Evolución de la enfermedad en pacientes con deleciones individuales a gran escala de ADN...

7/24/2019 Evolución de la enfermedad en pacientes con deleciones individuales a gran escala de ADN mitocondrial

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Grady et al . Brain. 2014 Feb;137(Pt 2):323-34. Epub 2013 N! 2".#ttp:$$brain.%&rd'urnal.r$*ntent$137$2$323

Introducción

Los defectos genéticos mitocondriales son una causaimportante de enfermedades neurológicas y son el resultadode mutaciones, ya sea del genoma nuclear o mitocondrial

(McFarland et al., 2010; Scon et al., 2012!. La capacidad de

comprender y predecir la e"olución de la enfermedadmitocondrial es de gran importancia cl#nica para orientar a lospacientes acerca de su riesgo de desarrollar los s#ntomas ypara permitir a los médicos $rindar una atención óptima alpaciente. Sin em$argo, asta la feca, la comprensión glo$al

acerca de los factores %ue rigen la e"olución de la enfermedad

+e*ibid el 2 de 'uli de 2013. +e!iad el 30 de eptie,bre de 2013. *eptad el 30 de eptie,bre de 2013. 2013 Grady et al . Publi*ad pr /%&rd ni!erity Pre en n,bre de l arante de Brain. Ete e un art*ul de **e biert ditribuid ba' ltr,in de la i*en*ia reati!e ,,n tribu*i5n (#ttp:$$*reati!e*,,n.r$li*ene$by$4.0)6 ue per,ite u reutili8a*i5n6 ditribu*i5n yreprdu**i5n ili,itada en *ualuier ,edi6 ie,pre ue la bra riinal ea debida,ente *itada.

9radu**i5n de Eduard era-Pal,in6 *n &e*#a 2 de &ebrer de 2016 a partir de Grady et al . <ieae prrein in patient =it# inle6 lare-*ale,it*#ndrial <N deletin. Brain. 2014 Feb;137(Pt 2):323-34. Epub 2013 N! 2".

+9>/ /+?G?N @ EA/ B?E+9/

Evolución de la enfermedad en pacientescon deleciones individuales a gran escala

de ADN mitocondrial #n P. Grady16C6 Geria a,pbell16C6 9#ilDa +atnaiDe16C6 E,,a . BlaDely16 Ga!in FalDu16i*tria Nebitt16 ndre= . A*#ae&er16 +i*#ard . *Nally26 Grainne A. Gr,an16+bert . 9aylr16 <u . 9urnbull1 y +bert *Farland1

1 ell*,e 9rut entre &r it*#ndrial +eear*#6 ?ntitute &r ein and ealt#6 Ne=*atle ni!erity6 Ne=*atleupn 9yne6 H2 ?ntitute & ealt# and A*iety6 Ne=*atle ni!erity6 Ne=*atle upn 9yne6 H

CEt autre *ntribuyern pr iual en ete traba'.

En!iar la *rrepnden*ia a: <u 9urnbull6ell*,e 9rut entre &r it*#ndrial +eear*#6?ntitute &r ein and ealt# Ne=*atle ni!erityNe=*atle upn 9yne NE2 4 Hrre ele*tr5ni*: du.turnbullIne=*atle.a*.uD

a *rrepnden*ia ta,bin puede en!iare a: +bert *Farland.rre ele*tr5ni*: rbert.,*&arlandIne=*atle.a*.uD

a dele*ine indi!iduale a ran e*ala de <N ,it*ndrial n una *aua *,Jn de en&er,edade,it*ndriale6 y *ntituyen un a,pli epe*tr &entpi* ue !a dede la ,ipata le!e #ata l de!atadrendr,e ,ultiit,i*6 *, el ndr,e de Hearn-Aayre. ata la &e*#a6 l etudi #an idin*nitente en *uant a la i,prtan*ia de l preunt indi*adre del &entip *lni* y la e!lu*i5n de la

en&er,edad6 tale *, la *ara ,uta*inal y el ta,aK la l*ali8a*i5n de la dele*i5n. E,pleand una *#rtede L7 pa*iente *n dele*ine indi!iduale a ran e*ala de <N ,it*ndrial6 de,tra, ue una erie de!ariable tale *, la denidad de &ibra *n de&i*ien*ia de /M6 la edad de ini*i de l nt,a y la e!lu*i5nde la *ara de la en&er,edad6 ,edida *n&r,e a la E*ala de Ne=*atle para la En&er,edad it*ndrial endult (Ne=*atle it*#ndrial <ieae dult A*ale 6 N<A)6 e *rrela*inan ini&i*ati!a,ente (P 0.0") *nel ta,aK de la dele*i5n6 el ni!el de #eterpla,ia de la dele*i5n en el ,J*ul euelti* y la l*ali8a*i5n de ladele*i5n en el en,a. Ntr !alida, et #alla8 *n un nue! anOlii de 2" *a re*pilad dedat publi*ad y e*lare*i, la in&r,a*i5n pre!ia,ente *n&ua a*er*a de la i,prtan*ia de etindi*adre6 re*n*iend ue un anOlii de rerei5n ,Jltiple e ne*eari para entender el e&e*t de etindi*adre interrela*inad. de,O6 #e, utili8ad t*ni*a de ,del ,i%t para ,delar la e!lu*i5n dela en&er,edad de a*uerd *n et indi*adre6 per,itiend una ,e'r *,preni5n de la e!lu*i5n de etaen&er,edad rprendente,ente !ariable a l lar del tie,p. <e eta ,anera6 #e, dearrllad un nue!paradi,a en la e!alua*i5n y el ,ane' *lni* de la en&er,edad ,it*ndrial ue de'a de lad la *ntantedi&i*ultad de ainar un deter,inad &entip *lni* para un a,pli epe*tr ,ultidi,eninal y prrei! de

en&er,edade6 etable*iend un ,ar* para per,itir un ,e'r entendi,ient de la e!lu*i5n de la en&er,edad.Palabras clave: en&er,edade ,it*ndriale; dele*i5n de <N ,it*ndrial; e!lu*i5n de la en&er,edad

Abreviaturas: /M *it*r, %idaa; N<A E*ala de Ne=*atle para la En&er,edad it*ndrial endult (Ne=*atle it*#ndrial <ieae dult A*ale ); /EP &tal,ple'a e%terna prrei!a *r5ni*a; P+ rea**i5n en *adena de la pli,eraa (ply,erae *#ain rea*tin )

http://brain.oxfordjournals.org/content/137/2/323

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

mailto:[email protected]




http://creativecommons.org/licenses/by/4.0







mitocondrial es limitada, y los estudios muestran a menudoresultados contradictorios. &or lo tanto, optamos porconcentrarnos en una de las enfermedades mitocondriales m'scomunes los pacientes con deleciones indi"iduales a granescala de )*+ mitocondrial.

Las diferentes presentaciones fenot#picas de la enfermedad

relacionada con deleciones indi"iduales a gran escala de )*+

mitocondrial se clasifican tradicionalmente en tres principalesgrupos (Scon et al., 2012! l s#ndrome de -earnsSayre(-earns y Sayre, 1/!, un s#ndrome multisistémico %ue

comiena en la infancia o en la adolescencia; la oftalmople3#ae4terna progresi"a crónica (5&6; Moraes et al., 1//!, unapresentación m's le"e %ue implica principalmente de$ilidadde los m7sculos e4traoculares con ptosis, pero %ue a menudose asocia con de$ilidad muscular m's generaliada; y elS#ndrome de &earson (&earson et al., 1/8/!, un s#ndrome amenudo fatal %ue comiena en la infancia, caracteriado poranemia sidero$l'stica y disfunción del p'ncreas e4ocrino, %uepuede con"ertirse en un s#ndrome de -earnsSayre ena%uellos %uienes so$re"i"en luego de la infancia. Sin

em$argo, como an se9alado mucos estudios %ue tratan dee4aminar detalladamente las presentaciones fenot#picas, estascategor#as son un tanto imprecisas y son poco representati"asdel "erdadero espectro de las enfermedades relacionadas conla enfermedad relacionada con la deleción indi"idual de )*+mitocondrial; los pacientes con 5&6 a menudo sesu$di"iden en grupos como :5&6 cl'sico en el e4tremole"e del espectro, :5&6 se"ero u :5&6 < y :s#ndromede -earnsSayre parcial o :5&6 < multisistémica ()uréet al., 2008!.

