Abstract

MEHMO (retard mental, convulsii epileptice, hipogenitalism, microcefalie și obezitate) este o tulburare legată de X caracterizată prin retard mental, convulsii epileptice, hipogenitalism, microcefalie și obezitate. A fost atribuit recent locusului Xp21.1-p22.13. Descriem un copil cu MEHMO și acidoză lactică a cărei biopsie musculară a relevat activități semnificativ reduse ale complexelor 1,3 și 4 ale lanțului de transport al electronilor mitocondriale. Colorarea histologică a arătat proliferarea mitocondrială și depozitarea lipidelor. Microscopia electronică a dezvăluit mitocondrii anormale și mărite, cu criste concentrice și corpuri dense de electroni. Aceasta este prima identificare a MEHMO ca o tulburare mitocondrială și unul dintre puținele sindroame mitocondriale legate de X.

Introducere

MEHMO (întârziere mintală, convulsii epileptice, hipogenitalism, microcefalie, obezitate) a fost descris pentru prima dată ca un sindrom nou de Delozier-Blanchet și colab. 1 dar a fost numit de Steinmuller și colab. 2 Se caracterizează prin întârziere mentală profundă, microcefalie, hipogonadism, epilepsie și obezitate. Analiza haplotipului și legăturii într-o familie mare de trei generații a atribuit recent locusul bolii Xp21.1-Xp22.13 într-o regiune flancată de CYBB și DXS365. 2.3 Implicarea multisistemului în acest sindrom este tipică bolilor mitocondriale în care defectul producției de energie poate afecta toate organele. Deși hipogonadismul și obezitatea nu sunt de obicei descrise în bolile mitocondriale, microcefalia, convulsiile epileptice, întârzierea mintală sunt foarte caracteristice.

Am investigat implicarea mitocondrială la un copil cu MEHMO și acidemie lactică. Morfologia mitocondrială (atât prin microscopie luminoasă, cât și electronică) și funcția biochimică (activitatea enzimei respiratorii) au confirmat că MEHMO este o tulburare mitocondrială.

Material si metode

Raport de caz

Pacienta a fost produsul a 40 de săptămâni normale de sarcină și livrare către evrei etiopieni sănătoși, non-consanguini. Greutatea sa a fost de 2.710 kg și circumferința capului de 31,5 cm.

Microcefalia a fost observată pentru prima dată la vârsta de 2 luni când a fost internat pentru pneumonie. Un CT cap a fost normal. La vârsta de 11 luni a fost internat pentru spasme infantile. EEG a dezvăluit un model de suprimare a exploziei. A fost tratat cu vigabatrin și ACTH. Evaluarea metabolică a relevat un nivel crescut de lactat din sânge și acid 3-metilglutaconic urinar. La vârsta de 12 luni a fost trimis pentru o biopsie musculară și introducerea unui tub de gastrostomie. Examinarea a fost semnificativă pentru un sugar obez cu microcefalie extremă (circumferința capului de 40 cm), facies asemănător unui amfor, frunte înclinată, gene lungi, buze mari, fără dinți și micropenis (Figura 1).

mintală

Pacient la vârsta de un an. Rețineți hipogenitalia, obezitatea și microcefalia.

Examenul neurologic a relevat un bebeluș hipotonic care nu a reparat sau a urmat, în ciuda unui examen normal de ochi. Nu au existat mișcări faciale și salivare constantă. Nu avea nici controlul capului, nici mișcări spontane. Nu s-au obținut reflexe. El a reacționat la durere doar mișcându-și degetele.

Istorie de familie

Părinții au trei fii sănătoși. Mama mamei avea doi fii care au murit în primul an de viață.

Metode

Studii biochimice

Se omogenizează cinci procente din mușchi în zaharoză 0,25 M, 20 m M Tris, pH 7,2, 40 m M KCl 2 m M EGTA și 1 mg/ml albumină a fost preparată în omogenizator din sticlă de teflon din specimene congelate. Omogenatul a fost centrifugat la 600 ×g timp de 10 min și supernatantul a fost utilizat pentru determinarea enzimei după congelare/decongelare (de trei ori) în azot lichid.

