Diagnóstico de doenças mitocondriais

Análise de metabolitos

O exame para diagnosticar um doente exige uma avaliação clínica e laboratorial em que o exame bioquímico do estado funcional da mitocôndria desempenha papel central. Na maioria dos casos, uma biópsia do músculo permite uma melhor oportunidade para examinar a função mitocondrial. 

Antes de realizar um exame bioquímico de uma biópsia muscular é feita a análise de metabolitos no sangue e na urina. Os resultados frequentemente fornecem pistas importantes de algum defeito mitocondrial, em alguns casos, podem indicar a localização da causa primária da doença. Defeitos na geração de energia mitocondrial pode levar a um elevado nível de lactato no sangue e na urina devido à reduzida utilização de piruvato pela mitocôndria. No caso de um defeito da cadeia respiratória, a relação lactato/piruvato no sangue aumenta devido a uma mudança no estado redox mitocondrial. Isso afeta também a relação entre os corpos cetônicos 3-OH- butirato e acetoacetato. No entanto, estas características não são específicas para ser utilizada como diagnóstico.  A análise de aminoácidos pode revelar alanina elevada, como um produto da transaminação de piruvato. Níveis elevados de aminoácidos de cadeia ramificada pode indicar uma deficiência de E3; um módulo de enzima partilhada pela desidrogenase de cadeia ramificada de aminoácidos, 2-oxoglutarato desidrogenase e piruvato desidrogenase.  A aminoacidúria (quantidade anormal de aminoácidos na urina) generalizada é considerada como um resultado de tubulopatia renal provocada por defeitos mitocôndrias.  Em pacientes com doenças mitocondriais pode ser encontrado também o aumento da excreção do lactato na urina. Além disso, há um aumento dos intermediários do ciclo do ácido cítrico. Níveis elevados de vários outros metabolitos podem ser encontrados também nos pacientes.

Medições de enzimas

Exames bioquímicos de amostras de tecido e células de pacientes com diagnóstico de doenças mitocôndrias inclui medições de atividades enzimáticas do sistema de fosforilação oxidativa, constituídas pelos complexos enzimáticos.  Análise para quantificar as atividades enzimáticas da fosforilação oxidativa são baseados geralmente em espectrofotometria. Outra alternativa são análises que determinam as quantidades dos complexos da fosforilação oxidativa que são executadas, tais como eletroforese em gel nativo azul seguida por análise por Western blot (técnica utilizada para detectar proteínas numa amostra de homogenato de tecido ou extrato). Outra maneira de examinar enzimas é por colorimétricos em gel.  Análise em gel das atividades enzimáticas não fornecem informações altamente quantitativa, portanto deficiências leves de enzimas podem ser difíceis de detectar. A preferência na maioria dos centros de diagnóstico é pela espectrofotometria.

 A interpretação das medições enzimáticas é complexa, sendo necessária observações adicionais, como sequência de DNA mitocondrial, metabolitos, características clínicas, etc.

Qual tecido investigar?

Na maioria dos pacientes com diagnósticos de doenças mitocondriais, a musculatura esquelética é afetada. O músculo é um tecido rico em mitocôndrias e tem uma alta demanda de energia. Portanto, uma biópsia do músculo fornece uma oportunidade ideal para detectar possíveis problemas no estado funcional da mitocôndria. A análise bioquímica de mitocôndrias musculares pode ser realizada em tecido muscular fresco ou congelado. O músculo fresco tem a vantagem de que, além das medições das enzimas individuais, as medições podem ser realizadas em todo o sistema de geração de energia mitocondrial. Estas medições podem incluir a análise do consumo de oxigênio na presença de diferentes combinações de substratos mitocondriais, como o piruvato, malato e glutamato.  

Fonte:

Rodenburg, Richard J. T. Biochemical diagnosis of mitochondrial disorders. Journal of Inherited Metabolic Disease. May 4, 2010. Disponível em <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3063578/>. Acesso em 10/11/2015.