23.11 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien)

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1 23.11 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) W. Sperl 1. Einleitung In den letzten beiden Jahrzehnten kam es bei den mitochondrialen Erkrankungen zu einem enormen Wissenszuwachs mit einer vermehrten Diagnostik von Patienten sowohl im Kindes-, Jugend- als auch im Erwachsenenalter. Da die Mitochondrien eine zentrale Rolle im zellulären Energiestoffwechsel spielen, sind besonders die energieabhängigen Organe, wie das neuromuskuläre System, die Herzmuskulatur, endokrine Organe, das blutbildende System, die Leber, die Nieren, die Retina etc. betroffen. Mitochondriale Störungen treten isoliert aber auch systemisch auf. Sie können jedes Symptom, jedes Organ und jedes Lebensalter betreffen, und es wurde der Begriff der Mitochondrialen Medizin geprägt (Luft, 1995). In der Neuropädiatrie zählen die Mitochondriopathien mit einer Frequenz von ca. 1: 5000 zu den häufigsten neurometabolischen Erkrankungen (Haas et al., 2007; Sanderson et al., 2006; Schaefer et al., 2004; Skladal et al., 2003). Sie werden aufgrund der enormen klinischen Heterogenität nach wie vor unterdiagnostiziert. Es besteht aber auch die Gefahr, dass bei einer unkritischen Diagnostik mit fehlender Zusammenschau aller Befunde unberechtigt die Diagnose einer Mitochondriopathie gestellt wird. Obwohl die mitochondrialen Erkrankungen sehr oft systemisch und unter Beteiligung des ZNS auftreten, muss die neuromuskuläre Beteiligung nicht primär im Vordergrund stehen. Es können durchaus erst im Krankheitsverlauf neurologische Symptome auftreten (Lee et al., 2007). Diagnostik und Therapie bei Mitochondriopathien sind wenig standardisiert. Selbst in spezialisierten Diagnosezentren kann nur in einem Teil der Fälle eine definitive Diagnose gestellt werden, bei der Klinik, biochemischer und/oder molekulargenetischer Befund sowie histologischer Befund übereinstimmen. Es bleiben eine Reihe von Patienten, bei denen die Diagnose Mitochondriopathie nicht eindeutig gestellt werden kann und daher nur wahrscheinlich oder möglich bleibt (Bernier et al., 2002). Selbst bei definitiver Diagnosestellung kann die genetische Beratung schwierig sein bzw. ist eine Pränataldiagnostik oft nicht möglich (Sperl et al., 2004). Diagnostische Umwege, lange Verläufe bis zur Diagnosestellung, Fehldiagnosen und auch nicht fundierte Therapieversuche sind für die Patienten belastend. Daher wurden verschiedene Versuche einer Standardisierung unternommen, einerseits für Erwachsene und andererseits auch für Kinder (Bernier et al., 2002; Wolf et al., 2002; Walker et al., 1996). Eine Arbeitsgruppe der Arbeitsgemeinschaft für pädiatrische Stoffwechselstörungen (APS) hat Leitlinien zur Diagnostik und Therapieansätzen bei Mitochondriopathien im Kindesund Jugendalter publiziert (www. aps-med. de). Kürzlich wurden auch von der Amerikanischen Mitochondrial Medicine Society praktische Richtlinien für die Abklärung von mitochondrialen Krankheiten veröffentlicht (Haas et al., 2007; Haas et al., 2008). 2. Definition von Mitochondriopathien, biochemischer und genetischer Hintergrund Mitochondriopathien führen zu einer verminderten oxidativen Phosphorylierung und damit zu einer verminderten mitochondrialen ATP Produktion. Betroffen ist die letzte gemeinsame Endstrecke der Substratoxidation, insbesondere die der Kohlenhydratoxidation. Wir zählen daher zu den Mitochondriopathien Störungen des Pyruvatdehydrogenasekomplexes, des Zitratzyklus, der Atmungskette mit ATP-Synthase 851 Buch 5.indb :36:24

2 Kap W. Sperl Abb. 1. Mitochondrialer Energiestoffwechsel, Pyruvatoxidationsroute. Die Zellatmung, zentraler sauerstoffverbrauchender Prozess in den Mitochondrien: In der inneren Mitochondrienmembran stehen die Enzymkomplexe der Atmungskette (I-IV) und das Enzym ATP-Synthase (V) in unmittelbarer Wechselwirkung zum Zitratzyklus. Störungen in diesen Stoffwechselschritten bedeuten Mangel an ATP = Energiemangel ( Mitochondriopathie). Die grünen Pfeile bei Komplex I, III und IV deuten den Protonengradienten an. inklusive erforderlicher mitochondrialer Membrantransportvorgänge. Fettsäureoxidationsdefekte, aber auch Störungen in anderen mitochondrialen Stoffwechselwegen, wie Harnstoffzyklusdefekte werden nicht zu den Mitochondriopathien gerechnet und bilden eigene Krankheitsgruppen. Allerdings gibt es eine wichtige Schnittstelle von Pyruvat- und -Oxidation beim Atmungskettenkomplex II. Metabolite der -Oxidation können eine sekundäre Inhibition der oxidativen Phosphorylierung bewirken, was von großer pathophysiologischer Relevanz für die Fettsäureoxidationsdefekte ist. Eine Vielzahl von nukleären Genen (~1200) und eine eigene ringförmige 16,569 Basenpaare große mitochondriale DNA (mt-dna), die für 13 Untereinheiten der Atmungskettenkomplexe I, III, IV und der ATP Synthase (Komplex V) und für 22 Transfer RNAs und 2 ribosomale RNAs codiert, sind für den mitochondrialen oxidativen Energiestoffwechsel verantwortlich. Abb. 2. Das mitochondriale Genom: Die ringförmige mt-dna codiert unter anderem für 13 Proteine der Atmungskette: Atmungskettenenzymkomplexe I, III IV, V. Der Atmungskettenenzymkomplex II hingegen wird nur von der Kern-DNA codiert. Das Besondere an der mitochondrialen Genetik ist die maternale Vererbung, die zufällige Verteilung der Mitochondrien, die Heteroplasmie (das Nebeneinander von Wildtyp und Mutationen) sowie das Schwellenwertphänomen. Die mt-dna verfügt zudem über kein der nucleären DNA vergleichbares Reparatursystem und keinen Histonenschutz. Das begründet ihre Vulnerabilität. Defekte der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) führen nicht nur zu einem ATP-Mangel, sondern auch zu vermehrter Produktion schädlicher Radikale und zur Apoptoseinduktion. Im Zusammenspiel dieser Faktoren nehmen Mitochondrien eine zentrale pathophysiologische Rolle ein, nicht nur im Rahmen von primären Mitochondriopathien mit genetischen Defekten, sondern auch im Rahmen von Zivilisationskrankheiten, Altern und Tumorentstehung ( Mitochondriale Medizin ) (Luft, 1995; Graff et al., 1999). 