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 Arbeitsgemeinschaft der
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Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Neurologie

 AWMF-Leitlinien-Register  Nr. 030/049   Entwicklungsstufe:  1 
Zitierbare Quelle:
Leitlinien für Diagnostik und Therapie in der Neurologie; 4. überarbeitete Auflage 2008, S. 654 ff, ISBN 978-3-13-132414-6; Georg Thieme Verlag Stuttgart

Mitochondriale Erkrankungen

Was gibt es Neues?

Die wichtigsten Empfehlungen auf einen Blick

  1. Einführung

    2. Mitochondriale Erkrankungen sind klinisch, biochemisch und genetisch heterogen und präsentieren sich häufig mit einer neurologischen Symptomatik. Der Terminus "mitochondriale Erkrankung" beschränkt sich im Folgenden auf die klinischen Syndrome, die mit einer Störung der oxidativen Phosphorylierung verbunden sind.
    Epidemiologische Daten zeigen, dass mitochondriale Erkrankungen eine höhere Inzidenz und Prävalenz haben als bislang angenommen, man rechnet mit einer minimalen Prävalenz von bis zu 13,1/100000 (Skladal et al. 2003). Die Populationsprävalenz der 3243A>G-Punktmutation der mitochondrialen (mt) DNA wurde in einem australischen Kollektiv jüngst auf 236/100000 geschätzt (Manwaring et al. 2007). Das klinische Spektrum reicht von milden monosymptomatischen Verläufen im Erwachsenenalter bis zu schweren Multiorganaffektionen im frühen Kindesalter. Für die Leitlinien wurde eine gezielte Auswahl der wichtigsten Krankheitsbilder des Erwachsenenalters getroffen. Die Einteilung folgt klinischen Syndromen, wobei im Falle der mtDNA-Depletionssyndrome und der Coenzym-Q 10-Defizienz diese klinische Einteilung für eine pathogenetisch orientierte Klassifikation verlassen werden muss. Dies verdeutlicht die Schwierigkeiten einer einheitlichen Klassifikation mitochondrialer Erkrankungen.

  2. Biochemie, histologische und genetische Grundlagen

    3. Die mtDNA besteht aus einem zirkulären DNA-Molekül aus 16569 Basenpaaren und kodiert für 13 Proteine der Atmungskette, 2 rRNAs und 22 tRNAs. Alle übrigen mitochondrialen Proteine sind nukleär kodiert und müssen in die Mitochondrien importiert werden. Die Atmungskette umfasst die Enzymkomplexe I-IV, deren strukturelle und funktionelle Integrität der Kontrolle des nukleären und mitochondrialen Genoms unterliegt. Das mitochondriale Genom wird nahezu ausschließlich maternal vererbt, obwohl in seltenen Einzelfällen auch paternale mtDNA nachweisbar sein kann.
    Ursache mitochondrialer Funktionsstörungen können Defekte in nukleären Genen oder mtDNA-Mutationen sein. Am häufigsten treten singuläre mtDNA-Deletionen und mtDNA-tRNA-Punktmutationen auf. Als morphologisches Korrelat der mitochondrialen Funktionsstörung lassen sich häufig charakteristische Befunde in der Skelettmuskelbiopsie darstellen wie der Nachweis von sog. ragged red Fasern (RRF) und Cytochrom-c-Oxidase (COX)-negativen Fasern. Diese histologischen Zeichen können allerdings bei bestimmten mitochondrialen Erkrankungen (z. B. der hereditären Leber-Optikus-Neuropathie), bei Kindern oder im frühen Verlauf fehlen. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass mitochondriale Veränderungen auch bei anderen Myopathien (z. B. Einschlusskörpermyositis) und in geringem Ausmaß auch im Alter vorkommen.
    Trotz aller neuen Erkenntnisse bleibt der verantwortliche Gendefekt bei ca. 50% der Erwachsenen mit klinisch, biochemisch und histologisch gesicherter mitochondrialer Erkrankung unentdeckt.

