UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Scuola di Specializzazione in Pediatria
Casi clinici del mercoledì
“Ipotonia, acidosi lattica, anemia ipocromica:
sospetto di patologia mitocondriale?”
Tutor
AIF
Dott. N. Brunetti-Pierri
Dott.ssa G. Cappuccio
Paolo, 3 anni e 10 mesi
Motivo del ricovero: approfondimento diagnostico per ipotonia, ritardo
dello sviluppo psicomotorio, lievi note dismorfiche, anemia
I
Anamnesi familiare: non
contributoria; madre con riferito
tratto talassemico
II
III
Anamnesi personale gravidica e perinatale: all’ecografia praticata in 16esima
settimana di gestazione evidenza di cisti dei plessi corioidei, non evidente alle
successive ecografie. Amniocentesi: cariotipo: 46, XY.
Storia di MAF ridotti.
APGAR 1’8, 5’9. Peso 3.060 Kg (10°-25° ct), Lunghezza 49 cm (10°- 25° ct),
OFC: 34.5 cm (-2DS/M).
Alla nascita evidente ipotonia con riscontro di iperCKemia isolata
(1550 con v.n. 250- 500 UI/ml)
Ipotonia
Anamnesi personale patologica remota:
Approfondimento diagnostico presso L’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù dove
pratica valutazione di primo livello con esecuzione di:
•Lattato sierico 66.15 mg/dl (valori di riferimento 10- 60 mg/dl)
•Profilo tiroideo: nella norma
•Aminoacidemia, acilcarnitine nella norma
•Acidi organici urinari: nella norma
•Cariotipo standard: 46, XY
•Analisi di metilazione PWS: neg
•Isoelettrofocusing della trasferrina: nella norma
•Alfa-glucosidasi acida: negativo
•ECG ed eco-cardio: neg
•RMN encefalo con spettroscopia: ipomielinizzazione, picco di lattato a destra e
riduzione delle dimensioni del corpo calloso
Ipotonia
Successivamente secondo consulto presso il Gaslini ove pratica:
•EAB: pH 7.27, HCO3 16 mmol/L (21-28 mmol/L)
•Neurotrasmettitori e pterine plasmatiche urinarie e liquorali: nella norma
•EEG: evidenza di un focolaio epilettogeno in sede temporale posteriore di destra
•EMG: il tracciato non evidenzia la presenza di sicuri segni di sofferenza neurogena o
miogena sul settore esaminato
•PEV: OD tracciato a morfologia regolare con tempo di latenza aumentato ed ampiezza
ridotta; OS tracciato nei limiti della norma per morfologia, ampiezza e tempo di
latenza.
•RMN encefalo: negativa
Terapia: Keppra fl 150 ml: 100 mg (pari a 15 ml)/die
Vitamina B2 cp 10 mg_; 1 cpr/die
Sodio Bicarbonato; 5 mEq/L per 3 volte/die
Carnitene fl 1 g/10 ml: ¼ fl due volte/die
Vitamina B1 cpr 300 mg; 1 cpr/die
Biotina cpr 5 mg: 1 cpr due volte/die
Ubidecarenone fl: ¼ fl due volte/die
Fisioterapia e psicomotricità
Malattia mitocondriale?
•Analisi istologica su biopsia muscolare: Discreta variabilità del
calibro fibrale, con
presenza di fibre di dimensioni leggermente diminuite e fibre
normodimensionate. Non si evidenziano fenomeni necrotici, né
degenerativi, né infiammatori.
Numerose fibre presentano delle microvacuolizzazioni,
otticamente vuote. Con le ATPasi miofibrillari si ottiene una
buona differenziazione tipologica fibrale con matenimento del
mosiaco distributivo.
Si osserva una riduzione generalizzata della colorazione per la
COX.
Con l’Oli red O si riscontra la presenza di microgocciole lipidiche
nella maggior parte delle fibre soprattutto in quelle appartenenti
al I tipo.
Il quadro istopatologico evidenzia una sofferenza muscolare con
elementi suggestivi per un’alterazione dismetabolica ossidativa
con accumulo di lipidi intracitoplasmatici.
Malattia mitocondriale?
• Attività enzimatica della catena
respiratoria:
Il dosaggio degli enzimi della catena
respiratoria evidenzia una riduzione di
tutti i complessi dosati sia nei valori
assoluti che nella valutazione relativa
(attività enzimatiche dei complessi
espresse come rapporto rispetto
all’enzima della citrato sintetasi).