3. Klassifikation von Mitochondriopathien Man kann primäre und sekundäre Mitochondriopathien unterscheiden: 852 Buch 5.indb :36:26

3 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) Primäre Mitochondriopathien haben ihre Funktionsstörung in der Pyruvatoxidationsroute (PDHC, Zitratzyklus, Atmungskettenenzyme). Siehe Abb. 1. Auf genetischer Ebene können Mutationen der mitochondrialen bzw. viel häufiger der nukleären DNA vorliegen. Diese Mutationen führen u. a. zu Veränderungen von Proteinen der Atmungskettenuntereinheiten, der Assemblierung, der Transkription und Translation der mt-dna, zu Defekten der Motilität und Fission von Mitochondrien. Neben den primären Mutationen der mt-dna und von nukleären Genen können auch Defekte der intergenomischen Kommunikation zu einer quantitativen Verminderung der mt-dna führen = mt- DNA-Depletion. Hier kann es einerseits über nukleär kodierte Replikationsenzymdefekte zu einer Verminderung der mt-dna kommen anderseits kann auch der für die mitochondriale Replikation notwendige Nukleotidpool gestört sein. Die mitochondrialen Depletionssyndrome werden zunehmend interessant, insbesondere die relativ häufigen POLG (mitochondrialen Polymerase Gamma) Mutationen, die mit dem Alpers-Syndrom assoziiert sind bzw. bei therapieresistenten Krampfanfällen in Betracht gezogen werden müssen. Es gibt auch nukleäre Gendefekte, die das OXPHOS System außerhalb der klassischen Pyruvatoxidationsroute betreffen, so ist z. B. das Cardiolipin ein wichtiges mitochondriales Membranlipid, beim Barth Syndrom (Schlame et al., 2002), der Proteinimport beim Mohr-Tranebjaerg-Syndrom (Roesch et al., 2002), der Eisenstoffwechsel bei der Friedreich Ataxie (Rötig et al., 1997) etc., das Paraplegin bei der hereditären spastischen Paraplegie (Casari et al., 1998) gestört. Sekundäre mitochondriale Veränderungen ( keine Mitochondriopathien im engeren Sinn ) können auch bei zahlreichen anderen Krankheiten beobachtet werden (Haas et al., 2007): Menkes Syndrom und Morbus Wilson, neuronale Zeroidlipofuszinose, Morbus Fabry, bei peroxisomalen Störungen, Molybdän-Cofaktor-Mangel, neonatale Hämochromatose, Rett- Syndrom, Duchenne Muskeldystrophie aber auch bei Malnutrition. Es gibt eine Vielzahl von sekundären mitochondrialen Störungen, die streng von den primären Mitochondriopathien unterschieden werden müssen. Eine nachgewiesene Inhibition der Substratoxidation ist durch toxische Metabolite bei einer Reihe von Stoffwechselstörungen (z. B.: bei Propionazidämie, Methylmalonazidämie; Kolker et al., 2003), bei Medikation mit Inhibition der POLG und durch antiretrovirale Nukleosidanaloga bei der HIV-Therapie möglich (Cote, 2005). Es wurde auch eine unspezifische Adaptierung der Mitochondrien bei Muskelatrophien (Berger et al., 2003) gefunden. Mancherorts werden Hypothesen von sekundärer Inhibition des mitochondrialen Energiestoffwechsels auch bei anderen Krankheitsbildern bzw. Symptomen aufgestellt, wobei eine echte Beweisführung fehlt. Vielfältige Symptome bis hin zu psychosomatisch-ähnlichen Beschwerden werden davon abgeleitet. Es besteht aufgrund der Komplexität des Intermediärstoffwechsels und der schwierigen Analysierbarkeit von Stoffwechselvorgängen im mitochondrialen Kompartment jedenfalls die Gefahr, dass man bei einer übertriebenen Somatisierung von Symptomen unkritisch bei den Mitochondrien landet und schwer nachweisbare Funktionsstörungen als Ursache postuliert. Umso wichtiger ist es, dass Patienten mit Verdacht auf primäre Mitochondriopathien in anerkannten Diagnosezentren betreut werden. 4. Klinik Diagnostik Die Diagnostik von Mitochondriopathien ist ein komplexer Prozess, der oft eine Zusammenschau einerseits der Klinik mit den entsprechenden Symptomen, Laborbefunden, neurophysiologischen und bildgebenden Daten, histologischen bzw. elektronenmikroskopischen und histochemischen Ergebnissen sowie biochemischen und molekulargenetischen Untersuchungen notwen- 853 Buch 5.indb :36:26

