Clinical, biochemical, and genetic distinctions in patients with mitochondrial involvement versus other genetic disorders

Abstract

Abstract Introduction Mitochondrial diseases are clinically and genetically heterogeneous disorders characterized by respiratory chain dysfunction, often mimicking other multisystem genetic conditions, necessitating an integrated clinical, biochemical, and molecular diagnosis. This study aims to compare the clinical, biochemical, and genetic profiles of patients with mitochondrial involvement and those with other inherited genetic disorders. Material and methods We analyzed 81 patients with suspected mitochondrial disease (Nijmegen Mitochondrial Disease Score ≥3), categorized into Group 1 (mitochondrial involvement) and Group 2 (other inherited disorders). Clinical, biochemical, instrumental, and molecular evaluations were performed using qPCR-HRM and Sanger sequencing, with data analyzed through descriptive statistics and nonparametric tests. Results Group 1 showed significantly higher rates of severe neuromuscular impairment, skill regression, ocular abnormalities, elevated plasma lactate and alanine, and characteristic neuroimaging findings, including basal ganglia abnormalities and cerebral-cerebellar atrophy. Genetic analysis identified phenotype-associated mutations in 32 patients, primarily affecting Complex I and V subunits and mitochondrial RNA genes, often involving multiple respiratory chain sites. Group 2 comprised a range of genetically confirmed non-mitochondrial disorders, identified through targeted genomic testing. Conclusions This study highlights the crucial role of integrated clinical, biochemical, and genomic approaches, emphasizing the importance of comprehensive molecular testing and multidisciplinary evaluation in addressing the diagnostic complexities of overlapping genetic disorders.

Abstract Introducere Bolile mitocondriale reprezintă tulburări clinice și genetice eterogene, caracterizate prin disfuncția lanțului respirator, frecvent mimând alte afecțiuni genetice multisistemice, ceea ce impune un diagnostic integrat clinic, biochimic și molecular. Acest studiu își propune să compare profilurile clinice, biochimice și genetice ale pacienților cu afectare mitocondrială și ale celor diagnosticați cu alte boli genetice ereditare. Material și metode Au fost analizați 81 de pacienți cu suspiciune de boală mitocondrială (Scor clinic Nijmegen ≥3), împărțiți în două grupuri-țintă: grupul 1 (afectare mitocondrială) și grupul 2 (alte afecțiuni ereditare). Evaluările clinice, biochimice, instrumentale și moleculare au inclus qPCR-HRM și secvențierea Sanger, iar datele au fost analizate prin statistica descriptivă și teste neparametrice. Rezultate Grupul 1 a prezentat rate semnificativ mai mari de afectare neuromusculară severă: pierderea achizițiilor motorii, anomalii oculare, lactat și alanină plasmatică crescute, precum și modificări neuroimagistice caracteristice (afectarea ganglionilor bazali, atrofie cerebrală și cerebeloasă). Testele genetice au identificat mutații asociate fenotipului la 32 dintre pacienți, predominant în subunitățile Complexelor I și V și genele ARN mitocondrial, adesea cu implicare concomitentă a mai multor complexe respiratorii. Grupul 2 a inclus o varietate de afecțiuni genetice non-mitocondriale, confirmate prin teste genomice țintite. Concluzii Studiul subliniază rolul esențial al abordării integrate clinic, biochimic și genomic, accentuând testarea moleculară completă și evaluarea multidisciplinară pentru a depăși complexitatea diagnosticului în afecțiunile genetice suprapuse.