Las primeras in"estigaciones so$re la enfermedad relacionadacon deleciones indi"iduales a gran escala del )*+

mitocondrial encontraron poca correlación entre la genética

mitocondrial, los defectos $io%u#micos y el fenotipo cl#nico(=e"iani et al., 1/; >olt et al., 1//; Moraes et al., 1//;?otig et al., 1//!. Sin em$argo, los estudios m's recientes

muestran contradicciones. Se informó so$re la eteroplasmiadel m7sculo es%uelético como factor no pronóstico de

cual%uier fenotipo o de la edad de inicio (@amasita et al.,200!, factor pronóstico de aparición pero no de fenotipo

(LópeAallardo et al., 200/!, o factor pronóstico de am$ospar'metros para un espectro limitado (SadiBo"ic et al., 2010!.

Se informó con resultados inconsistentes so$re el tama9o dela deleción del )*+ mitocondrial como factor pronóstico del

fenotipo y de la gra"edad de la enfermedad (@amasita et al.,200!, o como factor no pronóstico (LópeAallardo et al.,

200/!. )lgo interesante es %ue, dos estudios recientes an

encontrado %ue la localiación de la deleción del )*+mitocondrial fue, en cierta medida, factor pronóstico delfenotipo o de la edad de inicio, aun%ue con resultados

opuestos. Se a informado %ue las deleciones del )*+mitocondrial %ue incluian uno de los tres componentes

estructurales del citocromo 6 o4idasa (65C! codificados enel )*+ mitocondrial (los genes MT-CO1, MT-CO2 o MT-

CO3! y el comple3o D (los genes MT-ATP6 o MT-ATP8!ten#an un inicio significati"amente m's temprano (@amasita

et al., 200!, aun%ue otros estudios an encontrado %ue lasupresión del gen del citocromo $ mitocondrial ( MT-CYB! se

asoció significati"amente con el fenotipo del s#ndrome de-earnsSayre (LópeAallardo et al., 200/!.

Los in"estigadores an tratado de agrupar a los pacientes encategor#as %ue fueran m's f'ciles de analiar, por e3emplo,

por la presencia de afectación cere$elosa ()uré et al., 2008! opor los s#ntomas puramente miop'ticos (LópeAallardo

et al., 200/!. Sin em$argo, para los trastornos genéticosmitocondriales, el espectro de la enfermedad esmultidimensional, con una amplia gama de sistemaspotencialmente afectados, cada uno en diferentes grados deintensidad. sto o$staculia seriamente cual%uier intento declasificar de forma discreta la enfermedad. La scala de+eEcastle para la nfermedad Mitocondrial en )dultos

( Newcastle Mitochondrial Disease Adult cale , +M*)S! fuepu$licada como una escala de e"aluación semicuantitati"apara controlar la enfermedad mitocondrial (Scaefer et al.,200!. s una erramienta "alidada cl#nicamente %ue se autiliado de manera e4tensa en nuestro centro ()pa$ai et al.,2011; Gates et al., 201H; La4 et al., 2012! y en otros centrosespecialiados en enfermedades mitocondriales (de Laatet al., 2012; nns et al., 2012; 5rsucci et al., 2012; @atsugaet al., 2012; -orn$lum et al., 201H; Mancuso et al., 201H!. La+M*)S permite el an'lisis cuantitati"o de la e"olución de laenfermedad, tanto a ni"el general como de cada sistema, y yaa sido utiliado en la e"aluación de la e"olución cl#nica enpacientes con la mutación m.H2IH)JA en el )*+mitocondrial, si $ien a%uel no fue un estudio longitudinal

(KittaBer et al., 200/!. l modelo lineal mi4to a sidoampliamente utiliado para entender la e"olución de laenfermedad en otras condiciones neurodegenerati"as como lademencia (ornatore y Arant, 2002; >assing et al., 200I;Aal"in et al., 200; onson et al., 200/; -nopman et al.,200/; den >ei3er et al., 2010!, la enfermedad de &arBinson(+andagopal et al., 200/; *o$Bin et al., 2011; onson yAal"in, 2011; Du et al., 2012! y la esclerosis m7ltiple (Meieret al., 2008!, y la +M*)S facilita este modelado longitudinalde la e"olución de la enfermedad mitocondrial.

n este estudio, emos utiliado el modelo mi4to demediciones repetidas con los datos recopilados con la+M*)S en una gran coorte de pacientes, para pro$ar

nuestra ipótesis de %ue los ni"eles de eteroplasmia en el)*+ mitocondrial y el tama9o y la localiación de ladeleción del )*+ mitocondrial son indicadores pronósticosde la e"olución de la enfermedad relacionada con la deleciónindi"idual a gran escala de )*+ mitocondrial. am$iénempleamos el an'lisis de regresión lineal m7ltiple parae4aminar la relación entre estos indicadores y otros como laedad de inicio, el fenotipo cl#nico y la gra"edad del defecto$io%u#mico (determinado por la densidad de fi$ras condeficiencia de 65C!, tanto en nuestra coorte como en unmetaan'lisis de los datos pu$licados anteriormente.

Materiales y métodosCoorte de pacientes de Ne!castle

odos los pacientes fueron in"estigados por el N! !i"hl#$eciali%ed er&ice 'or (are Mitochondrial Disorders en+eEcastleuponyne. La mayor#a de los pacientes ( de 8!fueron o$ser"ados regularmente en nuestro centro a inter"alosde o 12 meses, e"aluados mediante la +M*)S (Scaeferet al., 200! e incluidos en la M(C Mitochondrial Disease Patient Cohort )* . Los H2 pacientes restantes incluyenindi"iduos %uienes no an sido o$ser"ados en nuestro centroy a%uellos de %uienes tenemos información cl#nica limitada, ono cuentan con datos disponi$les de alguna e"aluación con la

+M*)S. >emos podido determinar la aparición de laenfermedad para algunos de estos pacientes a partir de losregistros ospitalarios. n la a$la 1 del materialcomplementario se puede encontrar una lista completa de las






caracter#sticas cl#nicas y moleculares de la coorte de

pacientes.

l an'lisis fenot#pico comparó a los pacientes en dos grupos

a%uellos clasificados como :5&6 u :5&6 < miopat#a(I pacientes! y a%uellos clasificados como :s#ndrome de

-earnsSayre (nue"e pacientes!. &ara otros an'lisis,consideramos a todos a%uellos pacientes de nuestra coorte

%ue ten#an la información adecuada, tal como se indica en la

a$la 1.

