Bei einer Reihe eineiiger Zwillinge haben Forscher unter der Leitung von Forschern des Massachusetts General Hospital (MGH) und des Children’s Hospital Philadelphia (CHOP) eine bisher nicht gemeldete mitochondriale Erkrankung identifiziert.
Krankheiten, die Mitochondrien betreffen – spezialisierte Kompartimente innerhalb von Zellen, die ihre eigene DNA enthalten und die Nahrung, die wir zu uns nehmen, in Energie umwandeln, die zum Erhalt des Lebens benötigt wird – beeinträchtigen typischerweise die Mitochondrienfunktion, aber bei diesen beiden Patienten waren die Mitochondrien hyperaktiv.
Wie im New England Journal of Medicine berichtet, blieb ihr Körpergewicht sehr niedrig, obwohl die Geschwister weit mehr Kalorien als nötig zu sich nahmen.
Dies ist ein höchst ungewöhnlicher mitochondrialer Phänotyp. Es gibt mehr als 300 seltene genetische Mitochondrienerkrankungen, und fast alle sind mit einer Unterbrechung der Mitochondrien verbunden.“
Vamsi K. Mootha, MD, leitender Autor, Professor für Systembiologie und Medizin am MGH
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Die Genomsequenzierung ergab eine Mutation in einem Enzym namens mitochondriale ATP-Synthase, das von Zellen benötigt wird, um das Energiespeichermolekül ATP zu erzeugen.
Experimente zeigten, dass diese Mutation „undichte“ Mitochondrien erzeugt, die Energie verbrauchen – ein Prozess, der als mitochondriale Entkopplung bezeichnet wird.
„Wir schlagen einen neuen Namen vor – das mitochondriale Entkopplungssyndrom -, das sich durch Hypermetabolismus und entkoppelte Mitochondrien auszeichnet“, sagt Mootha. „Diese Fälle sind sehr wichtig für das Gebiet der Genetik seltener Krankheiten, der mitochondrialen Biologie und des Stoffwechsels.“
Die Autoren weisen darauf hin, dass zusätzliche Studien zu mitochondrialen Uncoupling-Syndromen Einblicke in Unterschiede im Energiestoffwechsel in der Allgemeinbevölkerung geben könnten.
„Diese Zwillinge stellen die erste Störung der mitochondrialen Entkopplung dar, bei der wir die genetische Ursache finden konnten“, sagte Rebecca D. Ganetzky, MD, behandelnde Ärztin im Programm für Mitochondrienmedizin am CHOP und Mitautorin der Studie.
„Durch die Entdeckung, dass pathogene Varianten in der ATP-Synthase selbst eine mitochondriale Entkopplung verursachen können, könnten diese Zwillinge die ersten identifizierten Patienten in einer ganzen Klasse von Erkrankungen der mitochondrialen Kopplung sein.“
Weitere Co-Autoren sind Andrew L. Markhard, BA, Irene Yee, BS, Sheila Clever, MSc, Alan Cahill, PhD, Hardik Shah, MS, Zenon Grabarek, PhD, und Tsz-Leung To, PhD.
Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health und anderen unterstützt.
Quelle:
Allgemeines Krankenhaus von Massachusetts
Referenz:
Ganetzky, RD, et al. (2022) Angeborener Hypermetabolismus und ungekoppelte oxidative Phosphorylierung. New England Journal of Medicine. doi.org/10.1056/NEJMoa2202949.
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