4 Kap W. Sperl Mitochondriale Syndrome, Symptomenkombinationen Tabelle 1 a. Mitochondriale Syndrome MELAS MERRF NARP KSS Pearson CPEO LHON MNGIE Leigh Alpers Barth Mitochondriale Enzephalomyopathie mit Laktatazidose und Strokelike -Episoden Mohr- Tranebjaerg Depletionssyndrom MILS SANDO MSL NNH DIDMOAD MLASA Mitochondriale Enzephalomyopathie mit Ragged Red Fibres Neuropathie, Ataxie und Retinitis pigmentosa Kearns-Sayre-Syndrom Pearson-Marrow-Pancreas-Syndrom Chronisch-progressive externe Ophthalmoplegie Lebersche hereditäre Optikusatrophie Mitochondriale neurogastrointestinale Enzephalopathie Leigh-Syndrom M. Alpers-Huttenlocher Barth-Syndrom Mohr-Tranebjaerg-Syndrom mtdna-depletionssyndrom Maternal inherited Leigh-Syndrom Sensorische ataktische Neuropathie, Dysarthrie, Ophthalmoplegie Multiple symmetrische Lipome Navajo-Neurohepatopathie Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Optikusatrophie und Taubheit (Wolfram-Syndrom) Mitochondriale Myopathie, Laktatazidose und sideroblastäre Anämie dig macht. Der Nachweis einer Mitochondriopathie sollte auf mehreren dieser Ebenen möglich sein. Wie immer ist der wichtigste Einstieg die Anamnese inklusive einer ausführlichen Familienanamnese und eine gründliche klinische neurologische Untersuchung. Besteht bereits vor der Diagnosestellung der Verdacht auf ein mitochondriales Syndrom (siehe Tabelle 1 a), wobei spezielle Symptomenkombinationen verdächtig sind, dann ist unter Umständen eine gezielte molekulargenetische Untersuchung möglich. Viele klassische mitochondriale Syndrome können im Kindesalter, aber vor allem im Jugendalter und im Erwachsenenalter auftreten, wobei der Übergang fließend ist. Es sind auch Übergänge von einem Syndrom in ein anderes bzw. Überlappungen möglich (z. B. Pearson Syndrom, Kearns- Sayre-Syndrom etc.) (Wilichowski et al., 1998). Besonders im Säuglings- oder Kleinkindesalter gibt es, viel häufiger als die klassische Syndromzuordnung, zahlreiche klinische Symptome, die verdächtig auf eine Mitochondriopathie sind (siehe Tabelle 1 b). Oft findet sich auch eine Laktaterhöhung im Blut, Urin bzw. Liquor. Laktat ist sicherlich der wichtigste Laborparameter, muss aber nicht immer erhöht sein (Triepels 854 Buch 5.indb :36:26

5 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) Für eine Mitochondriopathie verdächtige Symptome (mit Schwerpunkt neuromuskulärer Beteiligung) Belastungsintoleranz Muskuläre Hypotonie Schlaganfallähnliche Episoden Zerebrale Krampfanfälle Ataxie Zerebelläre Symptome Hirnstammbeteiligung Nystagmus Ateminsuffizienz Fieberschübe Kleinwuchs Hörverlust Ptose, Retinopathie, Optikusatrophie Augenmuskellähmungen Muskelschmerzen Rhabdomyolyse Myoklonien Mikrozephalie Episoden von ungeklärtem Koma Schubweises Auftreten von mehr als 2 neurologischen Symptomen Akute periphere Neuropathie Isolierte Organbeteiligung (neuromuskuläre Beteiligung nicht obligat) Herz: Dilatative oder hypertrophe Kardiomyopathie, Non-Compaction Myokard (Barth-Syndrom) Leber : Frühkindliche Leberinsuffizienz, Valproinsäureinduzierte Leberinsuffizienz, chronische Hepatopathie Niere: Tubulopathie, Fanconi-Syndrom, nephrotisches Syndrom, tubulo-interstitielle Nephropathie Gastrointestinaltrakt: Dysphagie, Motilitätsstörung, villöse Atrophie Endokrine Organe: Diabetes mellitus, Kleinwuchs, Gonadendysfunktion, Hypoparathyreoidismus, Hypothyreoidismus, Nebenniereninsuffizienz Hämato-Onkologie: Anämie, Pearson-Syndrom, Sideroblastäre Anämie Tabelle 1 b. Klinische Symptome, die für eine Mitochondriopathie verdächtig sind und andere Organbeteiligungen et al., 1999). Besonders verdächtige Symptome und Befunde sind andernorts als Red Flag Findings in Mitochondrial Diseases (Haas et al., 2007) publiziert. Häufig übersehen wird, dass Mitochondriopathien primär mit einer anderen Organbeteiligung als der neuromuskulären auftreten können bzw. bei einer Multisystembeteiligung die neuromuskuläre Symptomatik zumindest initial noch im Hintergrund stehen kann (siehe Tabelle 1 b). Besteht einmal der Verdacht auf eine Mitochondriopathie, ist ein schrittweiser diagnostischer Prozess sinnvoll (siehe Abb. 3). 5. Therapiemöglichkeiten Abb. 3. Diagnosekaskade: Die Diagnostik von Mitochondriopathien ist eine stufenweiser Prozess, eine Zusammenschau aller Befunde ist entscheidend. Im Gegensatz zu dem enormen Wissenszuwachs der letzten Jahre bei der Pathogenese der Mitochondriopathien bleibt deren Therapie sehr limitiert (DiMauro et al., 2006). Vielfach beschränkt sich die Behandlung auf rein symptomatische Maßnahmen. Nur für wenige Substanzgruppen sind Einzelberichte oder wenige Studien mit therapeutischen Effekten publiziert worden. Es gibt 855 Buch 5.indb :36:28

6 Kap W. Sperl eine Reihe von Gründen, warum Therapieeffekte bei diesen Krankheiten schwer zu evaluieren sind: die relative Seltenheit der Erkrankungen, die Heterogenität von Geno- und Phenotyp, die Unvorhersagbarkeit des klinischen Verlaufes, der oft undulierende oder remittierende Verlauf der Krankheiten oder eine präexistierende, irreversible Gewebeschädigung zum Zeitpunkt der Diagnose. Oft fehlt bei Therapiebeginn ein adäquates Follow up, sehr selten liegen gute Langzeitevaluierungen vor. In der Behandlung von Mitochondriopathien gibt es verschiedene therapeutische Ansatzebenen: Pharmakologische Beeinflussung des Intermediärstoffwechsels Symptomatische Therapie Gentherapie als Ausblick 5.1. Pharmakologische Beeinflussung des Intermediärstoffwechsels Therapieansätze (siehe Tabelle 2) können von pathophysiologischen Prozessen, die den Mitochondriopathien gemeinsam sind (Graff et al., 1999), abgeleitet werden: Mangel an energiereichen Phosphaten (ATP, Kreatinphosphat) führt zu einer Funktionseinschränkung auf zellulärer und Organebene. Vermehrter Anfall an schädlichen Intermediärprodukten (z. B. Laktat) verursacht eine intrazelluläre Azidose und eine Veränderung des zellulären Redoxpotentials mit