Mitochondrial disorders in childhood: from general characteristics to new aspects

Abstract

Las enfermedades mitocondriales pueden ser englobadas dentro de las enfermedades raras de la edad pediátrica. Esta tesis recoge aspectos clínicos, bioquímicos y genéticos de 241 pacientes con enfermedades mitocondriales diagnosticados en el hospital "Necker-Enfants Malades, Paris", en el período comprendido entre los años 1977 al 2002.. Este amplio espectro de información incluye características generales como son la descripción de las formas de presentación clínicas y procedimientos diagnósticos, pero también recoge aspectos poco conocidos como son los estudios clínicos de seguimiento a largo plazo de estos pacientes, déficits enzimáticos muy inusuales y nuevos hallazgos clínicos, bioquímicos y moleculares no reportados previamente. <br/>En cuanto a las manifestaciones clínicas, a parte de la forma de presentación clásica con afectación multiorgánica e hiperlactacidemia severa en los casos de debut precoz, se exponen algunos signos guía que pueden ser indicativos de algún déficit en concreto. En particular, los movimientos anormales asociado a un síndrome rígido acinético infantil nos pueden apuntar hacia un déficit de piruvato carboxilasa, mientras que hipoglucemias recurrentes aisladas son orientativas de un déficit de complejo III de la cadena respiratoria mitocondrial. <br/>Los estudios bioquímicos se demuestran de mayor ayuda en trastornos del metabolismo del piruvato y del ciclo de Krebs que en déficits de la cadena respiratoria. En concreto, una hiperlactacidemia asociada a una relación lactato/piruvato normal asociado a una actividad normal de la enzima piruvato deshidrogenasa, orientan hacia un déficit en el transportador mitocondrial del piruvato. <br/>Un punto en ocasiones conflictivo en el estudio de la cadena respiratoria mitocondrial, es el tipo de tejido a analizar. Lo más habitual es realizar una biopsia muscular Por el contrario se realizan escasos estudios en tejido hepático si los resultados en músculo han sido normales y no hay signos clínicos ó biológicos de afectación hepática. Los resultados de este estudio muestran que el análisis de la cadena respiratoria en tejido hepático pueden ser de gran ayuda en el diagnóstico, especialmente cuando el paciente presenta manifestaciones neurológicas predominantes. <br/>Por otro lado, existen escasos estudios de seguimiento clínico a largo plazo en el campo de los errores congénitos del metabolismo, en cambio, éstos son cruciales para tener una idea precisa del futuro de estos niños así como la posibilidad de establecer factores pronósticos. En este sentido, los neonatos con diversos déficits de la cadena respiratoria mitocondrial tienen una elevada mortalidad y una muy pobre calidad de vida aunque se recogen algunas formas "reversibles" y "benignas".<br/>Los datos relativos a mutaciones de genes nucleares recogidos en este trabajo son escasos ya que exponer las características genéticas ó establecer posibles relaciones entre el genotipo y el fenotipo de estas enfermedades no estaban dentro de los objetivos de este trabajo. A pesar de ello se reporta un nuevo gen nuclear responsable de un cuadro clínico de hipoglicemias de repetición asociado con un déficit del complejo III.

Mitochondrial disorders are rare causes of disease in childhood. This thesis reports clinical, biochemical and genetic aspects of 241 paediatric patients with mitochondrial disorders diagnosed in the "Hôpital Necker-Enfants Malades, Paris" from 1977 to 2002. This wide spectrum of information includes general characteristics such as clinical presentation and diagnostic approach, poorly documented features such as follow-up studies or uncommon enzymatic deficiencies, and new particular findings, not reported before. <br/>Concerning clinical presentation, other than the well known multiorganic involvement associated with severe hyperlactacidemia in young children, some guideline signs that may indicate a particular defect are exposed. Movement disorders associated with rigid akinetic syndrome in pyruvate carboxylase deficiency or recurrent isolated hypoglycaemias in complex III deficiency are examples of these rare but very orientative signs. <br/>Biochemical tests appear to be of great help in deficiencies that do not concern the respiratory chain. Consequently, some "redox cycle", amino acids or organic acids profiles are more likely to correspond to defects in pyruvate or Krebs cycle metabolism. In particular, hyperlactacidemia with normal lactate/pyruvate ratio and normal pyruvate dehydrogenase activity would point towards impaired mitochondrial pyruvate carrier.<br/>Other diagnostic dilemma in MRC is the tissue of choice. It is unusual to perform a liver biopsy if the results of the activities in muscle have been normal but there is no apparent hepatic disease. The results of this study show that the analyse of the hepatic tissue could be very helpful, especially in patients with predominant neurological disease.<br/>Follow-up studies in inborn errors of metabolism are very infrequent. However, they are crutial to have a global and accurate idea about the future of these children as well as to establish possible prognostic factors. In this respect, newborns with respiratory chain deficiencies have a very high mortality and a poor quality of life, although some "reversible" and "benign" forms could be found.<br/>Little data about nuclear genes is here reported. Genetic characteristics or trying to establish phenotype-genotype correlations, are not among the aims of this study. Nevertheless a new nuclear gene related to isolated repetitive hypoglycaemias and complex III deficiency is also reported.