Genomisches Profiling von mitochondrialen Erkrankungen – bildgebende Analyse für präzise mitochondriale Medizin

Die mitochondriale Myopathie folgt einem langsam fortschreitenden Krankheitsverlauf mit allmählicher Verschlechterung der Muskelschwäche und Ermüdbarkeit. Es wird angenommen, dass eine fortschreitende mitochondriale Dysfunktion zu einer strukturellen Muskelverschlechterung (letztlich Muskelfaseratrophie/-nekrose) führt und diesen Symptomen zugrunde liegt. Daher ist die Studienhypothese, dass die Längsbildgebung des Muskels mitochondriale (unter Verwendung von Muskel-MRS) und strukturelle (unter Verwendung von Muskel-MRT) Anomalien erfasst, um objektiv über das Fortschreiten der Krankheit zu informieren, indem strukturelle und biochemische Veränderungen im Muskel im Laufe der Zeit erfasst werden.

Herkömmliche multivariate Analysewerkzeuge wie partielle Kleinste-Quadrate-Diskriminanzanalyse (PLS-DA) und Hauptkomponentenanalyse (PCA) werden verwendet, um Variablen von Bedeutung bei der Unterscheidung von 3 Untergruppen basierend auf zugrunde liegenden molekularen Defekten (Mutationen der mitochondrialen DNA (mtDNA) und Deletionen und Kerngenmutationen (nDNA)).

Darauf folgt die Implementierung der Collaborative Laboratory Integrated Reports (CLIR)-Software, einer multivariaten Mustererkennungssoftware, die postanalytische Interpretationswerkzeuge generiert. Diese Studie schlägt vor, MRS-Analyten (d.h. Laktat, Adenosintriphosphat (ATP) etc.) und strukturelle Muskelveränderungen durch MRT (Ödeme, Fettgehalt etc.). Die Fähigkeit zur interaktiven Datenanalyse wäre aufgrund der Natur des Fortschreitens der mitochondrialen Myopathie (MM) erforderlich. Eine der Funktionalitäten von CLIR ist die Erstellung von postanalytischen Werkzeugen, die für die Diagnose einer Bedingung anwendbar sind – Einzelbedingungs-Tool; oder Differentialdiagnose zwischen zwei Zuständen mit überlappenden Phänotypen (mtDNA-Deletionen, mtDNA-Mutationen, nDNA-Mutationen) – duale Streudiagramme. Die Vorteile von CLIR sind (1) die Integration von Primärmarkern mit allen informativen Permutationen von Verhältnissen/Biomarkern. Verhältnisse, die zwischen Markern berechnet werden, die auf biochemischer Ebene nicht direkt miteinander in Beziehung stehen, sind besonders hilfreich, um präanalytische Faktoren und potenzielle analytische Verzerrungen (2) zu korrigieren, die für mehrere Kovariaten (Alter, Geschlecht) (3) angepasst sind, um individuelle Plots des Krankheitsverlaufs zu erzeugen.

Diese Studie ist eine beobachtende Längsschnittstudie, bei der MRTs und Videoaufzeichnungen verwendet werden, die zu Hause von Patienten gemacht werden, die grundlegende Aufgaben erledigen. Die Probanden werden bei ambulanten Terminen oder per Telefon/Mail angesprochen. Sobald die Zustimmung eingeholt wurde, werden die Probanden gebeten, einen Termin mit der Radiologie zu vereinbaren, um sich den aufgeführten MRTs des Herzens und/oder Muskels zu unterziehen. Die Probanden erhalten auch Anweisungen zur Verwendung der Videoaufzeichnungs-App auf ihren persönlichen Geräten oder dem zur Verfügung gestellten Gerät. Die Probanden werden über einen Zeitraum von zwei Jahren regelmäßig beobachtet, Videoaufzeichnungen ihrer Bewegungen eingereicht und wie geplant an die Mayo-Klinik für MRTs gemeldet. Patienten können jederzeit ohne Konsequenzen aus der Studie ausscheiden.