Metaan"lisis

La $ase de nuestro metaan'lisis es un metaan'lisis pre"io deLópeAallardo et al. (200/!, %ue incluye datos so$re la edaddel paciente al comieno de la enfermedad, la edad delpaciente en la $iopsia, el fenotipo cl#nico, la proporción de ladeleción del )*+ mitocondrial (eteroplasmia! en elm7sculo, el tama9o y los puntos de interrupción espec#ficosde la deleción del )*+ mitocondrial. mpleamos los datospu$licados por LópeAallardo et al. (200/!, e4cepto cuandola re"isión de la $i$liograf#a identificó diferencias entre los

datos pu$licados y a%uellos utiliados por este grupo (trescasos! o cuando a$#a incompati$ilidad entre el tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial informado y la u$icación delpunto de interrupción (un caso!. )dem's, descartamosa%uellos casos en los cuales la deleción de )*+ mitocondrialreferida se caracterió por la digestión de endonucleasas derestricción y, como tal, a$#a incertidum$re so$re si sesuprimieron los genes espec#ficos in"estigados ( MT-CO o MT-CYB! (siete casos! o a$#an otras mutaciones descritas enel mismo paciente (nue"e casos!. am$ién e4cluimos a unpaciente con una deleción de )*+ mitocondrial muy inusualen el arco menor del genoma mitocondrial. Se o$tu"ieronotros casos no incluidos en el estudio realiado por Lópe

Aallardo et al. (200/! a partir de diferentes pu$licacioneslocaliadas a tra"és de &u$Med (ons et al., 1//; Mitaet al., 1//; Larsson y >olme, 1//2; 5ldfors et al., 1//2;NsiBaEa et al., 2000; Aelleric et al., 2002; aco$s et al.,

200I; SadiBo"ic et al., 2010!. stos datos se detallan en la

a$la 2 del material complementario. odas lasmodificaciones y e4clusiones se enumeran en la a$la H delmaterial complementario. +o incluimos nuestra propiacoorte en el metaan'lisis para asegurar la independencia dela muestra.

&ara el an'lisis fenot#pico, los pacientes clasificados por

LópeAallardo y sus colegas (200/! como :5&6 sin signos

no musculares fueron com$inados con los pacientesclasificados en otros estudios como :5&6 u :5&6 <miopat#a (101 casos en total! y comparados con los

pacientes clasificados en todas las fuentes como :s#ndrome de-earnsSayre (10I casos en total!. &ara otros an'lisis, emos

utiliado todos los pacientes en el metaan'lisis %ue ten#andisponi$le la información adecuada, tal como se enumera en

la a$la 1.

Datos isto#u$micos de la biopsia dem%sculo

?ealiamos reacciones isto%u#micas secuenciales de

65COsuccinato desidrogenasa en secciones de m7sculoes%uelético, siguiendo protocolos normaliados (5ld yonson, 1//!. La determinación de la e4tensión de ladeficiencia de 65C (porcenta3e de fi$ras con deficiencia de65C! se realió mediante el conteo de todas las fi$ras en unasección (200 fi$ras como m#nimo! y fue lle"ada a ca$o por un7nico in"estigador para asegurar %ue los datos se registraronconsistentemente a tra"és de toda la coorte.

Determinación del nivel de deleción de ADNmitocondrial

odos los an'lisis moleculares fueron ecos utiliando eltotal del )*+ del m7sculo es%uelético e4tra#do medianteprotocolos normaliados. Se empleó el an'lisis MTND1+MTND,, una prue$a "alidada de &6? m7ltiple en

&abla '(esumen de la coorte de pacientes de Ne!castle y de los datos disponibles en la bibliograf$a)

Con NMDA* *in NMDA* Nuestracoorte +total,

Metaan"lisis

NJ,er de pa*iente *n dat bre el ta,aK de la dele*i5ndel <N ,it*ndrial y #eterpla,ia del <N ,it*ndrialen ,J*ul.

"" 32 -. 2"

NJ,er de pa*iente *n punt de interrup*i5n del <N,it*ndrial identi&i*ad. "2 31 -/ 1L4

NJ,er de pa*iente *n dat bre la edad de ini*i. "2 L 01 117NJ,er de pa*iente *n dat bre la edad de ini*i y

punt de interrup*i5n del <N ,it*ndrial identi&i*ad.4Q 7 20 L3

NJ,er de pa*iente *n dat bre la denidad de &ibra*n de&i*ien*ia de /M y punt de interrup*i5n del <N,it*ndrial identi&i*ad.

4Q 23 .3 40

NJ,er de pa*iente ue preentan un &entip /EP6/EP R ,ipata HAA.

3 27 0/ 20"

NJ,er de pa*iente ue preentan un &entip /EP6/EP R ,ipata AHA y *n punt de interrup*i5n del <N,it*ndrial identi&i*ad.

3" 2 0' 14Q

9d l pa*iente tienen dat dipnible bre #eterpla,ia en ,J*ul euelti* y ta,aK de la dele*i5n. En l *a enue la l*ali8a*i5n del en etO en in!etia*i5n6 e e,plea la ub*#rte de pa*iente *n punt de interrup*i5n del <N

,it*ndrial identi&i*ad; *uand la l*ali8a*i5n n etO ba' *nidera*i5n6 e e,plea la *#rte rande *n ta,aK de la dele*i5ndel <N ,it*ndrial. a peueKa *#rte de pa*iente *n dat de &entip re&le'a el #e*# de ue l pa*iente *n un &entip,ultiit,i* n e%*luid del anOlii &entpi*6 per ete nJ,er etO retrinid a l pa*iente *n /EP6 /EP R ,ipata ndr,e de Hearn-Aayre (AHA). pa*iente *n dat dipnible de N<A tu!iern una ,ediana de " e!alua*ine (ran deinter*uartil ").






tiempo real (&6? cuantitati"a!, para cuantificar los ni"eles dedeleción de )*+ mitocondrial en omogeneiadosmusculares (>e et al., 2002; -risnan et al., 2008!.

Determinación del tama4o y la locali5aciónde la deleción del ADN mitocondrial

Se empleó la &6? de largo alcance para amplificar una regióndel genoma mitocondrial a tra"és del arco mayor, %uecontiene P/. B$, correspondiente a los nucleótidos H81/ (+7mero de acceso AenGanB +6Q012/20.1!, yutiliando un 7nico pa%uete de ce$adores. Las reacciones de&6? utiliaron apro4imadamente 100 ng de )*+ %ue fuerona9adidos a la mecla maestra R>25 destilada, tampón L) a%(a-a?a!, 10 mM de d+&, 20 mM de ce$adores directos ein"ersos y 2. unidades de enima L) a% (a-a?a! para un"olumen total de 0 Tl, y se sometieron a las siguientescondiciones de ciclo /IU 6 durante 1 min, H ciclos de /IU 6durante H0 s, U 6 durante H0 s y U 6 durante 11 min; conuna e4tensión final de 82U 6 durante 10 min. Los productos

amplificados se separaron a tra"és de un gel de agarosa al0.8V, utiliando una plantilla de )*+ de 1 B$ para estimar eltama9o del producto y determinar los tama9os de lasdeleciones del )*+ mitocondrial.

Los productos de la &6? de largo alcance se e"aluaronadicionalmente mediante digestiones de restricción paracartografiar la u$icación precisa de los puntos de interrupciónde la deleción de )*+ mitocondrial (-rapBo et al., 1///!.Los ampl#meros de la &6? ( Tl! fueron digeridos a una seriede fragmentos de )*+ de longitud y posición conocidasdentro del genoma mitocondrial, empleando las enimas derestricción Col, Gam>N, CcmN y *raN ( New n"landBiola.s! antes de su separación en gel de agarosa al 0.8V. l

tama9o de los productos de restricción permite la localiaciónde la deleción de )*+ mitocondrial en el genoma a estimar,orientando la elección de los ce$adores de secuenciaciónapropiados (a$la I del material complementario! paracaracteriar los puntos de interrupción de las deleciones de)*+ mitocondrial mediante el método de Sanger (reacti"osGig*yeW erminator, empleando un )naliador Aenético)GN H1H04l; )pplied Giosystems!.

