Nuevos aspectos clínicos, bioquímicos, genéticos y terapéuticos en las encefalomiopatías mitocondriales en edad pediátrica

Resumen

HIPÓTESIS El estudio holístico (clínico, bioquímico, genético y terapéutico) de las encefalomiopatías mitocondriales en la infancia aportará nuevo datos sobre aspectos fenotípicos, diagnósticos y de tratamiento en estos pacientes. La importancia de una buena clasificación etiológica de los pacientes radica en la posibilidad de implantar tratamientos específicos que pueden mejorar la evolución del cuadro clínico. OBJETIVOS El objetivo principal de esta tesis es aplicar el conocimiento clínico, bioquímico, patológico y molecular para una identificación rápida de pacientes con encefalomiopatía mitocondrial que pueda permitir, no sólo su clasificación etiológica con un mejor conocimiento de la enfermedad, sino la implantación de tratamientos específicos de forma precoz. Los objetivos concretos son los siguientes: 1. Describir nuevos fenotipos asociados a mutaciones puntuales en ADNmt previamente reportadas y fenotipos ya conocidos asociados a mutaciones puntuales en ADNmt previamente no reportadas. 2. Validar nuevos métodos no invasivos para el diagnóstico de encefalomiopatías mitocondriales debidas a mutaciones puntuales en ADNmt estudiando el porcentaje de mutación en diferentes tejidos. 3. Evaluar la eficacia de nuevos tratamientos en pacientes afectos de encefalomiopatías mitocondriales por medio del estudio de la repuesta a la suplementación con ácido folínico en pacientes afectos de KSS causado por deleción del ADNmt que presentan asociado déficit de folato en LCR. RESULTADOS 1. Descripción de nuevos fenotipos y nuevas mutaciones puntuales en ADNmt - Se ha reportado por primera vez la mutación m.5514A>G en MT-TW de ARNtTrp en homoplasmia como posible causante de encefalomiopatía mitocondrial en un neonato. - Se ha reportado por primera vez la mutación m.1643A>G en gen MT-TV de ARNtVal en homoplasmia como posible causante de encefalomiopatía mitocondrial en una lactante de 2 años de edad con estatus epiléptico. - Se ha descrito por primera vez la asociación del fenotipo MERRF a la mutación m.15923A>G en gen MT-TT de ARNtThr en heteroplasmia. 2. Validación de nuevos métodos no invasivos para el diagnóstico de encefalomiopatías mitocondriales debidas a mutaciones puntuales en ADNmt 2.1. Descripción de fenotipos clínicos - Se han reportado los signos clínicos y síntomas de 19 miembros de una familia con mutación m.3243>G en gen MT-TL1 de ARNtLeu. - Se han reportado los signos clínicos y síntomas, los estudios metabólicos, radiológicos y la histopatología de 6 casos, sus respetivas madres y de 2 hermanos con mutaciones puntuales en ADNmt. - Se ha descrito por primera vez la asociación del fenotipo NARP a la mutación m.13513G>A en gen MT-ND5 en heteroplasmia. - Se ha descrito por primera vez la asociación del fenotipo NARP a la mutación m.9176T>C en gen MT-ATP6 en heteroplasmia. 2.2. Comparación del porcentaje de mutación en diferentes tejidos - Se ha confirmado que la orina presenta mayor porcentaje de mutación m.3243A>G en gen MT-TL1 de ARNtLeu respecto a la sangre y la mucosa oral en 13 miembros de una familia con pacientes afectos de MELAS, pacientes con formas pauci u oligosintomáticas y casos asintomáticos (t student, p valor < 0.01). - Se ha observado que la orina presenta mayor porcentaje de mutación respecto a la sangre y la mucosa oral en los casos de mutaciones puntuales en otros genes de ARNt-mt: m.3252A>G en gen MT-TL1 de ARNtLeu, m.15923A>G en gen MT-TT de ARNtThr y en mutaciones puntuales en genes implicados en la codificación de subunidades de complejos del sistema OXPHOS: m.13513G>A en gen MT-ND5 y m.8993T>G, m.9176T>C en gen MT-ATP6. - Se ha demostrado en toda la cohorte de casos que la orina presenta mayor porcentaje de mutación puntual en ADNmt respecto a la sangre y la mucosa oral (t student, p valor < 0.01). 