Si evidenzia in modo particolare la
riduzione dei valori di Citocromo
ossidasi (COX complesso IV) con una
attività residua del 15%.
Valori
dosati
μg/μL
Range di
riferimento
μg/μL
NADH
11.51
(27.5- 39.5)
Succinato
Deidrogenasi
0.31
(0.5- 0.75)
COX
0.30
1.8- 2.45
Citrato sintasi
13.02
(7.8- 10.9)
Sequenziamento dei geni mitocondriali MTCO1,
MTCO2, MTCO3 codificanti rispettivamente per le
subunità I, II e III del complesso IV: non evidenti
mutazioni nei geni codificati dal mtDNA.
Giunge alla nostra osservazione…
Età 3 anni e 10/12, Peso= 10.12 Kg (<< 5° ct),
Lunghezza= 89.5 cm (<< 5° ct), OFC= 49 cm (- 2DS/M)
Esame obiettivo all’ingresso:
•
Bozze frontali prominenti, facies allungata, rima buccale aperta,
dismorfismi auricolari.
• Motricità limitata dall’ipostenia, presenza di movimenti afinalistici di
capo ed arti con tendenza al sorriso afinalistico. ROT rotulei elicitabili
con difficoltà.
•
Ipotonia muscolare generalizzata, trofismo muscolare ai limiti
inferiori della norma. Mantiene la posizione seduta imposta con
sostegno bimanuale. Buon controllo del capo, lassità legamentosa alle
estremità distali degli arti. Deambulazione autonoma non possibile.
Con sostegno attivo bimanuale accenna qualche passo.
•
Deviazione ulnare delle dita delle mani. Atteggiamento cifotico
della colonna.
Esami di laboratorio:
Emocromo:
Isoelettroforesi dell’ Hb: riscontro di HbA2: 2.5%
(2.1- 3.3%), HbF: 1.3% (0- 2%)
20.01.2012
06.04.2012
14.07.2012
Hb
9.3 g/dl
9.8 g/dl
8.2 g/dl
RBC
4.85 *10^6/μL
5.12 *10^6/μL
4.9 *10^6/μL
MCV
69 fl (70-91 fl)
62.8 fl
57 fl
MCH
21 picogr (23- 33 pg)
19 pg
16.8 pg
MCHC
30.5 μ g/dl (23- 33)
30 μ g/dl
29.5 μ g/dl
Sideremia
68 (16- 124 gr/dl)
80 gr/dl
Ferritina
32 (20 200 ng/ml)
40 ng/ml
Trasferrina
2.2 g/L
• Acido lattico: 3.8 mmol/L (v.n. <2.2 moml/L)
• Aminoacidemia ed acilcarnitine: nella norma; non riscontro di aumento
di alanina.
• Indici di funzionalità epatica, pancreatica e renale: nella norma;
• CPK: nella norma
• Screening celiachia: neg
Indagini strumentali:
• Ecografia addominale: negativa.