sekundärer Beeinträchtigung anderer Stoffwechselprozesse. Vermehrte Bildung von Sauerstoffradikalen durch die gestörte oxidative Phosphorylierung führt zur Lipidperoxidation von Membranen, Enzymschädigung und Mutationen der mt-dna. Freisetzung von Cytochrom-C führt unter anderem zur Induktion von Apoptose. Tabelle 2. Pharmakologische Therapieansätze Reduktion von toxischen Metaboliten Gabe von Elektronentransportern Stimulation der Enzymrestaktivität durch Cofaktoren Radikalfänger, antioxidative Membranprotektion Auffüllung des Energiespeicherpools Supplementierung bei sekundären Defizienzen Klinische Wirksamkeit einzelner Substanzen Generell fehlen groß angelegte, randomisierte, prospektive Studien für die Therapie bei Mitochondriopathien. In der Literatur gibt es eine Fülle von Einzelberichten oder Berichten über wenige Patienten. Diesbezüglich gibt es gut recherchierte rezente Übersichtsartikel (DiMauro et al., 2006; Marriage et al., 2003; Marriage et al., 2004). Tabelle 3 fasst die Substanzen, in denen ein positiver Therapieeffekt mehrfach beschrieben wurde, zusammen. Substanzen, zu deren Wirkung es in der Literatur unterschiedliche Aussagen gibt, sind in Tabelle 4 angeführt. Oft werden unterschiedliche Kombinationen dieser Substanzen verabreicht und sogenannte Vitamincocktails eingesetzt (DiMauro et al., 2006, Marriage et al., 2003). Dichloroacetat hat bei Langzeitgabe ein hohes Nebenwirkungspotential und ist neurotoxisch. Es kommt sehr wohl zu einer effektiven Laktatverminderung, aber zu keinen Auswirkungen auf Klinik und Verlauf (Kaufmann et al., 2006, Stacpoole et al., 2006) Neuere Therapieansätze Neue Therapieansätze, die sich von den oben genannten grundlegend unterscheiden, haben bei spezifischen Krankheitsbildern beachtenswerte Ergebnisse gezeigt: Die Gabe von Kupfer-Histidinat bewirkte eine vollständige Rückbildung einer schweren Kardiomyopathie bei einem Patienten mit einem COX-Mangel durch eine 856 Buch 5.indb :36:28

7 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) Tabelle 3. Substanzen mit klinischer Wirksamkeit Diagnose Substanz (Ref.) Wirkprinzip Nebenwirkung Dosierungsbereich Coenzym Q 10 - Defekt Friedreich-Ataxie PDHC E1-Defekt Komplex I-Defekt Antioxidans, Elektronentransporter Mitochondriopathien (sekundäre Carnitindef.) Coenzym Q 10 (DiMauro et al. 2006; Marriage et al. 2003, 2004) Idebenone (Mariotti et al., 2003; Buyse et al., 2003; Seznec et al., 2004) Thiamin (Naito et al., 1994) Riboflavin (Marriage et al., 2003; Bernsen et al., 1993; Arts et al., 1983) L-Carnitin (Campos et al., 1993) Antioxidans, Elektronentransporter ggf. leichte gastrointestinale Symptome 5 20 mg/kg/d bzw mg/d 5 mg/kg/d auf 3 Dosen Cofaktor E1 z. B mg/d Cofaktor Komplex I 10 mg/kg/d bzw mg/d Ersatz bei sek. Defizienz Durchfall, fischähnlicher Geruch (bei höheren Dosen) z. B mg/kg/d mg/d homozygote SCO2-Mutation (Jaksch et al., 2001; Freisinger et al., 2004). Eine Thymidinreduktion ist bei mitochondrialer neurogastrointestinaler Enzephalopathie (MNGIE) ein interessanter Therapieansatz (Spinazzola et al., 2002). Ein interessanter Ansatz ist auch der Einsatz von Fibraten mit der Möglichkeit einer Enzyminduktion, wobei hier erste Untersuchungen in Fibroblasten vielversprechend sind (Bastin et al., 2008). Ebenso wurde bei einem Kind mit PDHC E1 Mutation Argininaspartat supplementiert mit einem deutlichen klinischen und biochemischen Response. Dabei wurde eine chemische Chaperonwirkung von Arginin diskutiert (Silva et al., 2008) Vermeidung von belastenden Substanzen Diese Substanzen sind Aminoglykosid-Antibiotika (bei mt-dna Defekten), hohe Glukose (bei PDHC-Defekt), Tetrazykline, Propofol (für Langzeitsedierung), Steroide (Langzeitanwendung) wegen des katabolen Effektes, Valproinsäure (Alpers-Syndrom, POLG-Defekte) und Ringer- Laktat Lösungen. Katabole Stoffwechselsituationen müssen vermieden bzw. sollen frühzeitig durch eine (teilweise) parenterale Nahrungszufuhr behandelt werden. Reverse Transkriptasehemmer bei HIV-Therapie können unter anderem über eine Inhibition der Polymerase gamma zu einer mitochondrialen Schädigung mit mt-dna Depletion führen (Cote, 2005). Besonders gefährlich ist eine Therapie bei Hepatitis C inifizierten HIV Patienten mit Ribarivin und Didanosin. Hier wurde ein fulminantes Leberversagen mit schwerer Laktatazidose beschrieben (Butt, 2003). Bei Mitochondriopathien ist es wichtig, dass eine Reihe von Substanzen nur mit besonderer Vorsicht oder gar nicht angewendet werden sollen. 857 Buch 5.indb :36:28

8 Kap W. Sperl Tabelle 4. Substanzen mit vereinzelt berichteter therapeutischer Wirksamkeit Substanz Kreatin Folsäure Thiamin Coenzym Q 10 Ascorbinsäure (Vitamin C) Vitamin K3 Dichloroazetat Sukzinat Alpha-Liponsäure Anwendungsbereich Ref. Mitochondriale Myopathien (Komura et al., 2003; Tarnopolsky et al., 1997; Klopstock et al., 1999) Kearns-Sayre-Syndrom (Pineda et al., 2006) alle Mitochondriopathien (Marriage et al., 2003; Lou, 1981) alle Mitochondriopathien (DiMauro et al., 2006, Marriage et al., 2003) alle Mitochondriopathien (Gold et al., 2001) alle Mitochondriopathien (Eleff et al., 1984; Toscano et al., 1995) schwere Laktatazidose (DiMauro et al., 2006; Kaufmann et al., 2004, 2006; Stacpoole et al., 2006) Komplex I-Defizienz, MELAS (Oguro et al., 2004) PDHC (E3)-Defekt (Barbiroli et al., 1995) Wirkprinzip