Casi clinici del mercoledì

Tutor Dott. N. Brunetti-Pierri

AIF Dott.ssa G. Cappuccio

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”

Facoltà di Medicina e ChirurgiaScuola di Specializzazione in Pediatria

“Ipotonia, acidosi lattica, anemia ipocromica: sospetto di patologia mitocondriale?”

Paolo, 3 anni e 10 mesiMotivo del ricovero: approfondimento diagnostico per ipotonia, ritardo

dello sviluppo psicomotorio, lievi note dismorfiche, anemia

Anamnesi familiare: non contributoria; madre con riferito tratto talassemico

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)

I

II

III

IpotoniaAnamnesi 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

IpotoniaSuccessivamente 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/dieSodio Bicarbonato; 5 mEq/L per 3 volte/dieCarnitene fl 1 g/10 ml: ¼ fl due volte/dieVitamina B1 cpr 300 mg; 1 cpr/dieBiotina cpr 5 mg: 1 cpr due volte/dieUbidecarenone fl: ¼ fl due volte/dieFisioterapia 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.

• 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%.

Malattia mitocondriale?

Valori dosatiμg/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- 2.45Citrato 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…

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.

Età 3 anni e 10/12, Peso= 10.12 Kg (<< 5° ct), Lunghezza= 89.5 cm (<< 5° ct), OFC= 49 cm (- 2DS/M)

Esami di laboratorio:

Emocromo:

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

Isoelettroforesi dell’ Hb: riscontro di HbA2: 2.5% (2.1- 3.3%), HbF: 1.3% (0- 2%)

• 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

Consulenze specialistiche

• Consulenza NPI: Griffith-scales: QS 49

• Visita oculistica: nella norma

• ABR: nella norma

• Ecografia addominale: negativa.

• Studio di velocità di conduzione motoria e sensitiva: nella norma;

• EMG: nella norma

Indagini strumentali:

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

Sede della lesione

Centrale Motoneurone Nervo Giunzione neuromuscolare

Muscolo

Disturbi corrispondenti

EII, alterazioni cromosomiche, errori

congeniti del metabolismo,

disgenesie cerebrali, traumi spinali e

cerebrali

Atrofia muscolo spinale Neuropatie periferiche

Sindromi miasteniche e botulismo

Miopatie congenite, metaboliche, distrofie muscolari congenite, distrofie miotoniche

Pattern di distribuzione topografica

della debolezza

Debolezza assiale, prevalentemente senso prossimo

distale, forza muscolare nella

norma

Debolezza ed ipotonia generalizzata, in senso

prevalentemente prossimo distale

Interessamento dei muscoli distali, debolezza con

ipotrofia, prevalente in senso disto-

prossimale

Generalizzata, prevalente coinvolgimento dei

muscoli bulbari oculomotori

Senso prossimo distale

ROT N o ipoeccitabili, evoluzione verso

l’iperreflessia in caso di lesioni centrali

Assenti Ridotti Normali Ridotti

EMG Normale Fascicolazioni e fibrillazioni

Fibrillazioni Risposta decrementale (miastenia), risposta

incrementale (botulismo)

Potenziali di unità motoria di breve durata e di ampiezza ridotta e potenziali miopatici

polifasiciBiopsia

muscolareNormale Pattern di denervazione Pattern di

denervazioneNormale Pattern miopatico

Altro Note dismorfiche, anomalie funzionali e

strutturali del SNC, convulsioni, nistagmo,

apnea, alterazioni stato di coscienza,

singhiozzo

Difficoltà alimentari, fascicolazioni e tremore

intenzionale, artrogriposi alla nascita

Deficit della sensibilità, aumento proteine nel liquor, biopsia del nervo

alterata

Atrogriposi, ptosi, difficoltà alimentari;

risposta alla neostigmina (miastenia), stipsi e pupille non reagenti

(botulismo)

Variabile aumento degli enzimi muscolari

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…

Diagnosi: VLCFA: C26:0, C26:1, C24/C22 C26/C22

acido pristanico e fitanico:

plasmalogeni eritrocitari:

acido pipecolico:

Pattern differente nella CDPR

Diagnosi differenziale

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

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

• 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;

Diagnosi differenziale

Score malattia mitocondriale

Mitochondrial disease criteria Diagnostic applications in children E. Morava, Neurology 2006

MitocondriopatieDISFUNZIONE DELLA CATENA RESPIRATORIA MITOCONDRIALE

N Engl J Med 2003;348:2656-68. GeneReviews, Taylor RW, Mitochondrial DNA mutations in human disease, Nature Reviews Genetics, 2007

Eteroplasmia

Effetto soglia

mtDNA & nDNA

Differente espressione tissutale

Riportate circa 200 mutazioni missense, grandi riarrangiamenti,

deplezione

Più di 100 geni nucleari sono associati ad una compromissione energetica cellulare

Fattori ambientali?

Diagnosi di malattia mitocondriale•Analisi di primo livello

Emogas analisi, lattato, CPK, AST, ALT

Aminoacidemia, acidi organici urinari

ECG

•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 di secondo livello

RMN- encefalo con spettroscopia, EEG, EMG, Eco-cardio

Esame del liquor Visita oculistica, audiologica

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

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.

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%)

Analisi in corso e…

• Array-CGH

MLASAL’analisi molecolare per PUS1 e YARS2 è risultata….

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