób opiera się głównie na łagodzeniu ich objawów. Ważne jest, żeby minimalizować tzw. oksydacyjny stres oraz stosować zalecaną dietę wraz z witaminową suplementacją, która jest bogata w antyutleniacze. Dieta jest niezwykle ważna w przebiegu metabolicznych chorób. Ponadto, opracowuje się też nowe farmakologiczne leczenie, a także genowe terapie, ponieważ mogą one stanowić przełom oraz wpłynąć na rokowania pacjenta.

Zobacz też:

Badania genetyczne noworodka

Autyzm – badania metaboliczne

Diagnoza autyzmu