Nebenwirkung Dosierungsbereich Auffüllung der Energiespeicher Supplementierung, sekundärer Folsäuremangel Kofaktor von PDHC (E1) Antioxidans, Elektronentransporter Antioxidans, Elektronenakzeptor Antioxidans, Elektronenakzeptor Hemmung der PDH-Kinase Aktivierung von Komplex II, By-pass Komplex I Kofaktor von PDHC (E3) mg/kg/d bzw. 2 8 g/d 2,5 mg/kg/d Folinsäure z. B mg/d leichte gastro-intestinale Symptome bei höheren Dosen (> 5 g) Diarrhö 5 20 mg/kg/d bzw mg/d 25 mg/kg/d bzw mg/d 10 mg/kg/d bzw mg/d Periphere Neuropathie!! z. B. 25 mg/kg/d auf 2 Dosen z. B. 6 g/d Gastro-intestinale Symptome, Hypoglykämie 10 mg/kg/d bzw mg/d Ketogene Diät Die ketogene Diät ist wie beim GLUT-1 Defekt auch beim Pyruvatdehydrogenasekomplex (PDHC)-Mangel klar indiziert (Wexler et al., 1997, Klepper et al., 2002). Häufigste PDHC Defekte sind Mutationen im E1 Gen, welches X- chromosomal vererbt wird. Besonders bei klinischen Verlaufsformen ohne ZNS Malformation, z. B. Knaben mit späterem Krankheitsbeginn und milderem klinischen Verlauf oder auch Mädchen mit einem hohen Grad an X-Inaktivierung kann das klinische Ansprechen eindrucksvoll sein (Wexler et al., 1997). Zwei Wirkmechanismen scheinen dabei eine Rolle zu spielen: zum einen das Angebot eines alternativen energiereichen Substrates in Form von Ketonkörpern und freien Fettsäuren, zum anderen das Absinken 858 Buch 5.indb :36:29

9 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) von Laktat und Pyruvat in Folge der reduzierten Zufuhr exogener Kohlehydrate. Eine klinische Verbesserung und ein Rückgang der ZNS Läsionen unter ketogener Diät wurde bei Leigh- bzw. Leigh-like Syndromen beschrieben (Wijburg et al., 1992; Sperl et al., 2007). Wichtig: Bei der Therapie von Patienten mit PDHC Defekten ist zu beachten, dass vor Beginn einer ketogenen Diät die Thiaminabhängigkeit klinisch abgeklärt wird! Es gibt Hinweise, dass bestimmte Mutationen von E1 den weitaus häufigsten Formen eines PDHC Mangels, thiaminsensitiv sind (Naito et al., 1994; Brown et al., 2007). Häufig wird bei Patienten mit PDHC Defekten, besonders in metabolischen Krisen, beides gegeben, Thiamin und ketogene Diät, wobei man bei nachgewiesener Thiaminsensitivität die ketogene Diät gegebenenfalls beenden kann. Es ist nicht bekannt, ob die ketogene Diät bei diesen Defekten noch einen therapeutischen zusätzlichen Vorteil bringt. Bei Patienten mit E3 Mangel ist ein Therapieversuch mit Liponsäure angezeigt (siehe Tabelle 3). Die Wirksamkeit einer ketogenen Diät bei isoliertem Komplex-I-Defekt ist theoretisch möglich, muss aber erst durch Untersuchungen belegt werden. In einer Studie (Santra et al., 2004) wurde beobachtet, dass eine ketogene Ernährung von Fibroblasten von Patienten mit Mitochondriopathien, die durch Defekte der mitochondrialen DNA bedingt waren, zu einer Selektion im Sinne eines Verlustes derjenigen Zellen führte, die einen hohen Anteil an mutierter mitochondrialer DNA aufwiesen. Inwieweit dieser Effekt oder auch andere Wirkmechanismen (ähnlich denen bei therapieresistenten Anfallsleiden) bei den Mitochondriopathien eine Rolle spielen, ist noch nicht ausreichend untersucht. Da die ketogene Diät generell bei Patienten mit therapieresistenen Anfällen erfolgreich eingesetzt wird und nicht nur antikonvulsiv, sondern auch antiepileptogen wirkt (Baumeister, 2004) und in einem Prozentsatz der Patienten eine Anfallsfreiheit bzw. signifikante Anfallsreduktion erreicht werden kann (Baumeister, 2004), ist sie auch bei Mitochondriopathien mit schwerer Epilepsie auch ohne PDHC Defekt in Betracht zu ziehen. Es gibt verschiedene Intensitäten der Ketogenität (z. B. Fett : Kohlenhydrat/Proteinanteil = 3 :1, 4 :1, 5 :1), aber keine guten prospektiven Studien über eine optimale Zusammensetzung in der Behandlung von PDHC Defekten Therapie der Stroke-Episoden bei MELAS Mitochondriale Enzephalomyopathie, Laktatazidose und Stroke Like Episoden sind charakteristisch für das MELAS Syndrom, das durch Punktmutationen der mt-dna bedingt ist. Das Syndrom wird sowohl im Kindes als auch Jugend- und Erwachsenenalter beobachtet. Therapeutisch besonders herausfordernd ist die Therapie der schlaganfallähnlichen Episoden. Neuere Berichte zeigen die Wirksamkeit von L-Arginin bei MELAS-Krisen durch die indirekte Bereitstellung von Stickstoffmonoxid und dessen vasoaktiven Effekt. Außerdem wird die Gabe von Kortikosteroiden in der Akutphase diskutiert. Koga beschrieb die i. v. Gabe von L-Arginin bei MELAS-Patienten in der Krise (0,5 g/kg) und oral in symptomfreien Intervallen (0,15 0,30 g/ kg/tag), wobei sich damit die klinische Symptomatik der Stroke-like-Episoden sowie deren Frequenz verringerte (Koga et al., 2005). Bislang fehlen kontrollierte Studien, die die Ergebnisse dieser ersten Pilotversuche absichern Symptomatische Therapie Die symptomatische Therapie macht für Mitochondriopathien einen wesentlichen Teil in der Praxis aus und ist unspezifisch. Sie muss individuell durch ein erfahrenes Team angepasst werden. In der Folge sind Beispiele angeführt: 859 Buch 5.indb :36:29