Activități enzimatice ale lanțului respirator al complexelor I + III (citadrom NADH sensibil la rotenonă citocrom c oxidoreductază), II + III (succinat sensibil la antimicină-citocrom c oxidoreductază), II (succinat dehidrogenază), IV (citocrom c oxidază) și activitatea markerului enzima citrat sintază în mușchiul scheletic a fost măsurată spectrofotometric, așa cum s-a descris anterior. 4

Analiza histologică și microscopie electronică

Zece micrometri din secțiunile musculare au fost colorate cu hematoxilină și eozină, tricrom Gomori modificat, PAS, Sudan Black B, NADH-tetrazolium reductază, succinat dehidrogenază, citocrom oxidază, ATPază la pH 9,4 și după preincubare la pH 4,3 și 4,6. O probă suplimentară a fost fixată în 4% glutaraldehidă în tampon fosfat și preparată pentru microscopie electronică prin metode standard.

Rezultate

Activitatea OXPHOS

Complexul I + III, II + III și IV au fost reduse semnificativ, în timp ce complexul II, citrat sintaza, PDH și lipoamida dehidrogenază (E3) se încadrau în valorile normale (Tabelul 1). Raportul I + III/CS, II + III/CS și IV/CS sunt mai semnificativ reduse. Astfel, există doar deficiențe în complexe care sunt parțial codificate de ADNmt. Complexul II, singurul complex codificat exclusiv de ADN nuclear nu a fost afectat.

Histologie și ultrastructură a mușchilor scheletici

Cea mai proeminentă constatare a fost prezența unei infiltrații grase abundente în jurul fasciculelor musculare (Figura 2a). Fasciculele aveau dimensiuni diferite, iar unele fibre erau observate și între fibrele musculare. Pata de Sudan Black B a arătat picături lipidice mari în fibrele musculare (Figura 2b).

(A) H&E pata. Un fascicul muscular conține mai multe zone de grăsime, înconjurate de infiltrare grasă masivă. (b) Pata Sudan Black B. Fibrele musculare conțin numeroase picături de lipide.

Colorarea COX, SDH și NADH a prezentat mitocondrii excesive care au fost distribuite prin întreaga zonă a fibrelor și nu doar în periferie. Distribuția de tip fibră a fost normală. Nu s-au văzut fibre roșii zdrențuite cu pata de tricrom. Analiza microscopiei electronice (Figura 3) a arătat fie dispunerea concentrică a crestelor în mitocondrii uriașe, fie dispunerea neregulată a lamelarului (Figura 3a). Corpurile dense de electroni au fost văzute în interiorul mitocondriilor. Unele mitocondrii erau uriașe (Figura 3b). Nu au existat incluziuni paracristaline.

Microscopia electronică a biopsiei musculare. (A) Aranjamentul concentric al cristelor și aranjamentul lamelar neregulat. (b) Corpurile dense de electroni sunt văzute în mitocondrii uriașe.

Discuţie

Combinația de simptome clinice, inclusiv convulsii epileptice, hipogenitalism, microcefalie și obezitate, este identică cu cele descrise de Steinmuller și colab. 2 la pacienții cu sindrom MEHMO. Steinmuller și colabPacienții aveau, de asemenea, un ficat gras și acizi grași crescuți și acilcarnitină în sânge. Pacientul nostru nu a suferit o biopsie hepatică, dar biopsia sa musculară a dezvăluit o infiltrare marcată de grăsime, sugerând astfel o anomalie în metabolismul grăsimilor. DeLozier-Blancher și colab 1 a descris doi pacienți care nu au avut convulsii, dar au fost descriși ca având un EEG extrem de anormal, precum și un statut neurologic anormal. La toți pacienții descriși anterior, nu a fost efectuată o biopsie musculară și nu este menționat lactatul plasmatic. La pacientul nostru, un nivel crescut de lactat plasmatic, asociat cu convulsii și microcefalie progresivă, o imagine descrisă anterior în sindromul Alpers, 6 ne conduce la obținerea unei biopsii musculare și la testarea enzimelor lanțului respirator.

Deficiențele multiple ale ADN-ului mt codifică complexele lanțului respirator (I + III, II + III și IV) cu niveluri normale de enzime mitocondriale codate nuclear (citrat sintază, PDH, E3 și complexul II) și morfologia mitocondriilor sugerează defect care duce la funcția anormală a mitocondriilor.

