Delineación genética, metabólica y clínica de un trastorno mitocondrial asociado a MRPS23

En este artículo, proporcionamos una descripción completa de las características clínicas, metabólicas y genéticas de la MRPS23-Trastorno mitocondrial relacionado. Si bien un estudio anterior identificó a un paciente con c.119C>G; Variante p.P40R en el MRPS23 gen, había información limitada sobre las características fenotípicas. Presentamos ocho individuos adicionales homocigotos para una variante patogénica, lo que confirma MRPS23 como un gen que causa un trastorno mitocondrial y proporciona una descripción más detallada del espectro fenotípico y las alteraciones metabólicas.

El MRPS23 El gen, ubicado en el cromosoma 17q22, codifica un componente proteico de la subunidad pequeña del mitoribosoma, que desempeña un papel en la traducción mitocondrial.⁹. Las deficiencias en los complejos I, II, III y IV son las causas más comunes de deficiencia mitocondrial de OXPHOS. Además, la deficiencia de mitoribosomas también puede causar enfermedades mitocondriales.¹⁰. Variantes en otros miembros de la familia MRPS, como la bialélica MRPS34 y MRPS2 variantes, puede causar síndrome similar a Leigh y deficiencia de OXPHOS^3,11.

Nuestro estudio identificó ocho individuos de cinco familias independientes que eran homocigotos para c.119C>T; Variante p.P40L en MRPS23. Se descubrió que sus padres disponibles portaban un alelo mutante, lo que indica un modo de herencia autosómico recesivo. Las cinco familias tenían ascendencia hmong y el hecho de que compartan la misma variante sugiere un efecto fundador. A pesar de que la exogamia del clan es el principal principio de parentesco, la endogamia étnica en la población hmong como resultado de una preferencia cultural podría conducir a la acumulación de variantes de trastornos autosómicos recesivos.^12,13. Utilizando regiones homocigotas largas, estimamos que la variante ocurrió hace 62,1 generaciones o 1550 años.

Las características clínicas de estos ocho pacientes son típicas de trastornos causados ​​por variantes en genes que codifican subunidades mitorribosomales.¹⁰. Estos incluyen retraso en el crecimiento, retraso en el desarrollo, discapacidad auditiva, hipoglucemia, acidosis láctica y transaminitis. En particular, no todos los pacientes tuvieron retraso en el crecimiento o desarrollo, lo que indica que con un manejo adecuado, los pacientes con MRPS23-El trastorno relacionado podría tener un crecimiento y desarrollo normales. Aunque se esperaba que el diagnóstico presintomático en el individuo F3 II-4 arrojara un resultado aún más favorable, se observó retraso en el crecimiento y el desarrollo debido a la coexistencia de una cardiopatía congénita.

Hay varias líneas de evidencia para demostrar que la variante en el sistema nuclear MRPS23 El gen es responsable de la enfermedad. Primero, todos los probandos con hallazgos clínicos similares eran homocigotos para el mismo MRPS23 c.119C>T, mientras que no había otros individuos en nuestra base de datos interna de exoma que fueran homocigotos de las variantes. En segundo lugar, el MRPS23 La variante se segrega con la enfermedad en las cinco familias identificadas. Todos los padres eran heterocigotos y ninguno de los miembros no afectados era homocigoto para las variantes. En tercer lugar, es probable que el residuo de aminoácido 40 afecte las funciones de las proteínas, como lo respalda un paciente informado anteriormente con una variante patógena de p.P40R en el mismo codón. En cuarto lugar, seis herramientas de software de predicción diferentes predijeron que esta variante era patógena. Específicamente, recibió una designación de “nocivo” con una puntuación de 0,00 de SIFT, una clasificación de “probablemente perjudicial” con una puntuación de 1.000 de PolyPhen-2, una evaluación de “posiblemente patógeno” con una puntuación de 0,038 de MCAP, y se consideró “Es muy probable que sea nocivo y potencialmente patógeno” con una puntuación de 26,8 (superando el umbral de 20) según CADD. Además, MutPred lo etiquetó como “patógeno fuerte” con una puntuación de 0,875 y MutationTaster2 lo consideró “causante de enfermedades”.

Esta variante también se clasifica como probablemente patógena (PP3 PM5 PM2 PP5) según el sistema de clasificación del Colegio Americano de Genética y Genómica Médica (ACMG). En quinto lugar, la prolina en el residuo de aminoácido 40 está altamente conservada de c. elegans a los humanos, como lo muestra el análisis de conservación evolutiva realizado por el software MutationTaster2¹⁴ (ver Información complementaria 2).

Para determinar las alteraciones metabólicas, utilizamos fibroblastos de piel de pacientes (TT homocigotos) y padres (CT heterocigotos) en la Familia 3 para ensayos de actividad enzimática, tasa de consumo de oxígeno mediante Seahorse y experimentos BlueNative-PAGE. En este informe no se utilizaron células con mutación inducida para los estudios funcionales. Los experimentos de transferencia Western mostraron una disminución de las intensidades de las bandas del complejo I en ambos pacientes y las del complejo IV tanto en los pacientes como en su padre en comparación con el control. El Complejo II no mostró ninguna diferencia entre los pacientes, sus padres y los controles. Probablemente esto se deba a que el complejo II, a diferencia de los complejos I, III, IV y V, no contiene ninguna subunidad codificada por el genoma mitocondrial.^3,10. Tanto los pacientes como sus padres exhibieron aberraciones similares en el ensayo de actividad enzimática, BlueNative-PAGE, OCR por medio de glucosa y MRR de medio de glucosa; por lo tanto, todos estos ensayos no pueden diferenciar a los pacientes que portan variantes bialélicas con pérdida de función de los portadores que portan variantes monoalélicas. Sólo la transferencia Western que determina el nivel del complejo I puede distinguir a los pacientes de los portadores. Esta situación se asemeja a la prueba de actividad de la enzima beta-glucosidasa ácida utilizada en la enfermedad de Gaucher.¹⁵. Dado que la deficiencia del complejo I se detectó en los padres, no se puede diagnosticar la determinación del complejo I. MRPS23-trastorno mitocondrial asociado. Esto enfatiza la importancia del diagnóstico molecular.

Este estudio destaca los aspectos específicos MRPS23 variante asociada con acidosis láctica e hipoglucemia, que tiene implicaciones significativas para los individuos de ascendencia Hmong que portan el homocigoto c.119C>T; Variante p.P40L. Tanto las consideraciones sintomáticas como las advertencias presintomáticas son vitales en el tratamiento clínico. Dada la alta prevalencia de esta variante, es crucial priorizar MRPS23-Trastorno relacionado como diagnóstico principal cuando los pacientes Hmong presentan síntomas de acidosis láctica e hipoglucemia.

En conclusión, establecemos MRPS23 como un gen nuclear que causa un trastorno mitocondrial heredado de forma autosómica recesiva y caracteriza sus manifestaciones clínicas y perfiles metabólicos.