10 Kap W. Sperl Azidosekorrektur Ausreichende Kalorienzufuhr (mit ggf. begrenztem Kohlenhydratanteil bei Pyruvatoxidationsdefekten zur Gewährleistung einer anabolen Stoffwechsellage) Ernährung wenn notwendig mit PEG-Sonde Hydrierung und Dialyse bei Myoglobinurie Behandlung von Anfällen (Antikonvulsiva), Stroke-like-Episoden (Cortison), Spastizität (Baclofen, Nitrazepam, Botulinumtoxin), von Dystonie (L-Dopa), Durchführung einer adequaten Physiotherapie, Ergotherapie, Logopädie etc. Herzschrittmacher bei Kearns-Sayre-Syndrom Früherkennung und rechtzeitige Substitution bei endokriner Beteiligung (z. B. Diabetes mellitus, Hypoparathyreoidismus) Hörgeräte bzw. Cochlearimplantation bei Innenohrschwerhörigkeit Operation der Ptose (z. B. CPEO), Operation kongenitaler Katarakte Herztransplantation bei isolierter Kardiomyopathie Lebertransplantation bei mt-dna Depletion mit akutem Leberversagen und isolierter Leberbeteiligung (z. B. isolierte Atmungskettendefekte der Leber, DGUOK, POLG Mutationen (Lee, Sokol, 2007) 5.3. Ausblick Gentherapie Aufgrund der vielfältigen Zusammenhänge von Mitochondrien und deren Funktionsstörungen mit einer Reihe von wichtigen Krankheitsmechanismen wie der Apoptose und Kanzerogenese, werden nun auch im pharmakologisch/ pharmazeutischen Forschungsbereich große Anstrengungen unternommen, Mitochondrien mit DNA gezielt anzusteuern. Verschiedene Ansätze einer sogenannten mt-dna Therapie in vitro sind beschrieben: selektive Hemmung der Replikation von mutierter DNA (Taylor et al., 1999) Import von intakter trna in Mitochondrien mit trna-mutationen (Kolesnikova et al., 2004) Einbau einer intakten Kopie eines mutierten mitochondrialen Genes (z. B. ATPase6) in die nukleäre DNA. Import des korrigierten Proteins in die Mitochondrien und Ersatz des mutierten Proteins (Manfredi et al., 2002) Transfektion (xenotop) von Mitochondrien mit Mutationen der mt-dna mit entsprechenden intakten Genen aus Fremdorganismen (Seo et al., 2004) Infektion von Mitochondrien mit korrigierter mt-dna (Seibel et al., 1995; Owen et al., 2002) Selektiver Abbau mutierter DNA durch Import von Restriktionsenzymen in die Mitochondrien (Taylor et al., 1999) Verwendung von mitochondriotopen kationischen Vesikeln (DQA-somen) (D Souza et al., 2003). Ein interessanter und bereits klinisch anwendbarer Ansatz ist das sogenannte Gene Shifting bei Patienten mit Myopathien bedingt durch Mutationen der mt-dna. Durch aerobes Ausdauertraining kann es zur Neubildung von Muskelzellen aus Satellitenzellen kommen, die einen verminderten Anteil an mutierten Mitochondrien aufweisen (Taivassalo et al., 1999; Taivassalo et al., 2004). Literaturverzeichnis Ames BN (2006) Low micronutrient intake may accelerate the degenerative diseases of aging through allocation of scarce micronutrients by triage. Proc Natl Acad Sci USA 103: Arts WF, Scholte HR, Bogaard JM, Kerreblin KF, Luyt-Houwen IE (1983) NADH-CoQ reductase deficient myopathy: successful treatment with riboflavin 1983 Lancet 2: Barbiroli B, Medori R, Tritschler HJ, Klopstock T, Seibel P, Reichmann H, Iotti S, Lodi R, Zaniol P (1995) Lipoic (thioctic) acid increases brain energy availability and skeletal muscle performance as shown by in vivo 860 Buch 5.indb :36:29

11 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) 31P-MRS in a patient with mitochondrial cytopathy. J Neurol 242: Bastin J, Aubey F, Rötig A, Muinnich A, Djouadi F (2008) Activation of peroxisome proliferator-activated receptor pathway stimulates the mitochondrial respiratory chain and can correct deficiencies in patients cells lacking its components. J Clin Endocrinol Metab 93(4): Baumeister FAM (2004) Ketogene Diät. Ernährung als Therapiestrategie. SPS-Verlagsgesellschaft, Heilbronn Berger A, Mayr JA, Meierhofer D, Foetschl U, Bittner R, Budka H, Grethen C, Huemer M, Kofler B, Sperl W (2003) Severe depletion of mitochondrial DNA in spinal muscular atrophy. Acta Neuropathol 105: Bernier FP, Boneh A, Dennett X, Chow CW, Cleary MA, Thorburn DR (2002) Diagnostic criteria for respiratory chain disorders in adults and children. Neurology 59: Bernsen PL, Gabreels FJ, Ruitenbeek W, Hamburger HL (1993) Treatment of complex I deficiency with riboflavin. J Neurol Sci 118: Brown RM, Ridout CK, Lee J, Cozens A, Brown G (2007) Thiamine responsive pyruvate dehydrogenase deficiency. J Inher Metab Dis 30(Suppl 1): 76 Butt AA (2003) Fatal lactic acidosis and pancreatitis associated with ribavirin and didanosine therapy. Aids Read 13: Buyse G, Mertens L, Di Salvo G, Matthijs I, Weidemann F, Eyskens B, Goossens W, Goemans N, Sutherland GR, Van Hove JLK (2003) Idebenone treatment in Friedreich s ataxia. Neurological, cardiac, and biochemical monitoring. Neurol 60: Campos Y, Huertas R, Lorenzo G, Bautista J, Gutierrez E, Aparicio M, Alesso L, Arenas J. Plasma carnitine insufficiency and effectiveness of L-carnitine therapy in patients with mitochondrial myopathy (1993) Muscle Nerve 16: Casari G, De Fusco M, Ciarmatori S, Zeviani M, Mora M, Fernandez P, De Michaele G, Filla A, Cocuzza S, Marconi R, Durr A, Fontaine B, Ballabio A (1998) Spastic paraplegia and OXPHOS impairment caused by mutations in paraplegin, a nuclear-encoded mitochondrial metalloprotease. Cell 93: Cote HCF (2005) Possible ways nucleoside analogues can affect mitochondrial DNA content and gene expression during HIV therapy. Antiviral Therapy 10(Suppl 2): M3-M11 D Souza GG, Rammohan R, Cheng SM, Torchilin VP, Weissig V (2003) DQAsome-mediated delivery of plasmid DNA toward mitochondria in living cells. J Control Release 92: DiMauro S, Hirano M, Schon EA (2006) Approaches to