1. Sindromi Mitocondriali
Disordine Difetti principali Altri difetti
Chronic progressive external
ophthalmoplegia (CPEO)
Oftalmoplegia
Ptosi bilaterale
Miopatia lieve prossimale
Kearns-Sayre syndrome (KSS)
•Oftalmoplegia
•Retinite pigmentosa
•Spesso atassia cerebellare
Sordità bilaterale, demenza
Miopatia, disfagia
Diabete mellito
Ipoparatiroidismo
Sindrome di Pearson
Anemia
Pancitopenia
Deficit pancreatico
Difetto renale tubulare
Miopatia ed acidosi lattica
infantile (letale o non letale)
Ipotonia
Difficoltà respiratorie e
alimentari
La forma letale si associa a
cardiomiopatia e/o sindrome di Toni-
Fanconi-Debre
Sindrome di Leigh (LS)
Encefalopatia subacuta
Segni cerebellari
Esordio infantile
Storia materna di disordini
neurologici o syndrome di Leigh
Neurogenic weakness with
ataxia and retinitis pigmentosa
(NARP)
Esordio tardivo
Atassia
Retinite pigmentosa
•Elettroretinogramma anomalo
•Neuropatia sensomotoria
Mitochondrial
encephalomyopathy with lactic
acidosis and stroke-like
episodes (MELAS)
Episodi tipo ictus a < 40
anni
Demenza
Acidosi lattica
Diabete mellito
Cardiomiopatia
Sordità bilaterale
Retinite pigmentosa
Atassia cerebellare
Myoclonic epilepsy with
ragged-red fibers (MERRF)
•Epilessia mioclonica
•Atassia cerebellare
•Miopatia
•Demenza, spasticità
•Atrofia ottica
•Sordità bilaterale
•Neuropatia periferica
Leber hereditary optic
neuropathy (LHON)
•Cecità bilaterale
•Maschio:femmina ~4:1
•Età media di insorgenza:
24 a.
Distonia
Sindrome da pre-eccitazione
cardiaca
2. Principali categorie di disordini derivanti da mutazioni del DNA mt:
Chronic Progressive External Ophthalmoplegia (CPEO) and
Kearns-Sayre Syndrome (KSS) CPEO: ptosi, oftalmoplegia e miopatia
limbica. KSS: retinopatia pigmentosa atipica, atassia, e blocco cardiaco
che si manifestano usualmente prima dei 20 aa. Biopsia muscolare: fibre
rosse rugose (FRG). Larga delezione di DNAmt.
Mitochondrial myopathy, Encephalopathy, Lactic Acidosis, and
Stroke-like episodes (MELAS): bassa statura, ictus ricorrenti , acidosi
lattica, e progressive deterioramento mentale. Biopsia muscolare: FRG.
Mutazioni puntiformi del DNAmt nella parte che codifica tRNALeu in
posizione 3243 o 3271.
Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers (MERRF): miocloni,
atassia, acidosi lattice, debolezza, convulsioni, demenza progressiva e
perdita dell’udito. Biopsia muscolare: FRG. Mutazioni puntiformi del
DNAmt nella parte che codifica tRNALys in posizione 8344 o 8356.
Neuropathy, Ataxia, and Retinitis Pigmentosa (NARP): atassia,
neuropatia sensitiva, degenerazione retinica, deterioramento mentale,
debolezza prossimale e ritardo dello sviluppo. Mutazione puntiforme del
DNAmt in posizione 8993 del gene che codifica per ATPase 6. Se la
percentuale di DNAmt mutato è molto alta, sindrome di Leigh.
Leber's Hereditary Optic Neuropathy (LHON): insensibilità al dolore,
perdita acuta e subacuta della vista ed atrofia ottica. L’età media di esordio
è 23 anni con un rapporto maschio/femmina 3-4/1. Mutazioni puntiformi in
posizione 3460, 11778, e 14484, dei geni che codificano per ND1, ND4, e
ND6 rispettivamente.
3. Diagnosi Caratteristiche Cause Mitocondriali
Epilessia Esordio da uno a otto
aa, con infezioni.