  3. Besonderheiten der mtDNA-Mutationen

    4. Eukaryontische Zellen enthalten je nach Gewebetyp eine variable Anzahl von Mitochondrien, die jeweils Träger von mehreren Kopien des mitochondrialen Genoms sind (Polyploidie). Ein Individuum bzw. eine Zelle gelten als homoplasmisch, wenn alle mtDNA-Kopien identisch sind. Liegen in einer Zelle Wildtyp und mutierte mtDNA in Koexistenz vor, wird dies als Heteroplasmie bezeichnet, wobei der Heteroplasmiegrad den prozentualen Anteil mutierter mtDNA beschreibt. Während der Mitose werden Wildtyp und mutierte mtDNA zufällig auf die Tochterzellen verteilt (replikative Segregation), so dass es gewebsabhängig zu einer unterschiedlichen quantitativen Verteilung der mtDNA-Mutationen kommen kann. Im Laufe der Zeit können Veränderungen des Heteroplasmiegrades auftreten. Überschreitet der Anteil von mutierter mtDNA einen gewissen Prozentsatz (Schwellenhypothese), kommt es zu einem kritischen Abfall der Energieproduktion der Zelle und zum Auftreten von Symptomen.
    MtDNA-Mutationen werden in Rearrangements (z. B. Deletionen) und Punktmutationen unterteilt. Während mtDNA-Punktmutationen meist maternal vererbt werden und heteroplasmisch oder seltener homoplasmisch vorliegen, sind Rearrangements immer heteroplasmisch. Singuläre mtDNA-Deletionen treten meist sporadisch auf. Eine Untersuchung eines großen Patientenkollektivs zeigte jedoch, dass klinisch betroffene Mütter ein 4%iges Risiko haben, die Mutation ihren Nachkommen zu vererben (Chinnery et al. 2004). Multiple Deletionen der mtDNA werden autosomal vererbt (dominant oder rezessiv) und sind durch Defekte in nukleären Genen bedingt, die an der Replikation und Stabilität der mtDNA beteiligt sind.
    Für den sicheren Nachweis von mtDNA-Deletionen (Southern Blot, Long-range-PCR), mtDNA-Depletion (Southern Blot, Real-time-PCR) und mit isolierter Muskelsymptomatik assoziierten Punktmutationen ist in der Regel nur Skelettmuskel-DNA geeignet. Die Identifikation von seltenen oder neuen mtDNA-Mutationen gelingt nur über eine gezielte Sequenzierung bestimmter mtDNA-Gene in Abhängigkeit vom Phänotyp und/oder biochemischen Defekt oder über die Untersuchung des gesamten mitochondrialen Genoms.
    Bei pathogenen mtDNA-Mutationen der Mutter bzw. betroffenen Kindern oder weiteren Familienmitgliedern ist eine Pränataldiagnostik nicht zuverlässig. Eine Ausnahme scheint die Mutation an Position 8993 der mtDNA zu sein. Diese Untersuchung kann in speziellen Fällen in Rücksprache mit einem humangenetischen Institut oder Labor erfolgen. In einigen Familien mit 3243A>G-Mutation kann eine Pränataldiagnostik möglicherweise hilfreich sein (Bouchet et al. 2006). Diese Untersuchungen sollten aber nur in ausgewählten Fällen in hochspezialisierten Zentren durchgeführt werden.

  4. Besonderheiten nukleärer Mutationen

    5. Das nukleäre Genom kodiert für die nicht mitochondrial kodierten Untereinheiten der Atmungskettenkomplexe, zahlreiche Struktur- und Assemblierungs-Proteine sowie Stabilitäts- und Funktionsregulatoren der Atmungskette. Darüber hinaus sind für die intergenomische Kommunikation, mitochondriale Transkription, Replikation und Translation notwendige Faktoren nukleär kodiert und werden in die Mitochondrien importiert. Es gibt nukleäre Mutationen, die mit multiplen mtDNA-Deletionen oder einer mtDNA-Depletion assoziiert sind. Die Anzahl der bekannten, für mitochondriale Erkrankungen verantwortlichen nukleären Mutationen hat in den letzten Jahren stark zugenommen und eine genetische Routinediagnostik ist in vielen Fällen zugänglich.
    Bei pathogenen Mutationen in nukleären Genen ist nach Kontaminationskontrolle der Chorionzotten eine Pränataldiagnostik möglich.