the treatment of mitochondrial diseases. Muscle Nerve 34: Eleff S, Kennaway NG, Buist NR, Darley-Usmar VM, Capaldi RA, Bank WJ, Chance B (1984) 31P NMR study of improvement in oxidative phosphorylation by vitamins K3 and C in a patient with a defect in electron transport at complex III in skeletal muscle. Proc Natl Acad Sci U S A 81: Freisinger P, Horvath R, Macmillan C, Peters J, Jaksch M (2004) Reversion of hypertrophic cardiomyopathy in a patient with deficiency of the mitochondrial copper binding protein Sco2: is there a potential effect of copper? J Inher Metab Dis 27: Gold DR, Cohen BH (2001) Treatment of mitochondrial cytopathies. Semin Neurol 21: Graff C, Clayton DA, Larsson NG (1999) Mitochondrial medicine-recent advances. J Internal Med 246: Haas RH, Parikh S, Falk MJ, Saneto RP, Wolf NI, Darin N, Cohen BH (2007) Mitochondrial Disease: A Practical Approach for Primary Care Physicians. Pediatrics 120: Haas RH, Parikh S, Falk MJ, Saneto RP, Wolf NI, Darin N, Wong L-J, Cohen BH, Naviaux RK (2008) The in-depth evaluation of suspected mitochondrial disease. Molecular Genetics and Metabolism 94: Jaksch M, Paret C, Stucka R, Horn N, Müller-Höcker J, Horvath R, Trepesch N, Stecker G, Freisinger P, Thirion C, Müller J, Lunkwitz R, Rödel G, Shoubridge EA, Lochmüller H (2001) Cytochrome c oxidase deficiency due to mutations in SCO2, encoding a mitochondrial copper-binding protein, is rescued by copper in human myoblasts. Hum Mol Genet 10: Kaufmann P, Engelstad K, Wei Y-H, Sano MC, Shungu D, Millar WS, Hong X, Gooch CL, Mao X, Pascual JM, Hirano M, Stacpoole PW, DiMauro S, De Vivo DC (2006) Dichloroacetate causes toxic neuropathy in MELAS: a randomized, controlled clinical trial. Neurology 66: Kaufmann P, Shungu D, Sano MC, Jung S, Engelstad K, Mitsis E, Mao X, Shanske S, Hirano M, DiMauro S, De Vivo DC (2004) Cerebral lactic acidosis correlates with neurological impairment in MELAS. Neurol 62: Klepper J, Leiendecker B, Bredahl R, Athanassopoulos S, Heinen F, Gertsen E, Flörcken A, Metz A, Voit T (2002) Introduction of a ketogenic diet in young infants. J Inherit Metab Dis 25: Klopstock T, Schlamp V, Schmidt F, Gekeler F, Hartard M, Pongratz D, Walter M, Gasser T, Straube A, Dieterich M, Muller-Felber W (1999) Creatine monohydrate in mitochondrial diseases: a double-blind, placebocontrolled, cross-over study in 16 patients with progressive external ophthalmoplegia or mitochondrial myopathy. Neurology 52(Suppl 2): A543-A544 Koga Y, Akita Y, Nishioka J, Yatsuga S, Povalko N, Tanabe Y, Fujimoto S, Matsuishi T (2005) L-arginine improves 861 Buch 5.indb :36:29

12 Kap W. Sperl the symptoms of strokelike episodes in MELAS. Neurology 64: Kolesnikova OA, Entelis NS, Jacquin-Becker C, Goltzene F, Chrzanowska-Lightowlers ZM, Lightowlers RN, Martin RP, Tarassov I (2004) Nuclear DNA-encoded trnas targeted into mitochondria can rescue a mitochondrial DNA mutation associated with the MERRF syndrome in cultured human cells. Hum Mol Genet 13: Kolker S, Schwab M, Horster F, Sauer S, Hinz A, Wolf NI, Mayatepek E, Hoffmann GF, Smeitink JA, Okun JG (2003) Methylmalonic acid, a biochemical hallmark of methylmalonic acidurias but no inhibitor of mitochondrial respiratory chain. J Biol Chem 278: Komura K, Hobbiebrunken E, Wilichowski EKG, Hanefeld FA (2003) Effectiveness of creatine monohydrate in mitochondrial encephalomyopathies. Pediatr Neurol 28: 53 8 Lee WS, Sokol RJ (2007) Mitochondrial hepatopathies: advances in genetics and pathogenesis. Hepatology 45: Lou HC (1981) Correction of increased plasma pyruvate and plasma lactate levels using large doses of thiamine in patients with Kearns-Sayre syndrome. Arch Neurol 38 : 469 Luft R (1995) The development of mitochondrial medicine. Biochemica Biophysica Acta. 1271: 1 6 Manfredi G, Fu J, Ojaimi J, Sadlock JE, Kwong JQ, Guy J, Shon EA (2002) Rescue of a deficiency in ATP synthesis by transfer of MTATP6, a mitochondrial DNA-encoded gene, to the nucleus. Nature Genet 30: Mariotti C, Solari A, Torta D, Marano L, Fiorentini C, Di Donato S (2003) Idebenone treatment in Friedreich patients: One-year-long randomized placebo-controlled trial. Neurol 60: Marriage B, Clandinin MT, Glerum DM (2003) Nutritional cofactor treatment in mitochondrial disorders. J Am Diet Assoc 103: Marriage BJ, Clandinin MT, Macdonald IM, Glerum DM (2004) Cofactor treatment improves ATP synthetic capacity in patients with oxidative phosphorylation disorders. Mol Genet Metab 81: Naito E, Ito M, Takeda E, Yokota I, Yoshijima S, Kuroda Y (1994) Molecular analysis of abnormal pyruvate dehydrogenase in a patient with thiamine-responsive congenital lactic acidemia. Pediatr Res 36: Oguro H, Iijima K, Takahashi K, Nagai A, Bokura H, Yamaguchi S, Kobayashi S (2004) Successful treatment with succinate in apatient with MELAS. Internal Medicine 43: Owen R, Mandel RJ, Ammini CV, Conlon TJ, Kerr DS, Stacpoole PW, Flotte TR (2002) Gene therapy for pyruvate dehydrogenase E1deficiency using recombinant adeno-associated virus 2 (raav2) vectors. Molecular therapy 6: Pineda M, Ormazabal A, López-Gallardo E, Nascimento A, Solano A, Herrero MD, Vilaseca MA, Briones P, Ibáñez L, Montoya J, Artuch R (2006) Cerebral folate deficiency and leukoencephalopathy caused by a mitochondrial DNA deletion. Ann Neurol 59: Roesch K, Curran SP, Tranebjaerg L, Koehler CM (2002) Human deafness dystonia syndrome is caused by a defect in assembly of the DDP1/TIMM8a-TIMM13 complex. Hum Mol Genet 11: Rötig A, De Lonlay P, Chretien D, Foury F, Koenig M, Sidi D, Munnich A, Rustin P (1997) Aconitase and mitochondrial iron sulphur protein deficiency in Friedreich ataxia. Nat Genet 17: Sanderson S, Green A, Preece MA, Burton H (2006) The incidence of inherited metabolic disorders in the West Midlands. UK. Arch Dis Child 91: Santra S, Gilkerson RW, Davidson M, Schon EA (2004) Ketogenic treatment reduces deleted mitochondrial DNAs in cultured human cells. Ann Neurol 56: Schaefer AM, Taylor RW, Turnbull DM, Chinnery PF (2004) The epidemiology of mitochondrial disorders past, present and future. Biochim Biophys Acta 1659 : Schlame M, Towbin JA, Heerdt PM, Jehle R, Di Mauro S, Blanck TJ (2002) Deficiency of tetralinoleoyl-cardiolipin in Barth syndrome. Ann Neurol 51: Seibel P, Trappe J, Villiani G, Klopstock T, Papa S, Reichmann H (1995) Transfection of mitochondria: strategy towards a gene therapy of mitochondrial DNA diseases. Nucleic Acids Res 23 :10 17 Seo BB, Nakamaru-Ogiso E, Cruz P, Flotte TR, Yagi T, Matsuno-Yagi A (2004) Functional expression of the single subunit NADH dehydrogenase in mitochondria in vivo: a potential therapy for complex I deficiency. Hum Gene Ther 15: Seznec H, Simon D, Monassier L, Criqui-Filipe P, Gansmuller A, Rustin P, Koenig M, Puccio H (2004) Idebenone delays the onset of cardiac functional alteration without correction of FE-S enzymes deficit in a mouse model for Friedreich ataxia. Human Molecular Genetics 13: Silva M, Pinheiro A, Eusebio F, Gaspar A, Tavares de Almeida I, Rivera I (2008) Pyruvate dehydrogenase deficiency: identification of a novel mutation in the PDHA1 gene which responds to amino acid supplementation. Eur J Pediatr [im Druck] Skladal D, Halliday J, Thorburn DR (2003) Minimum birth prevalence of mitochondrial respiratory chain disorders in children. Brain 126: Sperl W (2001) Antioxidanzien und Vitamine in der Radikalbekämpfung. Arzt und Praxis 55: Sperl W, Koch J, Rauscher C, Mayr JA (2007) MRI findings in three patients with PDHC (E1 ) deficiency and ketogenic diet. J Inher Metab Dis 30 (Suppl 1): Buch 5.indb :36:30

13 Mitochondriale Erkrankungen (Mitochondriopathien) Sperl W, Mayr H (2004) Mitochondriopathien im Kindesalter-Einführung in die Problematik. In: Sperl W, Freisinger P (Hrsg) Mitochondriale Enzephalomyopathien im Kindesalter kritische Aspekte zu Diagnostik und Therapie. SPS Verlagsgesellschaft, Heilbronn, S Spinazzola A, Marti R, Nishino I, Andreu AL, Naini A, Tadesse S, Pela I, Zammarchi E, Donati MA, Oliver JA, Hirano M (2002) Altered thymidine metabolism due to defects of thymidine phosphorylase. J Biol Chem 277: Stacpoole PW, Kerr DS, Barnes C, Bunch TS, Carney PR, Fenell EM, Felitsyn NM, Gilmore RL, Greer M, Henderson GN, Hutson AD, Neiberger RE, O Brien RG, Perkins LA, Quisling RG, Shroads AL, Shuster JJ, Silverstein JH, Theriaque DW, Valenstein E (2006) Controlled clinical trial of dichloroacetate for treatment of congenital lactic acidosis in children. Pediatrics 117: Taivassalo T, Fu K, Johns T, Arnold D, Karpati G, Shoubridge EA (1999) Gene shifting: a novel therapy for mitochondrial myopathy. Hum Mol Genet 8: Taivassalo T, Haller RG (2004) Implications of exercise training in mtdna defects use or lose it? Biochim Biophys Acta 1659: Tarnopolsky MA, Roy BD, MacDonald JR (1997) A ran domized, controlled trial of creatine monohydrate in patients with mitochondrial cytopathies. Muscle Nerve 20: Taylor RW, Chinnery PF, Turnbull DM, Lightowlers RN (1999) Selective inhibition of mutant human mitochondrial DNA replication in vitro by peptide nucleic acids. Nat Genet 15: Toscano A, Fazio MC, Vita G, Cannavo S, Bresolin N, Bet L, Prelle A, Barbiroli B, Iotti S, Zaniol P (1995) Early onset cerebellar ataxia, myoclonus and hypogonadism in a case of mitochondrial complex III deficiency treated with vitamin K3 and C. J Neurol 242: Triepels RH, van den Heuvel LP, Loeffen JL, Buskens CA, Smeets RJ, Rubio Gozalbo ME, Budde SM, Mariman EC, Wijburg FA, Barth PG, Trijbels JM, Smeitink JA (1999) Leigh syndrome associated with a mutation in the NDUFS7 (PSST) nuclear encoded subunit of complex I. Ann Neurol 45: Walker UA, Collins S, Byrne E (1996) Respiratory chain encephalomyopathies: a diagnostic classification. Eur Neurol 36: Wexler ID, Hemalatha SG, McConnell J, Buist NR, Dahl HH, Berry SA, Cederbaum SD, Patel MS, Kerr DS (1997) Outcome of pyruvate dehydrogenase deficiency treated with ketogenic diets. Studies in patients with identical mutations. Neurology 49: Wilichowski E, Korenke GC, Ruitenbeek W, De Meirleir L, Hagendorff A, Janssen AJ, Lissens W, Hanefeld F (1998) Pyruvate dehydrogenase complex deficiency and altered respiratory chain function in a patient with Kearns-Sayre/MELAS overlap syndrome and A 3243G mtdna mutation. J Neurol Sci 157: Wolf NI, Smeitink JA (2002) Mitochondrial disorders. A proposal for consensus diagnostic criteria in infants and children. Neurology 59: Wijburg FA, Barth PG, Bindoff LA, Birch-Machin MA, van der Blij JF, Ruitenbeek W, Turnbull DM, Schutgens RB (1992) Leigh syndrome associated with a deficiency of the pyruvate dehydrogenase complex: results of treatment with a ketogenic diet. Neuropediatrics 23: Buch 5.indb :36:30