Profilowanie genomowe chorób mitochondrialnych - analiza obrazowa dla precyzyjnej medycyny mitochondrialnej

Miopatia mitochondrialna to wolno postępujący przebieg choroby ze stopniowym pogarszaniem się osłabienia mięśni i męczliwości. Uważa się, że postępująca dysfunkcja mitochondriów powoduje pogorszenie struktury mięśni (ostatecznie zanik/martwicę włókien mięśniowych) i leży u podstaw tych objawów. W związku z tym hipoteza badania jest taka, że ​​podłużne obrazowanie mięśni wychwytuje nieprawidłowości mitochondrialne (przy użyciu MRS mięśni) i strukturalne (przy użyciu MRI mięśni), aby obiektywnie informować o postępie choroby poprzez wychwytywanie zmian strukturalnych i biochemicznych w mięśniach w czasie.

Konwencjonalne narzędzia do analizy wielowymiarowej, takie jak analiza dyskryminacyjna częściowych najmniejszych kwadratów (PLS-DA) i analiza głównych składowych (PCA), zostaną wykorzystane do oceny zmiennych mających znaczenie w rozróżnianiu 3 podgrup w oparciu o podstawowe defekty molekularne (mutacje mitochondrialnego DNA (mtDNA) i delecje i mutacje genów jądrowych (nDNA)).

Następnie zostanie wdrożone oprogramowanie Collaborative Laboratory Integrated Reports (CLIR), oprogramowanie do rozpoznawania wzorców wielowymiarowych, które generuje postanalityczne narzędzia do interpretacji. W badaniu tym zaproponowano ilościowy pomiar analitów MRS (tj. mleczanu, trójfosforanu adenozyny (ATP) itp.) oraz zmian strukturalnych mięśni w badaniu MRI (obrzęk, zawartość tłuszczu itp.). Zdolność do interaktywnej analizy danych byłaby konieczna ze względu na charakter progresji miopatii mitochondrialnej (MM). Jedną z funkcjonalności CLIR jest tworzenie narzędzi postanalitycznych mających zastosowanie zarówno do diagnozy jednego stanu - narzędzie pojedynczego stanu; lub diagnostyka różnicowa między dwoma stanami o nakładających się fenotypach (delecje mtDNA, mutacje mtDNA, mutacje nDNA) - podwójne wykresy punktowe. Zaletami CLIR są (1) integracja markerów pierwotnych ze wszystkimi informacyjnymi permutacjami wskaźników/biomarkerów. Stosunki obliczone między markerami niezwiązanymi bezpośrednio na poziomie biochemicznym są szczególnie pomocne przy korygowaniu czynników przedanalitycznych i potencjalnego błędu analitycznego (2) skorygowanego o wiele współzmiennych (wiek, płeć) (3) generujących indywidualne wykresy progresji choroby.

Niniejsze badanie jest obserwacyjnym badaniem podłużnym z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego i nagrań wideo wykonanych w domu pacjentów wykonujących podstawowe zadania. Pacjenci będą kontaktowani podczas wizyt ambulatoryjnych lub przez telefon/pocztę. Po uzyskaniu zgody uczestnicy zostaną poproszeni o zaplanowanie wizyty u radiologa w celu poddania się wymienionym rezonansom magnetycznym serca i/lub mięśni. Uczestnicy otrzymają również instrukcje, jak korzystać z aplikacji do nagrywania wideo na swoich urządzeniach osobistych lub zapoznają się z dostarczonym urządzeniem. Badani będą regularnie obserwowani przez dwa lata, przesyłając nagrania wideo z ich ruchów i zgłaszając się do Mayo Clinic w celu wykonania rezonansu magnetycznego zgodnie z planem. Pacjenci mogą wycofać się z badania w dowolnym momencie bez żadnych konsekwencji.