Delezioni e riarrangiamenti
del DNAmt
Schizofrenia Convulsioni MELAS
Ritardo del linguaggio Elevato lattato ematico MELAS
Paralisi cerebrale Peggiora con infezioni NARP
Diabete tipo II Magrezza, perdita
dell’udito
MELAS
Leucodistrofia Tono muscolare floscio Delezioni e riarrangiamenti
del DNAmt
Autismo Convulsioni Delezioni e riarrangiamenti
del DNAmt
morte infantile
improvvisa (SIDS)
Ipoglicemia MCAD
Leucemia Trombocitopenia
ereditaria materna
Delezioni e riarrangiamenti
del DNAmt
Emicrania Sordità, ictus, diabete MELAS
Perdita dell’udito precoce Da20 a 40 anni MELAS
Reflusso infantile
refrattario
Deficienza di Carnitina,
mancata crescita a 6
mesi
LCHAD, MELAS
Sclerosi multipla Convulsioni Mutazioni del DNAmt
Insufficienza epatica No virus o tossine,
lattato elevato
Deficit di polimerasi
mitocondriale
Cecità Atrofia ottica, distonia LHON
Acidosi Tubulare Renale Elevato acido lattico,
ipotonia
Deficit del Complesso I,
delezione di COX DNAmt
Cardiopatia Non-valvolare,
cardiopatia ipertrofica
dopo 50 aa
Delezioni e riarrangiamenti
del DNAmt
Pancreatine cronica Episodi di ictus MELAS
4. Classificazione Genetica di Disordini Mitocondriali Causati da Difetti di DNA mitocondriale
Sindrome clinica Gene Mutazione del DNA mt
• Chronic progressive external
ophthalmoplegia (CPEO)
• Sindrom di Kearns-Sayre
• Sindrome di Pearson
• Diabete e sordità
Riarrangemento
(delezione/duplicazione)
LHON
Protein-
encoding
G11778A, T14484C, G3460A
Sindrome di NARP/Leigh
Protein-
encoding
T8993G/C
Intolleranza all’esercizio e mioglubinuria
Protein-
encoding
Mutazione di Cyt b
MELAS tRNA A3243G, T3271C, A3251G
MERRF tRNA A8344G, T8356C
CPEO tRNA A3243G, T4274C
Miopatia tRNA T14709C, A12320G
Encephalomyopathy tRNA G1606A, T10010C
Cardiomiopatia tRNA A3243G, A4269G
Diabete e sordità tRNA A3243G, C12258A
Sordità sensorineurale nonsindromica rRNA A7445G
Sordità indotta da Aminoglicoside rRNA A1555G
Complesso I
Complesso V
5. Classificazione genetica dei disordini mitocondriali Causati da difetti del DNA nucleare
Sindrome Clinica Deficit Gene Citazione
Disorini della catena respiratoria mitocondriale
Sindrome di Leigh
Complesso I NDUFS4
Van den Heuvel
Complesso I NDUFS7
Triepels et
al 1999
Complesso II SDHA
Bourgeron et
al 1995
Leukodystrofia ed epilessia mioclonica Complesso I
NDUFV
1
Scheulke et
al 1999
Cardioencefalomiopatia Complesso I NDUFS2
Loeffen et
al 2001
Atrofia ottica ed atassia Complesso II SDHA
Birch-Machin
et al 2000
Disordini dell’assemblaggio delle subunità della catena respiratoria
Sindrome di Leigh
Compless
o IV
SURF1
Tiranti et al 1998
,
Zhu et al 1998
Compless
o IV
COX10
Valnot, von Klei
Cardioencefalomiopatia
Compless
o IV
SCO2
Papadopoulou
et al 1999
Insufficienza epatica ed encefalopatia
Compless
o IV
SCO1
Valnot,
Ormond et
al 2000
Disordini associate con secondarie delezioni multiple del mtDNA
Oftalmoplegia esterna
autosomica dominante
SLC25A
4
Kaukonen et
al 2000
C10orf2
Spelbrink et
al 2001
POLG
Van Goethem
et al 2001
Oftalmoplegia esterna autosomica recessiva POLG
Van Goethem
et al 2001
Encefalomiopatia neurogastrintestinale mitocondriale
(MNGIE)
ECGF1
Nishino et
al 1999
6. Classificazione genetica dei disordini mitocondriali Causati da difetti del DNA nucleare
Sindrome Clinica Deficit Gene Citazione
Disorini della catena respiratoria mitocondriale
Sindrome di Leigh
Complesso I NDUFS4
Van den Heuvel
Complesso I NDUFS7
Triepels et
al 1999
Complesso II SDHA
Bourgeron et
al 1995
Leukodystrofia ed epilessia mioclonica Complesso I
NDUFV
1
Scheulke et
al 1999
Cardioencefalomiopatia Complesso I NDUFS2
Loeffen et
al 2001
Atrofia ottica ed atassia Complesso II SDHA
Birch-Machin
et al 2000
Disordini dell’assemblaggio delle subunità della catena respiratoria
Sindrome di Leigh
Compless
o IV
SURF1
Tiranti et al 1998
,
Zhu et al 1998
Compless
o IV
COX10
Valnot, von Klei
Cardioencefalomiopatia
Compless
o IV
SCO2
Papadopoulou
et al 1999
Insufficienza epatica ed encefalopatia
Compless
o IV
SCO1
Valnot,
Ormond et
al 2000
Disordini associate con secondarie delezioni multiple del mtDNA
Oftalmoplegia esterna
autosomica dominante
SLC25A
4
Kaukonen et
al 2000
C10orf2
Spelbrink et
al 2001
POLG
Van Goethem
et al 2001
Oftalmoplegia esterna autosomica recessiva POLG
Van Goethem
et al 2001
Encefalomiopatia neurogastrintestinale mitocondriale
(MNGIE)
ECGF1
Nishino et
al 1999