Detecção e caracterização molecular de defeitos no ciclo de carnitina

Abstract

O ciclo da carnitina é uma etapa fundamental da oxidação mitocondrial dos ácidos gordos de cadeia longa, porque catalisa o seu transporte até à matriz mitocondrial para serem oxidados. Este transporte requer quatro proteínas. O transportador de carnitina orgânico (OCTN2), a carnitina palmitoiltransferase 1 (CPT1), a carnitina acilcarnitina translocase (CACT) e a carnitina palmitoiltransferase 2 (CPT2). As alterações nos genes que codificam estas proteínas causam doenças da oxidação mitocondrial dos ácidos gordos, com uma apresentação clínica metabólica, miopática ou cardíaca, que estão associadas à morte súbita infantil. A espectrometria de massa em tandem veio possibilitar o rastreio destas patologias através da avaliação do perfil de acilcarnitinas. Este estudo baseia-se na sua detecção e caracterização molecular. Foram estudados 15 casos e 30 familiares; 11 casos do rastreio neonatal, 2 provenientes de centros estrangeiros e 2 casos com fenótipo clínico. Foram caracterizados molecularmente 13 casos, detectadas 14 mutações causais, cinco das quais não estavam descritas na literatura ou na base de dados HGMD e 8 variantes polimórficas descritas no NCBI. Foram encontradas 5 mutações missense, 4 mutações frameshift (pequenas delecções e inserções), 1 mutação nonsense, 2 delecções e 2 mutações splicing. Este estudo permitiu a confirmação de diagnóstico em nove casos com deficiência no transportador de carnitina, três casos com deficiência em carnitina palmitoiltransferase 2 e um caso com deficiência em carnitina palmitoiltransferase 1. Tornou disponível a caracterização molecular de doentes futuros com diagnóstico clínico, ou bioquímico, deste tipo de patologias.

Carnitine cycle plays an essential role in mitochondrial oxidation of long chain fatty acids by catalyzing their transport into the mitochondrial matrix to be oxidized. This transport requires four proteins: organic carnitine transporter (OCTN2), carnitine palmytoiltransferase 1 (CPT1), carnitine-acylcarnitine translocase (CACT) and carnitine palmytoiltransferase 2 (CPT2). Deleterious mutations in the genes encoding these proteins cause diseases of the mitochondrial oxidation of fatty acids, with a metabolic, cardiac or myopathic presentation often associated with sudden infant death. Mass spectrometry in tandem allows the screening of these diseases by assessing the profile of acylcarnitines. This investigation is based on biochemical detection and molecular characterization of patients with these pathologies. A cohort of 15 cases and 30 family members were studied, 11 of which were detected by neonatal screening and four by clinical presentation. After the molecular approach of genes involved with these disorders, 13 cases were characterized, and 14 causal mutations were identified, five of them not described in the literature. Five missense mutations were found, as well as, four frameshift (small insertions and deletions), one nonsense, two deletions and two splicing mutations. Eight polymorphic variants described in the NCBI were also found. This study allowed the molecular confirmation of nine cases with carnitine transporter deficiency, three cases with carnitine palmitoyltransferase 2 deficiency and one case with carnitine palmitoyltransferase 1 deficiency. Molecular diagnosis will be available for future patients suspected of carnitine cycle diseases.