ASPECTE MOLECULARE ŞI GENETICE ALE MELAS: ROL ÎN MEDICINA PERSONALIZATĂ

Abstract

Introducere. MELAS este o tulburare mitocondrială rară, moştenită matern. Caracteristicile clinice cheie includ episoade recurente asemănătoare accidentului vascular cerebral, convulsii, acidoză lactică, slăbiciune musculară, intoleranţă la exerciţii fizice, pierderea auzului şi declin neurologic progresiv. Scop. Studierea mecanismelor moleculare şi genetice implicate în patogeneza MELAS, analiza interacţiunilor dintre genomul nuclear şi cel mitochondrial, şi evaluarea ţintelor terapeutice. Material şi metode. Au fost selectate şi studiate şapte articole ştiinţifice pe această temă din bazele de date electronice PubMed, GeneCards, ResearchGate, MedlinePlus şi Google Scholar, folosind cuvintele-cheie. Criteriile de selecţie au inclus articole ştiinţifice în engleza, publicate în perioada 2015-2025, care conţineau informaţii relevante despre MELAS. Rezultate. Mutaţiile în ADNmt, în special m.3243A>G în gena MT-TL1, care codifică tR-NALeu (UUR), perturbă sinteza proteinelor mitocondriale, conducând la scăderea fosforilării oxidative şi a sintezei de ATP, cu acumularea lactatului. Alte gene mutante asociate cu MELAS: MT-ND5, MT-TC, MT-TF, MT-TH, MT-TK, MT-TL2, MT-TQ, MT-TS1, MT-TS2, MT-ND1, MT-ND6, MT-CO2, MT-CO3 şi MT-CYB. Genele nucleare codifică proteine mitocondriale critice, iar disfuncţia mitocondrială poate activa căi retrograde de semnalizare care modifică expresia genelor nucleare. Tratamentul include administrarea L-arginină, taurină, carnitină, coenzima Q10 şi dieta ketogenică. Concluzii. MELAS este o afecţiune multifactorială, determinată de mutaţii în genomul mitocondrial. O înţelegere profundă a mecanismelor moleculare, genetice inclusiv şi epigenetice ale MELAS oferă perspective promiţătoare pentru diagnosticul molecular precoce şi dezvoltarea terapiei personalizate.

Introduction. MELAS is a rare mitochondrial disorder, maternally inherited. Key clinical features include recurrent stroke-like episodes, seizures, dementia, lactic acidosis, recurring headaches, short stature, muscle weakness, exercise intolerance, sensorineural hearing loss, and progressive neurological decline. Objective. To study the molecular and genetic mechanisms involved in MELAS pathogenesis, analyze the interactions between nuclear and mitochondrial genomes, and evaluate therapeutic targets. Material and methods. Seven scientific articles on this topic were selected and studied from electronic databases: PubMed, GeneCards, ResearchGate, MedlinePlus, and Google Scholar, using the keywords. The selection criteria included scientific articles in English-language, published between 2015 - 2025 with contained relevant information about MELAS. Results. Mutations in mitochondrial DNA, particularly m.3243A>G in the MTTL1 gene, which encodes tRNA Leu (UUR), impair mitochondrial protein synthesis, reduce oxidative phosphorylation and ATP production, and lead to lactate accumulation. Other mutated genes associated with MELAS: MT-ND5, MT-TC, MT-TF, MT-TH, MT-TK, MTTL2, MT-TQ, MT-TV, MT-TS1, MT-TS2, MT-ND1, MT-ND6, MT-CO2, MT-CO3, and MT-CYB. Nuclear genes encode critical mitochondrial proteins, and mitochondrial dysfunction may activate retrograde signaling pathways affecting nuclear gene expression. Treatment includes L-arginine, taurine, carnitine, coenzyme Q10, and ketogenic diet. Conclusion. MELAS is a multifactorial disorder caused by mutations in the mitochondrial genome. A deeper understanding of the molecular, genetic, and epigenetic mechanisms involved in MELAS provides promising perspectives for early molecular diagnosis and development of personalized therapy.