An"lisis estad$sticos

&ara in"estigar la relación entre las "aria$les en e"aluación,utiliamos transformaciones de Go46o4 para esta$iliar la

"ariana de las "aria$les dependientes (Go4 y 6o4, 1/I! ypara identificar las transformaciones óptimas de las "aria$les

%ue satisfacen las ipótesis de normalidad, lo %ue permite eluso de prue$as paramétricas. &ara los an'lisis $'sicos, se

determinó para cada paciente un 7nico dato de referenciaempleando el promedio de las puntuaciones en la +M*)S y

el promedio de las edades en el momento del e4amen. Serealió el modelado longitudinal empleando &?56 MNC*

S)S de acuerdo con las directrices pu$licadas (Singer, 1//;*iggle et al., 2002!. Se modeló la estructura de la co"ariana

de los datos empleando una estructura de poder espacial(Moser, 200I!. Se incluyeron los términos polinomiales de

tiempo ele"ado al cu$o (tiempoH!. Se compararon los modelosutiliando el 6riterio de Nnformación de )BaiBe ()BaiBe,

1/8I; -ua, 200I!. Se realiaron diagnósticos residuales y deinfluencia para "alidar las ipótesis del modelo y "erificar la

esta$ilidad del modelo. n todos estos procedimientos se

empleó S)S "ersión /.2. &ara las prue$as de ipótesispredeterminadas, se determinó la significación como P X 0.0y la alta significación como P X 0.0001. &ara la regresión

m7ltiple, reportamos el coeficiente estandariado ($!(normaliado para tener una "ariana unitaria! y el "alor de

significación ("alor de P! para cada par'metro estimado, 3unto con el n7mero de su3etos (n! y el coeficiente de

determinación (?2! para la regresión general. &ara laregresión lineal simple reportamos n, el coeficiente de

correlación (r! y el "alor de P. &ara la regresión log#sticam7ltiple reportamos n, el coeficiente estandariado y el "alor

de P para cada par'metro estimado. &ara la regresión log#sticasimple informamos n, la raón de momios (odds ratio! para

el efecto de la "aria$le dependiente y el "alor de P.

(esultados

6os presuntos indicadores de la evolución yla carga de enfermedad est"ninterrelacionados

Nniciamos nuestra in"estigación o$ser"ando la relación entrelos presuntos indicadores de la e"olución de la enfermedad.

7igura ' preunt indi*adre de la e!lu*i5n de la en&er,edad etOn inter*rrela*inad. (A) a#eterpla,ia en el ,J*ul euelti* etO *rrela*inada neati!a,ente *n el ta,aK de la dele*i5n del <N

,it*ndrial. n L76 r -0.4Q6 P 0.0001. Ae ,uetra el ? del Q"S. El *lJter den de punt alrededr de la ".0Db repreenta la *#rte de pa*iente *n la dele*i5n de 4Q77 pb *,une del <N ,it*ndrial. ( 8) El ta,aK de ladele*i5n del <N ,it*ndrial etO *rrela*inada neati!a,ente *n la l*ali8a*i5n del punt ,edi de la dele*i5ndel <N ,it*ndrial en nuetra *#rte. n L36 r -0.4L6 P 0.0001. Ae ,uetra el ? del Q"S.






n nuestra coorte de pacientes o$ser"amos una fuerte

correlación lineal negati"a entre la concentración del )*+mitocondrial suprimido comparada con la del tipo sal"a3e (es

decir, la eteroplasmia del )*+ mitocondrial! y el tama9o dela deleción del )*+ mitocondrial (n Y 8, r Y 0.I/,

P X 0.0001! (Figura 1)!, una o$ser"ación confirmada en elmetaan'lisis (n Y 2, r Y 0.1, P Y 0.00H2!. l tama9o y la

localiación de la deleción del )*+ mitocondrial tam$iénestu"ieron altamente correlacionados en nuestra coorte

(n Y H, r Y 0.I, P Y 0.0001; Figura 1G!, o$ser"aciónnue"amente confirmada por el metaan'lisis (n Y 1I,

r Y 0.2/, P Y 0.0001!. am$ién se encontró una correlaciónaltamente significati"a entre la eteroplasmia del )*+

mitocondrial, el tama9o de la deleción del )*+ mitocondrial,y los dos loci genéticos de interés propuestos (genes MT-CO

y MT-CYB! %ue fueron identificados en la re"isión$i$liogr'fica (@amasita et al., 200; LópeAallardo et al.,

200/! (a$la 2!.

6a edad de inicio9 el fenotipo cl$nico y laevolución en la NMDA* est"ncorrelacionados con la eteroplasmiamuscular y el tama4o de la deleción delADN mitocondrial

La ra# cuadrada de la edad de inicio se utilió en todos losan'lisis, lo %ue fue identificado por Go46o4 como latransformación óptima. &ara los su3etos en nuestra coorte depacientes con edad conocida al inicio (n Y 0!, la edad deinicio se correlacionó significati"amente con el tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial ($ Y 0.I1, P Y 0.00H/! y la

eteroplasmia del )*+ mitocondrial en el m7sculo ($ Y 0.I2, P Y 0.0028! empleando la regresión lineal m7ltiple(?2 Y 0.1! (Figura 2)!. *el mismo modo, en el metaan'lisis(n Y 118!, tanto el tama9o de la deleción del )*+

mitocondrial ($ Y 0.H0, P Y 0.000! y la eteroplasmia del

)*+ mitocondrial en el m7sculo ($ Y 0.H0, P Y 0.0010! secorrelacionaron significati"amente con la edad de inicio

(?2 Y 0.1!.

n un an'lisis fenot#pico, los pacientes identificados con els#ndrome de -earnsSayre fueron directamente comparadoscon a%uellos con 5&6 o 5&6 < miopat#a; los fenotiposintermedios (en particular el s#ndrome no -earnsSayre,fenotipo de la enfermedad multisistémica! fueron e4cluidosde este an'lisis. &ara este tipo de pacientes en nuestra coorte(n Y I! encontramos %ue tanto la eteroplasmia del )*+mitocondrial ($ Y 1.I, P Y 0.0020! y el tama9o de la delecióndel )*+ mitocondrial ($ Y 0.8I, P Y 0.0H1! estu"ieroncorrelacionados significati"amente con el fenotipo empleandola regresión log#stica m7ltiple. *el mismo modo, en elmetaan'lisis (n Y 1/2!, la eteroplasmia del )*+mitocondrial ($ Y 0., P X 0.0001 ! y el tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial ($ Y 0.1 , P Y 0.0IH!

estu"ieron correlacionados significati"amente con el fenotipo.l promedio de las puntuaciones en la +M*)S,correlacionado con la clasificación tradicional de fenotipos(Figura 2G!. Go46o4 identificaron la ra# cuarta de lapuntuación +M*)S (+M*)S0.2! como la transformaciónóptima para la regresión lineal; esta se di"idió entre la edad almomento de la e"aluación para medir la e"olución en la+M*)S. n nuestra coorte (n Y !, encontramos %ue tantoel tama9o de la deleción mitocondrial del )*+ ($ Y 0.I/, P X 0.0001! y la eteroplasmia del )*+ mitocondrial($ Y 0.80, P X 0.0001! fueron factores pronósticossignificati"os de la e"olución en la +M*)S empleandoregresión m7ltiple (?2 Y 0.I/ ! (Figura 26!.