Nu am reușit să facem studii de analiză a legăturilor în familia noastră pentru a dovedi moștenirea legată de X. Istoricul familial al celor doi frați de sex masculin ai mamei care a murit în primul an de viață (deși nu s-a dovedit a fi afectat de aceeași boală) și similaritatea pacientului nostru cu cele descrise anterior 2 sugerează că pacientul nostru are și X- sindrom MEHMO legat. Dacă unchii materni au murit de o altă boală și au avut trei băieți neafectați în aceeași generație, atunci avem de-a face cu o formă sporadică de lanț respirator.

Există doar câteva tulburări mitocondriale legate de X. Mohr-Tranebjaerg (surditate senzorială, orbire și tulburare de mișcare) este cauzată de mutații ale genei DDP1, care este implicată în mașinile de transport mitocondrial. 5 Anemia sideroblastică cu ataxie este o altă tulburare legată de X, care este cauzată de mutații ale genei ABC-7, care este responsabilă pentru asamblarea grupurilor FeS din mitocondrii în proteine ​​citoplasmatice. 6

Sindromul Barth este a treia tulburare mitocondrială legată de X caracterizată prin cardiomiopatie dilatată. Acest sindrom este cauzat de mutații ale genei G4.5 (tafazzin) a cărei funcție este încă necunoscută. 7

Complexul I este compus din 43 de subunități, dintre care una (NDUFA1) este codificată pe cromozomul X (Xq24-25). 8 Până în prezent nu au fost raportate mutații în această subunitate în deficiența de complex I izolată. Mutațiile din NDUFA1 nu sunt relevante la pacientul nostru, deoarece acesta a avut deficiențe multiple ale lanțului respirator și tulburarea este legată de un locus diferit pe cromozomul X.

Prezentarea clinică unică a obezității și a infiltrării grăsimilor în ficat se poate datora unei inhibiții secundare a catabolismului grăsimilor datorită scăderii activității enzimelor lanțului respirator sau ar putea proveni dintr-o microdelecție care implică funcția mitocondrială și genele metabolismului grăsimilor.

Această constatare a disfuncției mitocondriale în MEHMO trebuie confirmată la alți pacienți. Acum ne concentrăm atenția asupra găsirii unei gene mitocondriale candidate în regiunea Xp21.1-Xp21.13 care ar putea fi implicată în acest sindrom unic.

Referințe

CD Delozier-Blanchet, Haenggeli CA, Engel E. Nanism microcefalic, întârziere severă, hipertonie, obezitate și hipogonadism la doi frați: un nou sindrom? J Genet Hum 1989 37: 353-365

Steinmuller R, Steinberger D, Muller U. MEHMO (retard mental, convulsii epileptice, hipogonadism și genitalism, microcefalie, obezitate), un sindrom nou: atribuirea locusului bolii la Xp21.1-p22.13 Eur J Hum Genet 1998 6: 201–206

CD Delozier-Blanchet, Haenggeli CA, Bottani A. MEHMO, un sindrom nou: atribuirea locusului bolii la Xp21.1-p22.13 O scrisoare Eur J Hum Genet 1999 7: 621-622

Rustin P, Chretien D, Bourgeron T și colab. Investigații biochimice și moleculare în deficiențele lanțului respirator Clin Chim Acta 1994 228: 35-51

Jin H, mai M, Tranebjaerg L și colab. O nouă genă legată de X, DDP, arată mutații în familiile cu surditate (DFN-1), distonie, deficiență mentală și orbire Nat Genet 1996 14: 177-180

Bekri S, Kispal G, Lange H și colab. Transportor ABC7 uman: structura genei și mutații care cauzează anemie sideroblastică legată de X cu ataxie cu întreruperea maturării proteinelor citosolice fier-sulf Sânge 2000 96: 3256–3263

Bione S, D'Adamo P, Maestrini E și colab. O nouă genă legată de X, G4.5. este responsabil pentru sindromul Barth Nat Genet 1996 12: 385–389

Zhuchenko O, Wehnert M, Bailey J. și colab. Izolarea, cartarea și structura genomică a unei gene legate de X pentru o subunitate a complexului mitocondrial uman I Genomică 1996 37: 281-288