• Studio di velocità di conduzione motoria e sensitiva: nella norma;
•EMG: nella norma
Consulenze specialistiche
• Consulenza NPI: Griffith-scales: QS 49
•Visita oculistica: nella norma
•ABR: nella norma
Differential diagnosis of neuromuscolar
disorders presenting in Newborns
The Floppy Infant : Evaluation of Hypotonia, Dawn E. Peredo and Mark C. Hannibal, Pediatrics in Review 2009
Diagnosi differenziale
Sede della
Centrale
Motoneurone
lesione
EII, alterazioni
Atrofia muscolo spinale
Disturbi
corrispondenti cromosomiche, errori
Nervo
Giunzione
neuromuscolare
Muscolo
Neuropatie
periferiche
Sindromi miasteniche e
botulismo
Miopatie congenite,
metaboliche, distrofie
muscolari congenite,
distrofie miotoniche
congeniti del
metabolismo,
disgenesie cerebrali,
traumi spinali e
cerebrali
Debolezza
assiale, Debolezza ed ipotonia Interessamento dei Generalizzata, prevalente Senso prossimo distale
Pattern di
prevalentemente
generalizzata, in senso
muscoli distali,
coinvolgimento dei
distribuzione
senso prossimo
prevalentemente
debolezza con
muscoli bulbari
topografica
distale, forza
prossimo distale
ipotrofia, prevalente
oculomotori
della debolezza muscolare nella
in senso distonorma
prossimale
N o ipoeccitabili,
Assenti
Ridotti
Normali
Ridotti
ROT
evoluzione verso
l’iperreflessia in caso
di lesioni centrali
Normale
Fascicolazioni e
Fibrillazioni
Risposta decrementale Potenziali di unità motoria
EMG
fibrillazioni
(miastenia), risposta
di breve durata e di
incrementale (botulismo)
ampiezza ridotta e
potenziali miopatici
polifasici
Normale
Pattern di denervazione
Pattern di
Normale
Pattern miopatico
Biopsia
denervazione
muscolare
Altro
Note dismorfiche,
Difficoltà alimentari,
Deficit della
Atrogriposi, ptosi,
Variabile aumento degli
anomalie funzionali e fascicolazioni e tremore sensibilità, aumento difficoltà alimentari;
enzimi muscolari
strutturali del SNC,
intenzionale,
proteine nel liquor, risposta alla neostigmina
convulsioni, nistagmo, artrogriposi alla nascita biopsia del nervo
(miastenia), stipsi e
apnea, alterazioni
alterata
pupille non reagenti
stato di coscienza,
(botulismo)
singhiozzo
Diagnosi differenziale
Disordini della biogenesi perossisomiale:
Spettro di patologie
1- Zellweger
2- Adrenoleucodistrofia neonatale X-l
3- Refsum
4- Condrodisplasia puntata rizomelica (CDPR)
Clinica: ipotonia, dismorfismi facciali, ritardo
dello sviluppo psicomotorio, disfunzione
epatica, distrofia retinica, ipoacusia, cisti renali,
insufficienza surrenalica, neuropatia
periferica…
Disordini del metabolismo della creatina:
-Deficit arginina-glicina aminotrasferasi (AGAT) AR
- Deficit guanidino-acetato metiltrasferasi (GAMT) AR
- Deficit del trasportatore della creatina (CRTR) X-l
-Clinica: ipotonia, atassia, ritardo dello sviluppo
psicomotorio, convulsioni, movimenti distonici, ipercinetici
-Diagnosi:
creatina creatinina nel sangue ed urine per
AGAT e GAMT
creatina/creatinina urine: CRTR
Guanidinoacetato:
GAMT AGAT
Diagnosi: VLCFA:
C26:0, C26:1, C24/C22
C26/C22
acido pristanico e fitanico:
plasmalogeni eritrocitari:
acido pipecolico:
Pattern differente nella CDPR
Peroxisomal disorders, Baumgartner MR, Saudubray JM.,
Semin Neonatol. 2002
Creatine and creatine deficiency syndromes: biochemical and
clinical aspects, Nasrallah F, Feki M, Kaabachi N.
Pediatr Neurol. 2010
Diagnosi differenziale
•
•
Analisi di metaboliti perossisomiali plasmatici: moderato aumento isolato di
C26:0 riferibile all’emolisi presente nel campione; acido fitanico, acido pristanico
nel plasma: negativi
Metaboliti della creatina su plasma ed urine: nella norma;
Score malattia mitocondriale
Mitochondrial disease criteria Diagnostic applications in children E. Morava, Neurology 2006
Mitocondriopatie
DISFUNZIONE DELLA CATENA RESPIRATORIA MITOCONDRIALE
Eteroplasmia
Effetto soglia
Differente espressione tissutale
mtDNA & nDNA
Riportate circa 200 mutazioni
missense, grandi
riarrangiamenti,
Più di 100 geni nucleari sono
associati ad una
compromissione energetica
cellulare
deplezione
Fattori ambientali?