&abla 3Intercorrelaciones entre los presuntos indicadores de la carga de la enfermedad y la evolución

eteroplasmiadel ADNmt +;,

&ama4o de ladeleción delADNmt +;,

Punto mediode la delecióndel ADNmt +<b,

Deleción delgen M&=C>

Deleción delgen M&=C?8

eterpla,ia del <N,t (S) 0.0001-0.4Q

(-Q.L6 -4.3) S$Db

0.3Q1LR0.10

(-2.6 .") S$Db

0.0423-0.22

(-276 -0."0) S

0.01QQ-0.2

(-276 -2.4) S9a,aK de la dele*i5n del <N,t (Db) 0.0032-0.1L(-4.16 -0.L) S$Db

0.0001-0.4L(-0.QQ6 -0.42)

0.0001R0."4(1.6 3.2) Db

0.00QR0.2Q(0.346 2.0) Db

Punt ,edi de la dele*i5n del <N,t (Db) 0.120R0.11(-0.76 ".4) S$Db

0.0001-0.2Q(-0.26 -0.21)

0.0001-0.73(-2.76 -1.L) Db

0.0001R0.4(0.726 1.L) Db

<ele*i5n del en 9-4/ 0.122-0.11(-1"6 1.Q) S

0.0001R0.47(1.426 2.4L) Db

0.0001-0.72(-2.36 -1.7) Db

0.01L0-0.2LN$

<ele*i5n del en 9-4TB 0.12"R0.10(-2.16 13) S

0.0001R0.3Q(0.Q36 1.LQ) Db

0.0001R0.""(1.16 1.) Db

0.0001-0.2LN$

a *elda ,breada (arriba a la dere*#a) ,uetran6 para nuetra *#rte6 l !alre de P 6 l *e&i*iente de *rrela*i5n y linter!al de *n&ian8a del Q"S para el radiente de rerei5n lineal la di&eren*ia eti,ada debid a una dele*i5n epe*&i*a de un

en del <N ,it*ndrial (<N,t); la *elda n ,breada (aba' a la i8uierda) ,uetran la ,i,a in&r,a*i5n para el,etaanOlii. a unidade para el inter!al de *n&ian8a del Q"S identi&i*an l e'e y y % de la rerei5n lineal6 e%*ept en el *adel ta,aK de la dele*i5n del <N ,it*ndrial (Db) !eru el punt ,edi de la dele*i5n del <N ,it*ndrial (Db). a*rrela*ine ,O &uerte en *ada *n'unt de dat etOn entre el punt ,edi el ta,aK de la dele*i5n del <N ,it*ndrial y ladele*i5n del en 9-4/ ; la dele*ine ,O rande del <N ,it*ndrial tienden a in*luir l ene 9-4/ . a dele*i5n de 9-4TB ta,bin etO a*iada *n un ,ayr ta,aK de la dele*i5n del <N ,it*ndrial y *n dele*ine del <N ,it*ndrial. a ,i,aber!a*ine e apre*ian en td l *a en nuetra *#rte y en el ,etaanaOlii6 e%*ept ue en nuetra *#rte la dele*i5ndel en 9-4TB etO a*iada ini&i*ati!a,ente *n ,enr #eterpla,ia del <N ,it*ndrial6 ,ientra ue en el ,etaanOlii n#ay una a*ia*i5n ini&i*ati!a rela*inada *n la dele*i5n del en 9-4TB y alt ni!ele de #eterpla,ia del <N ,it*ndrial.






7igura 3 a #eterpla,ia y el ta,aK de la dele*i5n etOn *rrela*inada lineal,ente *n la edad de *,ien8 yla e!lu*i5n en la puntua*i5n N<A. (A) a edad de ini*i etO prede*ida pr la #eterpla,ia del <NU (*ntinJa)






6a carga de la enfermedad y la evolución delos pacientes con una deleción com%n deADN mitocondrial est"n correlacionados conla eteroplasmia

am$ién se in"estigó a la coorte de pacientes cuyaenfermedad del )*+ mitocondrial est' asociada con una

deleción com7n indi"idual, a gran escala de I/88 p$ del )*+mitocondrial (Scon et al., 1//!. n la utiliación de una

com$inación de datos de los metaan'lisis y de nuestra propiacoorte de pacientes, o$ser"amos %ue la eteroplasmia del

)*+ mitocondrial en el m7sculo fue un factor pronósticosignificati"o del fenotipo cl#nico Rn Y , 1.IH, inter"alo de

confiana (N6! del /V de 1.1H1.1, P Y 0.00H0 y de laedad de inicio de la enfermedad (n Y H8, r Y 0.II,

P Y 0.00H!.

6a densidad de fibras con deficiencia de C>@es dependiente de la eteroplasmia

muscular y la locali5ación de la deleción9pero no del tama4o de la deleción

) continuación estudiamos la relación entre la proporción dela densidad de fi$ras con deficiencia de 65C en $iopsias de

pacientes, los ni"eles de eteroplasmia del )*+ mitocondrialen el m7sculo y la deleción del gen MT-CO (es decir, lasupresión de todo o parte de, al menos uno de los genes, MT-CO1, MT-CO2 o MT-CO3 dentro de la molécula de )*+mitocondrial con la deleción!. La ra# cuadrada de la densidadde fi$ras con deficiencia de 65C se utilió en todos losan'lisis, esta fue identificada por Go46o4 como la

transformación óptima.n nuestra coorte de pacientes (n Y 82! , se o$ser"ó %uetanto la eteroplasmia del )*+ mitocondrial en el m7sculo

($ Y 0., P X 0.0001! y la deleción del gen MT-CO ($ Y 0.H1, P Y 0,001! estu"ieron correlacionadas significati"amentecon la densidad de fi$ras con deficiencia de 65C empleandoregresión lineal m7ltiple (?2 Y 0,IH! (Figura H!. *el mismomodo, en el metaan'lisis (n Y H/!, la eteroplasmia del )*+mitocondrial ($ Y 0.I/ , P Y 0.0012! y la deleción del gen MT-CO ($ Y 0.HI, P Y 0.01/2! estu"ieron correlacionadassignificati"amente con la densidad de fi$ras con deficienciade 65C (?2 Y 0.H1!.

*ado %ue, tanto en la coorte como en el metaan'lisis, la

inclusión de los genes MT-CO dentro de la región suprimidadel )*+ mitocondrial se correlacionó significati"amente con

un mayor tama9o de la deleción del )*+ mitocondrial,e4aminamos tam$ién si e4ist#a una correlación entre el

tama9o de la deleción del )*+ mitocondrial y la densidad de

7igura 3 +continuación, del <N ,it*ndrial y el ta,aK de la dele*i5n. El e'e y ,uetra la ra8 *uadrada de laedad de ini*i. dat n de nuetra *#rte (n 06 + 2 0.1L). a #eterpla,ia del <N ,it*ndrial(P 0.0027) y el ta,aK de la dele*i5n (P 0.003Q) etOn *rrela*inada ini&i*ati!a,ente *n la edad de ini*i ennuetra *#rte e,pleand la rerei5n ,Jltiple. !alre de P etOn para a,b indi*adre *, !ariable*ntinua6 el ta,aK de la dele*i5n del <N ,it*ndrial e di*t5,i*a la,ente para la !iuali8a*i5n. (B) El&entip y la puntua*ine pr,edi de la N<A etOn alta,ente *rrela*inada de ,anera ini&i*ati!a(P 0.0001). Ae ,uetra la *,para*i5n indi!idual de l !alre de P . (C) a e!lu*i5n N<A (puntua*i5n N<Aa'utada pr aK) etO alta,ente *rrela*inada de ,anera ini&i*ati!a *n el ta,aK de la dele*i5n del <N

,it*ndrial (P 0.0001) y la #eterpla,ia (P 0.0001) (n ""6 +2 0.4Q). E e'e y ,uetra la puntua*i5n N<Aa'utada pr aK. !alre de P etOn para a,b indi*adre *, !ariable *ntinua6 el ta,aK de la dele*i5ndel <N ,it*ndrial e di*t5,i*a la,ente para la !iuali8a*i5n. AHA ndr,e de Hearn-Aayre.

