Il termine Malattie Mitocondriali comprende numerose patologie caratterizzate da anomalie nel metabolismo energetico con un grado variabile di disfunzione della catena respiratoria mitocondriale. Dal punto di vista clinico, le malattie mitocondriali possono essere tessuto-specifiche oppure avere carattere multisistemico.
L’elevata richiesta energetica da parte del Sistema Nervoso Centrale e dei muscoli scheletrici conferisce a questi tessuti una maggiore vulnerabilità alle disfunzioni mitocondriali. Per questo motivo, ci si riferisce alle malattie mitocondriali spesso con l’espressione “Encefalomiopatie mitocondriali”. Questo rende anche ragione dell’interesse preminentemente neurologico del loro studio.
Le patologie mitocondriali possono essere distinte, su base genetica in 2 categorie:
1) Malattie causate da mutazioni del DNA mitocondriale (mtDNA)
2) Malattie mitocondriali causate da mutazioni in geni nucleari che codificano per proteine residenti nel mitocondrio
Il Laboratorio di Biochimica e Genetica dispone di strumentazioni e conoscenze per affrontare la sfida diagnostica delle malattie mitocondriali. In particolare vengono studiate le patologie risultanti dalla alterata capacità di replicazione e riparazione del DNA mitocondriale e le malattie conseguenti a mutazioni nella sequenza del DNA mitocondriale.
Il Southern Blot è la tecnica classicamente utilizzata per identificare riarrangiamenti del DNA mitocondriale come macrodelezioni, delezioni multiple e duplicazioni.
Nei pazienti adulti, la presenza di molecole delete di mtDNA determina un bandeggio multiplo caratteristico; l’accumulo di genomi mitocondriali difettivi si manifesta frequentemente nei tessuti non proliferanti, in particolar modo nel muscolo scheletrico. A quest’analisi si affiancano, come screening o conferma, tecniche di PCR convenzionale e quantitativa.
L’analisi di alcune mutazioni del DNA mitocondriale è affrontata in modo conveniente e sensibile mediante saggi specifici utilizzando enzimi di restrizione (Restriction Fragment Lenght Polymorphism, RFLP) mentre per il sequenziamento diretto dei geni d’interesse (DNA mitocondriale e nucleare) abbiamo a disposizione una piattaforma per il sequenziamento automatico a 16 capillari ABI Prism 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystem). Alle analisi molecolari si accompagnano numerosi studi biochimici per valutare l’attività dei complessi della catena respiratoria.
Colture cellulari ottenute da prelievi cutanei e muscolari dei pazienti costituiscono utili modelli cellulari per l’analisi in vitro delle caratteristiche biochimiche e genetiche, utili per la definizione diagnostica e prognostica della patologia identificata.
