Genotype-phenotype correlation in mitochondrial depletion syndrome due to DGUOK deficiency

Abstract

O défice da desoxiguanosina cinase (dGUOK), causado por mutações no gene DGUOK, leva ao desenvolvimento da forma hepatocerebral da Síndrome de depleção de DNA mitocondrial (MDS), ligadas a uma redução drástica no número de cópias do genoma mitocondrial (mtDNA), associada a elevada mortalidade e sem estratégias terapêuticas disponíveis, na criança. Apesar de se terem vindo a identificar novas mutações no gene DGUOK ao longo dos últimos anos, uma correlação genótipo-fenótipo precisa e exequível, nunca foi estabelecida. Um padrão reprodutível de associação entre o tipo e localização das mutações genéticas no gene DGUOK e a clínica apresentada pelo doente facultaria aos clínicos a capacidade de estimar, num estádio neonatal, ou mesmo pré-natal, o diagnóstico e a gravidade da doença, provendo os clínicos com ferramentas mais racionais para aconselhamento genético adequado às famílias e aos futuros pais. Procedeu-se a uma busca extensiva na base de dados de referências MEDLINE para procurar todas as mutações no gene DGUOK, publicadas até à data. Estas alterações foram analisadas quanto à sua localização no gene e o seu impacto na função e estrutura da proteína, assim como nas manifestações clínicas apresentadas pelos doentes e foi efetuado um estudo da correlação genótipo-fenótipo. Verificou-se a inexistência de uma correlação genótipo-fenótipo precisa e clara em doentes com MDS causado por mutações no gene DGUOK, revelando a existência de mecanismos mais complexos e ainda desconhecidos, que estarão subjacentes ao início e à progressão da doença

Deoxyguanosine kinase (coded by DGUOK) deficiency, caused by DGUOK gene mutations, leads to development of the hepatocerebral form of mitochondrial DNA depletion syndrome (MDS), linked to mitochondrial genome (mtDNA) copy number severe decline, associated to high mortality and absence of available therapeutic strategies in infants. In spite of the continuous identification of new DGUOK mutations over the years, an accurate and feasible genotype-phenotype correlation in DGUOK patients is lacking. A reproducible pattern of association between the type and localization of DGUOK gene mutation and its effect on patients´ clinic would ground physicians with the capacity to foresee, at a neonatal or even pre-natal stage, the disease diagnostics and severity, providing the clinicians, therefore, with more rationale tools for adequate genetic counselling in families and future parents. An extensive search on MEDLINE database was performed in order to search for all published DGUOK gene mutations to date. These alterations were analysed for their localization in the gene and their impact on protein structure and function and the clinical manifestations and a genotype-phenotype correlation study has been carried out. It was evident the absence of a clear and accurate genotype-phenotype correlation in patients with MDS caused by DGUOK mutations, unmasking, likely, more complex and unknown mechanisms underlying disease onset and progression