7igura / a denidad de &ibra *n de&i*ien*ia de /M e dependiente de la #eterpla,ia del <N ,it*ndrial y ladele*i5n de l ene 9-4/ . El e'e y ,uetra la ra8 *uadrada de la denidad de &ibra *n de&i*ien*ia de /M S. dat n de nuetra *#rte6 n 726 +2 0.43. a #eterpla,ia ( P 0.0001) y la dele*i5n de l ene 9-4/ (P 0.001L) n indi*adre ini&i*ati!. a lnea eparada de rerei5n e ,uetran para l *a en l ueun ,O ene 9-4/ &uern upri,id (n 36 ? Q"S para la lnea de rerei5n ,trada) y auell ue n(n Q6 el radiente de la lnea de rerei5n n e ini&i*ati!a,ente di&erente de *er6 el ? n e ,uetra.






fi$ras con deficiencia de 65C. )l emplear la regresión

m7ltiple con los tres indicadores, el tama9o de la delecióndel )*+ mitocondrial ($ Y 0.01, P Y 0.10I! no fue un

indicador significati"o en nuestra coorte de pacientes(n Y 82!, aun%ue la eteroplasmia del )*+ mitocondrial

($ Y 0., P X 0.0001! y la deleción del gen MT-CO ($ Y 0.H, P Y 0.002! se mantu"ieron significati"as (?2 Y 0.II!. *el

mismo modo, en el metaan'lisis (n Y H/!, el tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial ($ Y 0.00010, P Y 0.! no

fue un factor pronóstico significati"o, sin em$argo, tanto laeteroplasmia del )*+ mitocondrial ($ Y 0.I, P Y 0.001!

como la deleción del gen MT-CO ($ Y 0.IH, P Y 0.0II! se

mantu"ieron significati"as (?2 Y 0.H2!.

El modelado mito longitudinal muestra #uela eteroplasmia del ADN mitocondrial9 el

tama4o y la locali5ación de la deleción delADN mitocondrial son factores predictivosde la progresión de la enfermedad

7igura B El e&e*t del ta,aK de la dele*i5n y la #eterpla,ia del <N ,it*ndrial en la e!lu*i5n en la N<A.9d l panele ,uetran un ? de Q"S. (A y 8) El e&e*t del ta,aK de la dele*i5n del <N ,it*ndrial a una#eterpla,ia del L0S y 40S6 repe*ti!a,ente. Ae ,uetra ue el ta,aK de la dele*i5n tiene ,ayr i,pa*t *nuna #eterpla,ia alta en *,para*i5n *n una #eterpla,ia ba'a. (C-E) El e&e*t de la #eterpla,ia del <N,it*ndrial *n una dele*i5n de 2.0 Db6 ".0 Db y L.0 Db6 repe*ti!a,ente6 del <N ,it*ndrial. Para la dele*ine

peueKa el e&e*t de la #eterpla,ia en la e!lu*i5n en la N<A e p* i,prtante6 per para dele*inerande el e&e*t e utan*ial. (F) El e&e*t de la l*ali8a*i5n de la dele*i5n para una dele*i5n de ".0 Db preente *nuna #eterpla,ia de L0S; la e!lu*i5n e ,O rOpida *uand la rei5n upri,ida in*luye 9-4TB . -E &uernenerad a partir de un ,del ue e,ple5 el tie,p6 el ta,aK de la dele*i5n y la #eterpla,ia *,indi*adre. El ,del uad para F tiene un indi*adr adi*inal6 la l*ali8a*i5n de la dele*i5n (la in*lui5n del en9-4TB ).






Mediante el modelado mi4to longitudinal mostramos %ue laeteroplasmia del )*+ mitocondrial en el m7sculo( P X 0.0001! y el tama9o de la deleción del )*+mitocondrial ( P X 0.0001! estu"ieron altamentecorrelacionados de manera significati"a con la e"olución enla +M*)S en nuestra coorte de pacientes (n Y ! (FiguraI!. La interacción entre el tama9o de la deleción del )*+mitocondrial y la eteroplasmia del )*+ mitocondrialtam$ién fue significati"a ( P Y 0.00I!, lo %ue se e3emplificacomparando las figuras I) y IG, donde el tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial tiene un efecto m's fuerte ani"eles altos de eteroplasmia del )*+ mitocondrial %ue ani"eles $a3os de eteroplasmia del )*+ mitocondrial, y lasfiguras I6 y I, donde la eteroplasmia del )*+mitocondrial tiene un efecto muy fuerte con grandesdeleciones de )*+ mitocondrial, pero un efectoinsignificante con pe%ue9as deleciones de )*+ mitocondrial.

am$ién se muestra %ue la localiación de la deleción del)*+ mitocondrial en el genoma mitocondrial afecta lae"olución de la enfermedad. La deleción del gen MT-CYB essignificati"amente predicti"a de una e"olución m's r'pida( P Y 0.00, n Y 2! con la eteroplasmia del )*+mitocondrial y el tama9o de la deleción del )*+mitocondrial en el modelo (Figura IF!.

6a evolución de los pacientes individualespuede ser modelada longitudinalmente

*e$ido a %ue el modelado mi4to permite la incorporación deefectos aleatorios para modelar la "ariana desconocida,tam$ién emos sido capaces de utiliar los datos genéticos

cl#nicos y moleculares o$tenidos para modelar la e"oluciónde los pacientes y predecir el curso pre"isto de su desarrolloindi"idual de la enfermedad .

studiamos a cinco pacientes indi"iduales usando un modelopredicti"o %ue incorpora la eteroplasmia del )*+mitocondrial en el m7sculo, el tama9o de la deleción del)*+ mitocondrial, y la deleción del gen MT-CYB comofactores predicti"os (Figura !. La e"olución esperada semuestra con inter"alos de predicción del /V. l efecto deltama9o de la deleción de )*+ mitocondrial se e3emplificamediante la comparación de los pacientes I y , ya %ue am$osdifieren solamente en esta 7nica "aria$le. l efecto de laeteroplasmia del )*+ mitocondrial se muestra mediante lacomparación de los pacientes 1 y H, cuyo tama9o de ladeleción del )*+ mitocondrial es similar (./ B$ y . B$ ,respecti"amente!, pero a diferentes ni"eles de eteroplasmiadel )*+ mitocondrial. l paciente 2 (deleción del )*+mitocondrial de /.1B$! muestra una e"olución r'pida a pesarde un $a3o ni"el de eteroplasmia del )*+ mitocondrial(H8V de carga de la deleción del )*+ mitocondrial!, a causade la e4cepcionalmente grande deleción de )*+mitocondrial, mientras %ue el paciente 1 demuestra %ue

incluso una 7nica puntuación de la +M*)S puederepresentar un criterio 7til para el pronóstico.

Discusión

l o$3eti"o de nuestro estudio fue incrementar la comprensión

de la naturalea y la e"olución de la enfermedad del )*+mitocondrial. sto contin7a siendo un desaf#o a pesar del

eco de %ue las primeras mutaciones del )*+ mitocondrialse descri$ieron ace 2 a9os (>olt et al., 1/!. La relación

entre una mutación espec#fica en el )*+ mitocondrial y elfenotipo cl#nico y la e"olución es comple3a para mucas

mutaciones comunes del )*+ mitocondrial, no solamente

de$ido a la eteroplasmia y la "aria$ilidad en la cargamutacional del )*+ mitocondrial. )dem's, una mutaciónparticular en el )*+ mitocondrial puede causar "arios

fenotipos diferentes de enfermedad dependiendo de la

7igura 2 delad lnitudinal de *in* pa*iente indi!iduale *n en&er,edad pr dele*i5n indi!idual a rane*ala de <N ,it*ndrial. pa*iente eleid n repreentati! del ran de taa de e!lu*i5n de laen&er,edad en*ntrada en nuetra *#rte. a puntua*ine de la e!alua*ine reale *n la N<A etOnrepreentada *n ,ar*a unida pr lnea 5lida. Ae ,uetra a *ada pa*iente *n u lnea de e!lu*i5n predi*#a*n inter!al de predi**i5n del Q"S6 y etOn etiuetad *n el ta,aK de la dele*i5n y la #eterpla,ia.Ala,ente el pa*iente 2 in*luye parte del en 9-4TB en u dele*i5n.






afectación de órganos espec#ficos, y estos pueden ser dif#cilesde clasificar sin el $eneficio de una escala de carga de laenfermedad. ste estudio se a centrado en los pacientes condeleciones indi"iduales a gran escala de )*+ mitocondrial ya%ue estas representan una causa frecuente de enfermedadmitocondrial y e3emplifican mucas de las dificultades %ue seo$ser"an con otros defectos del )*+ mitocondrial. >emos

identificado %ue los ni"eles de eteroplasmia del )*+mitocondrial, el tama9o de la deleción del )*+ mitocondrialy la localiación de la deleción del )*+ mitocondrial sonmuy importantes en la comprensión de la e4presión y de lae"olución de la enfermedad cl#nica.