2.3. Comparación del grado de heteroplasmia (porcentaje de mutación) en cada tejido entre los pacientes sintomáticos y asintomáticos - Se ha demostrado en toda la cohorte de casos con mutaciones puntuales de ADNmt que el porcentaje de mutación es mayor en los casos sintomáticos que en los asintomáticos tanto en orina, sangre como en mucosa oral (test de Levene y t student, p valor < 0.05, para todos los tipos de muestra) - En 12 casos asintomáticos de toda la cohorte se ha encontrado que la orina presenta un grado de heteroplasmia de la mutación en ADNmt mayor al 5%. 2.4. Correlación del grado de heteroplasmia (porcentaje de mutación) en cada tejido con la edad - Se ha demostrado en toda la cohorte de casos que el porcentaje de mutación en orina, sangre y mucosa oral se correlaciona negativamente con la edad (coeficiente de correlación de Pearson: r = - 0.549, r = - 0.646, r = - 0.634, respectivamente). 3. Evaluación de la eficacia de nuevos tratamientos en pacientes afectos de encefalomiopatías mitocondriales - No se han reportado efectos adversos secundarios a la suplementación con ácido folínico en ninguno de los casos. - La deficiencia de 5-MTHF en LCR se ha reportado en todos los casos en condiciones basales. - Se ha observado una recuperación de los niveles de 5-MTHF en LCR hasta valores normales en los 3 pacientes que aceptaron repetir la punción lumbar después de un periodo de suplementación con ácido folínico. - En 2 casos se ha constatado una mejoría de la clínica neurológica (sección III de la NPMDS y la NMDAS) tras la suplementación con ácido folínico. En los otros casos se ha constatado un empeoramiento neurológico. - Se ha realizado estudio de neuroimagen en 6 casos tras un periodo de suplementación con ácido folínico. Un paciente presentó recuperación de las lesiones de la sustancia blanca. Los demás casos presentaron progresión de las lesiones en la sustancia blanca subcortical, las lesiones en cerebelo y la atrofia cerebral. CONCLUSIONES 1. En los 3 casos descritos con encefalomiopatía mitocondrial, hemos utilizado una aproximación diagnóstica clínica basada en los criterios diagnósticos de enfermedad mitocondrial de Morava y en la edad de inicio de aparición de los síntomas. Esta aproximación diagnóstica clínica ha sido útil como método de estudio de los pacientes con sospecha de encefalomiopatía mitocondrial. 2. En el proceso de diagnóstico molecular de los pacientes con mutaciones puntuales del ADNmt, hemos utilizado los criterios establecidos de patogenicidad de las mutaciones del ADNmt y de los ARNt-mt para definir la patogenicidad de las nuevas mutaciones descritas en esta tesis. Dichos criterios son útiles como herramienta fundamental para el diagnóstico molecular de pacientes con sospecha de encefalomiopatía mitocondrial y mutaciones nuevas en ADNmt. 3. No obstante, a pesar de que los criterios de patogenicidad de las mutaciones del ADNmt y de los ARNt-mt están bien establecidos, hemos demostrado que mutaciones homoplásmicas en los ARNt-mt pueden ser patogénicas y producir encefalomiopatías mitocondriales. 4. En pacientes pediátricos con encefalomiopatías mitocondriales, la orina es la muestra de elección para el diagnóstico molecular rápido y no invasivo de mutaciones puntuales del ADNmt, no sólo para mutaciones puntuales en los genes ARNt-mt, sino también para mutaciones en genes que codifican subunidades de complejos de la cadena respiratoria mitocondrial. 5. Proponemos el análisis del grado de heteroplasmia de mutaciones puntuales del ADNmt en orina de familiares óligo o asintomáticos (incluyendo mujeres asintomáticas en edad fértil) de pacientes con encefalomiopatía mitocondrial como método de elección para determinar el posible riesgo de desarrollar y transmitir la enfermedad. 6. Hemos demostrado que la suplementación vía oral con ácido folínico en los pacientes con síndrome de Kearns-Sayre se debe realizar en edades tempranas y a dosis altas (3 mg/kg/día) para intentar frenar la progresión de la sintomatología neurológica, en especial en lo concerniente a las lesiones de la sustancia blanca cerebral.