N Engl J Med 2003;348:2656-68. GeneReviews, Taylor RW, Mitochondrial DNA mutations in human disease, Nature Reviews Genetics, 2007
Diagnosi di malattia mitocondriale
•Analisi di primo livello
Emogas analisi, lattato,
CPK, AST, ALT
Aminoacidemia, acidi
organici urinari
ECG
•Analisi di secondo livello
RMN- encefalo con
spettroscopia, EEG, EMG,
Eco-cardio
Esame del liquor
Visita oculistica,
audiologica
•Analisi di terzo livello
Biopsia muscolare (analisi
istopatologica, biochimica,
microscopia elettronica)
Analisi del mtDNA (sequenziamento,
ricerca di delezioni, deplezione del
mtDNA), e del nDNA
Analisi diagnostiche nel sospetto di patologia
mitocondriale effettuate
•
•
•
•
•
Acido lattico nel plasma: aumentato (picco alla spettroscopia)
Biopsia muscolare: accumulo di lipidi intracitoplasmatici
Analisi biochimica: riduzione in particolare dei livelli della COX
Analisi molecolare delle subunità del complesso IV (COX): neg
Assenti altri segni indicativi ed orientativi per una specifica
patologia mitocondriale (disturbi gastrointestinali, lesioni
tipiche dei nuclei della base alla RMN-encefalo, oftalmoplegia
progressiva, retinite pigmentosa etc etc)
Trattamento
OMIM
Acidosi
lattica
Anemia
Miopatia
MLASA
•
•
•
•
Condizione rara associata ad insorgenza precoce di miopatia, con acidosi lattica ed
anemia sideroblastica
Si associa alla presenza di fibre ragged-red e COX-negative alla biopsia muscolare
Dovuta a mutazioni missense nei geni nucleari PUS1 e YARS2 coinvolti nel
meccanismo di traduzione del mtDNA, che si associa ad una marcata deficineza
nell’attività del complesso IV
Possibili note dismorfiche (micrognazia, filtro lungo, palato ogivale), microcefalia,
ritardo mentale
Anemia
Anemia sideroblastica= ipocromica, microcitica
talvolta normocitica. La percentuale di
saturazione del Fe nel nostro caso corrispondeva
a : (80 mg/dl/220 mg/dl+1.25)+ 100= 30% (v.n.
15-45%)
Nonsense mutation in pseudouridylate synthase 1 (PUS1) in two brothers affected by myopathy, lactic acidosis and sideroblastic anaemia (MLASA), Zeviani M., BMJ Case
Rep. 2009;
Mutation of the mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase gene, YARS2, causes myopathy, lactic acidosis, and sideroblastic anemia--MLASA syndrome., Riley LG, Am J Hum
Genet. 2010.
MLASA
L’analisi molecolare per PUS1 e YARS2 è risultata….
Analisi in corso e…
• Array-CGH
Application of oligonucleotide array CGH in the detection of a large intragenic deletion in POLG
associated with Alpers Syndrome. Compton, 2011
Prospettive future…
Take-home messages
• L’ipotonia muscolare è una manifestazione
che sottende a molteplici cause!
• Per la marcata eterogeneità fenotipica delle patologie mitocondriali è
fondamentale far riferimento a dei criteri e a score diagnostici
• Per il coinvolgimento multisistemico delle patologie mitocondriali
considerare anche i segni e sintomi apparentemente indipendenti
• Il processo di diagnosi è multifasico è prevede un approccio
multispecialistico
• L’eziologia del difetto può rimanere “unknown”
Consulenza neurologica: Partecipazione e l’interazione con l’ambiente appaiono
ridotti. Non riferita disfagia. La deambulazione possibile con appoggio bilaterale
e sembra essere tendenzialmente steppante. La stazione eretta è possibile solo
con appoggio. La motilità spontanea appare globalmente ridotta. In particolare
per gli arti superiori flette l’avambraccio sul braccio e le mani appaiono in
atteggiamento cadente. Agli arti inferiori presenti movimenti di flesso-estensione
delle cosce e di flessione plantare dei piedi mentre appaiono ridotti i movimenti
di estensione dei piedi. ROT fiacchi ma presenti. Ipotonia generalizzata più
evidente distalmente. Non apparenti disturbi della sensibilità. Quadro
compatibile con miopatia mitocondriale.
Flow-chart diagnosis
Current molecular diagnostic algorithm for mitochondrial disorders, Lee-Jun C. Wong, Molecular Genetics and Metabolism, 2010
Flow-chart diagnosis
Current molecular diagnostic algorithm for mitochondrial disorders, Lee-Jun C. Wong, Molecular Genetics and Metabolism, 2010
Score
• I disordini della catena respiratoria mitocondriale possono essere causati
sia da mutazioni nel DNA mitocondriale che nel DNA nucleare.
• Patologia eterogenea sul piano clinico
• Mancanza di semplice biomarkers definitivi