*os factores importantes an contri$uido a definir la relaciónentre las deleciones indi"iduales a gran escala de )*+mitocondrial y la e"olución de la enfermedad. l primero esel uso de una escala "alidada de clasificación %ue cu$re lasprincipales caracter#sticas cl#nicas de la enfermedadmitocondrial. l fenotipado tradicional de la enfermedadmitocondrial es dif#cil de$ido a la afectación frecuente dem7ltiples sistemas. l +M*)S, de$ido a %ue es una

medición cuantitati"a de la carga de la enfermedadmitocondrial, nos permite estudiar la e"olución de laenfermedad con un poder sin precedentes, y el modeladolongitudinal de las e"aluaciones sucesi"as de pacientes con la+M*)S demuestra los $eneficios de este enfo%ue. nsegundo lugar est' el uso de técnicas estad#sticas, incluyendolos an'lisis de regresión m7ltiple %ue emos aplicado anuestros propios datos y a a%uellos pu$licados en la$i$liograf#a, empleando la transformación de Go46o4 paraidentificar las transformaciones óptimas a la normalidad. )ltratar de comprender la naturalea y la e"olución de laenfermedad por deleciones indi"iduales a gran escala del)*+ mitocondrial, donde ay intercorrelación entre losfactores predicti"os, estas técnicas son necesarias para

identificar correctamente los allagos significati"os y, deeco, el nue"o an'lisis de los datos de informes anterioresempleando estas técnicas a aclarado las imprecisionespre"ias.

+uestro modelado longitudinal muestra %ue la carga de laenfermedad y la e"olución son predecidas por el ni"el de

eteroplasmia del )*+ mitocondrial en el m7sculo, eltama9o de la deleción del )*+ mitocondrial y la localiación

de la deleción del )*+ mitocondrial en el genomamitocondrial. stos allagos son reforados por una serie de

resultados, o$tenidos de nuestra coorte y del metaan'lisis, lo%ue demuestra %ue tanto el fenotipo y la edad de inicio son

predecidas por el tama9o de la deleción del )*+

mitocondrial y la eteroplasmia del )*+ mitocondrial, ytam$ién por la significación de la eteroplasmia como unindicador en una coorte de pacientes con deleción com7n de

I/88 p$ del )*+ mitocondrial. Los estudios anteriores ansido contradictorios en cuanto al empleo de estos factores

como indicadores, informando %ue tanto el fenotipo como laedad de inicio fueron dependientes del tama9o de la deleción

del )*+ mitocondrial, pero no estu"ieron significati"amenterelacionados con la eteroplasmia del )*+ mitocondrial

(@amasita et al., 200!, o %ue el fenotipo cl#nico estu"orelacionado con la eteroplasmia del )*+ mitocondrial, pero

no con el tama9o de la deleción del )*+ mitocondrial,aun%ue la edad de inicio de s#ntomas estu"o relacionada con

am$os factores (LópeAallardo et al., 200/!. Laeteroplasmia del )*+ mitocondrial en el m7sculo y el

tama9o de la deleción del )*+ mitocondrial tam$ién ansido informadas como no 7tiles en la predicción de la

e"olución de la enfermedad ()uré et al., 2008!. M's estudios$'sicos tam$ién informaron de manera inconsistente so$re elenlace entre estos indicadores y el fenotipo o la edad de inicio(>olt et al., 1//; Moraes et al., 1//; Aoto et al/, 1//0!. Sinem$argo, encontramos %ue la regresión m7ltiple identificauna correlación consistente entre el fenotipo o la e"olución dela enfermedad con la eteroplasmia del )*+ mitocondrial y

el tama9o de la deleción. &or otra parte, la regresión m7ltiplede los datos pu$licados anteriormente re"ela %ue, pore3emplo, mientras %ue LópeAallardo et al. (200/!encontraron %ue el tama9o de la deleción del )*+mitocondrial no es predicti"a del fenotipo ( P Y 0.H/H!; sirealiamos la regresión log#stica con sus mismos datos, peroempleamos la regresión m7ltiple con el tama9o de la delecióny la eteroplasmia, el tama9o de la deleción es, de eco, unfactor importante para predecir el fenotipo ( P Y 0.0HH0!, eneste caso, la correlación negati"a entre la eteroplasmia y eltama9o de la deleción conduce al enmascaramiento del efectodel tama9o de la deleción cuando se utilia la regresión linealsimple.

Las correlaciones entre los factores predicti"os soninteresantes por s# mismas. LópeAallardo et al. (200/!se9alaron una correlación negati"a entre los ni"eles deeteroplasmia en el m7sculo y el tama9o de la deleción del)*+ mitocondrial, y de esto supusieron %ue las delecionesm's cortas del )*+ mitocondrial no tienen una "enta3areplicati"a. +os gustar#a especular %ue la correlacióno$ser"ada entre la eteroplasmia del )*+ mitocondrial en elm7sculo y el tama9o de la deleción del )*+ mitocondrialmuy pro$a$lemente refle3a el espectro de la enfermedad %uese presenta con un fenotipo cl#nicamente reconoci$le dentrode la po$lación, en lugar de cual%uier relación intr#nsecadeterminada $io%u#micamente o no. &or lo tanto, las personascon deleciones pe%ue9as de )*+ mitocondrial presentes a

$a3os ni"eles de eteroplasmia no se presentar#ancl#nicamente con s#ntomas, lo cual es consistente con lao$ser"ación de %ue las mutaciones potencialmente patógenasen el )*+ mitocondrial se an diseminado en la po$lación noenferma, pero a ni"eles por de$a3o del um$ral (lliott et al.,200!.

>emos encontrado %ue las deleciones %ue incluian el gen MT-CYB est'n relacionados con una e"olución m's r'pida, lo cual

es consistente con los resultados de LópeAallardo et al.(200/!, seg7n los cuales, la deleción del gen MT-CYB estu"o

ligada a un fenotipo m's gra"e. Sin em$argo, la raón de estosigue siendo incierta, pero potencialmente podr#a indicar %ue

la deficiencia del comple3o NNN tiene un rol particularmente

importante en el mecanismo de la enfermedad.

am$ién se identificó %ue la deleción de MT-CO, %ue consisteen la afectación de MT-CO1, MT-CO2 o MT-CO3 en la región

suprimida, es predicti"a de la densidad de fi$ras condeficiencia de 65C. )un%ue los estudios anteriores no

reportaron alg7n "#nculo (Aoto et al., 1//0; 5ldfors et al.,1//2!, el nue"o an'lisis de estos estudios mediante regresión

m7ltiple re"ela la misma tendencia en todos los casos y en lasignificación estad#stica cuando el estudio es lo

suficientemente grande (Aoto et al., 1//0!. l impacto de lalocaliación de la deleción del )*+ mitocondrial en la

densidad de fi$ras con deficiencia de 65C, y la correlaciónconsistente entre el tama9o de la deleción del )*+

mitocondrial y la carga de la enfermedad y la e"olucion, poneen entredico la ipótesis de %ue los genes de )?+ de

transferencia mitocondrial son la ra# de la patogenicidad delas deleciones del )*+ mitocondrial (Scon et al., 2012!, %ue






est' $asada en la falta de correlación entre el sitio de ladeleción del )*+ mitocondrial y la patogenicidad. Sinem$argo, ser#a necesario un con3unto m's completo de datospara elucidar la importancia relati"a de los genes detransferencia de )?+ mitocondrial, los genes espec#ficos dela prote#na de la fosforilación o4idati"a y otros mecanismospatógenos potenciales en cuanto a los defectos $io%u#micos y

el fenotipo cl#nico resultante.Zna implicación importante de este estudio se refiere alum$ral para la patogenicidad de una deleción de )*+

mitocondrial (?ossignol et al., 200H!. La codependencia de lacarga de la enfermedad con la eteroplasmia del )*+mitocondrial y el tama9o y la localiación de la deleción del)*+ mitocondrial y, en particular, la interacción de estascantidades, implica %ue es pro$a$le %ue el um$ral para lae4presión fenot#pica sea dependiente del tama9o y lalocaliación de la deleción.

)un%ue nuestros estudios proporcionan nue"as ideas acerca

de la e"olución de la enfermedad en pacientes con delecionesindi"iduales a gran escala de )*+ mitocondrial, toda"#a es

necesario seguir tra$a3ando. n primer lugar, ay %ueconsiderar %ue el tama9o de la deleción del )*+

mitocondrial y nuestro par'metro de localiación son, %ui's,solamente sustitutos de la naturalea patógena su$yacente de

la deleción del )*+ mitocondrial; una caracteriación m'smatiada de estas deleciones de )*+ mitocondrial puede

predecir me3or la patogénesis y la e"olución de la enfermedadmitocondrial. Sin em$argo, un modelo as# implicar#a una gran

cantidad de par'metros, en cuyo caso se re%uerir#a uncon3unto de datos m's grande para alcanar un poder

estad#stico raona$le. n segundo lugar, es de destacar %ue notenemos ning7n indicador %ue encapsule la naturalea a "eces

multisistémica de la enfermedad. n este sentido, )uré et al.

(2008! encontraron %ue la presencia de la mutación en lasangre era predicti"a de un fenotipo neurológico, y en la orinaallaron una tendencia similar, un resultado confirmado por

GlacBEood et al. (2010! con respecto a la enfermedad gra"ede aparición temprana en comparación con la presentación

fenot#pica m's le"e. stos informes sugieren %ue los ni"elesde eteroplasmia del )*+ mitocondrial en la sangre o en la

orina, 3unto con la eteroplasmia del )*+ mitocondrial en elm7sculo es%uelético, pueden dar lugar a una predicción

me3orada del pronóstico de la enfermedad. n tercer lugar, eneste estudio solamente emos considerado la progresión de la

carga glo$al de la enfermedad; el modelado de progresión enlos sistemas afectados indi"idualmente de$e proporcionar un

conocimiento 7til para los médicos cl#nicos en cuanto a la

atención al paciente.

>ay limitaciones adicionales por reconocer. n primer lugar,aun%ue la mayor#a de los allagos de nuestra coorte son

corro$orados por el metaan'lisis, ay diferencias entre los doscon3untos de datos, en particular, las correlaciones entre los

indicadores son, por lo general, m's fuertes en nuestracoorte %ue el metaan'lisis. stas diferencias pueden surgir

en parte al eco de %ue nuestros datos son m's omogéneos,pero %ui's tam$ién por%ue la composición de nuestra

coorte es diferente, en comparación con el metaan'lisistenemos relati"amente pocos pacientes %ue presentan un

fenotipo de s#ndrome de -earnsSayre. n segundo lugar,nuestros estudios, y los seleccionados para el metaan'lisis se

an concentrado en los ni"eles de eteroplasmia en elm7sculo. &or 7ltimo, a pesar de %ue nosotros no empleamos

el a3uste de Gonferroni en la mayor#a de nuestros an'lisis porraones $ien documentadas en la $i$liograf#a y,

particularmente, de$ido a %ue estu"imos pro$ando ipótesis a $riori (omas, 1//!, el gran n7mero de prue$as estad#sticasutiliadas incrementan el potencial de una mayor frecuenciade errores estad#sticos tipo N. Sin em$argo, los allagosconsistentes en la coorte y el metan'lisis proporcionanapoyo a las conclusiones firmes %ue se pueden e4traer.

+uestro allago de %ue el tama9o de la deleción, la

eteroplasmia y la localiación de la deleción son factorespronósticos de la e"olución de la enfermedad es importantepara todos los médicos %ue se ocupan de pacientes con

deleciones indi"iduales a gran escala de )*+ mitocondrial.&or ello, emos desarrollado una erramienta $asada en laEe$ (ttpOOresearc.ncl.ac.uBOmitoresearc! para apoyar a losmédicos en su mane3o de estos pacientes.

n conclusión, emos demostrado %ue la eteroplasmia del)*+ mitocondrial en el m7sculo es%uelético, el tama9o de la

deleción del )*+ mitocondrial y la localiación de ladeleción son predicti"os de la gra"edad de la enfermedad y de

su e"olucion, y %ue en con3unto con la +M*)S, una medidacuantitati"a de la carga total de la enfermedad, somos capaces

de modelar longitudinalmente la e"olución de la enfermedadtanto a ni"el de la po$lación como de los pacientes

indi"iduales. sto significa %ue el asesoramiento y los planesde atención a los pacientes se pueden dar de manera

indi"idual. )dem's, la comprensión de la istoria natural dela enfermedad es crucial si "amos a e"aluar los $eneficios de

los tratamientos terapéuticos. &or lo tanto, recomendamosencarecidamente %ue todos los pacientes con enfermedad por

deleción indi"idual a gran escala de )*+ mitocondrialtengan un an'lisis detallado de la $iopsia muscular y una

e"aluación cl#nica mediante la +M*)S.

AgradecimientosNuetr ,O pr&und arade*i,ient a la <ra. laudia +a**apr u aera,ient y rienta*i5n de ran utilidad6 durantetd el etudi. 9a,bin n utara re*n*er al +4 4entre &r 9ranlatinal +eear*# in Neur,u*ular <ieae: it*#ndrial <ieae 4#rt (+e&eren*ia del ,it Vti* de?n!etia*i5n 0L$04"$72) para prpr*inar l dat de laN<A.

7inanciamiento

Ete traba' &ue &inan*iad pr el ell*,e 9rut 4entre &r it*#ndrial +eear*# WGQ0Q1QX6 el Ne=*atle 0ni!erity 4entre &r Brain ein and itality (apyad pr elBite*#nly and Bili*al A*ien*e +eear*# 4un*il 6 elEnineerin and P#yi*al A*ien*e +eear*# 4un*il 6 el E*n,i*

and A*ial +eear*# 4un*il y el edi*al +eear*# 4un*il WG070071LX)6 el +4 4entre &r Neur,u*ular <ieae WG0000L-1X6 el +4 4entre &r 9ranlatinal +eear*# in Neur,u*ular <ieae it*#ndrial <ieae Patient 4#rt (0H) WG0L0074X6 la 3ily Fundatin 6 el 0H N?G+ Bi,edi*al +eear*# 4entre in e and e +elated <ieae ad'udi*ad a laNe=*atle upn 9yne Gpital NGA Fundatin 9rut y el 0H NGA Ape*ialit 4,,iiner Y+are it*#ndrial <irder & dult and 4#ildrenZ Aer!i*e . El PG &ue &inan*iad *n una be*adel ell*,e 9rut W0Q01Q4$[$0Q$[X.

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Evolución de la enfermedad en pacientes con deleciones individuales a gran escala de ADN...

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