  5. Allgemeine Diagnostik bei klinischem Verdacht auf eine mitochondriale Erkrankung

    6. Die Diagnostik erfordert eine enge Zusammenarbeit von Klinikern, Biochemikern und Molekularbiologen und muss im Einzelfall häufig modifiziert werden. Spezielle diagnostische Maßnahmen und therapeutische Überlegungen werden bei den einzelnen Krankheitsbildern besprochen.

    Basisuntersuchungen

    Muskelbiopsie

    Molekulargenetische Diagnostik

  6. Allgemein Zusatzuntersuchungen nach Diagnosestellung eienr mitochondrialen Erkrankungen

Häufige mitochondriale Erkrankungen des Erwachsenenalters

  1. Chronisch-progressive externe Ophthalmoplegie (CPEO)

    2. Patienten mit CPEO oder "Ophthalmoplegia plus (CPEOplus)" zeigen als Leitsymptom eine meist bilaterale, oft asymmetrische Ptosis und progrediente Lähmung der äußeren Augenmuskeln. Bei der CPEOplus finden sich weitere Symptome wie muskuläre Belastungsintoleranz, proximal betonte Extremitätenparesen, Beteiligung der fazialen und pharyngealen Muskulatur mit Dysphagie, kardiale Reizleitungsstörungen, endokrine Störungen mit diabetischer Stoffwechsellage, Kleinwuchs, verzögerter Pubertät, Innenohrschwerhörigkeit, Polyneuropathie (meist axonal), neuropsychologische Auffälligkeiten bis zur demenziellen Entwicklung, Pigmentretinopathie, zerebelläre Ataxie. Hier besteht ein klinisches Kontinuum zum meist schwerer verlaufenden Kearns-Sayre-Syndrom (KSS). Die Mehrzahl der CPEOplus-Patienten (ca. 50%) sind sporadische Erkrankungsfälle auf der Basis von singulären mtDNA-Deletionen (Holt et al. 1988) oder sehr selten Duplikationen. Seltener finden sich verschiedene maternal vererbte (oder sporadische) Punktmutationen der mtDNA, wobei sich die Mutation 3243A>G am häufigsten nachweisen lässt. Darüber hinaus treten autosomale Erbgänge (dominante CPEO/adPEO und rezessive Fälle) auf dem Boden nukleärer Genveränderungen auf, die zu multiplen mtDNA-Deletionen führen können (Zeviani et al. 1989). Mutationen im Adenin-Nukleotid-Translokator 1 (ANT1)-, Twinkle- und mitochondrialen Polymerase-Gamma 1 (POLG1)-oder selten Polymerase-Gamma 2 (POLG2)-Gen bilden einen Teil der dominant vererbten Fälle, POLG1-Mutationen können auch einen rezessiven Erbgang aufweisen (Deschauer u. Zierz 2002, Hirano u. DiMauro 2001, Longley et al. 2006).

    1.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

  2. Kearns-Sayre-Syndrom (KSS)

    3. Für die Diagnosestellung eines KSS wird das Vorliegen einer externen Ophthalmoplegie mit Ptosis, Pigmentdegeneration der Retina und ein Beginn der Symptomatik vor dem 20. Lebensjahr gefordert. Zusätzlich liegt mindestens eines der folgenden Symptome vor: kardiale Reizleitungsstörungen, zerebelläre Ataxie und/oder Liquoreiweißerhöhung von mindestens 100 mg/dl (Lestienne u. Ponsot 1988). Typische Begleitsymptome sind Innenohrschwerhörigkeit, Kleinwuchs, Kachexie, neuropsychologische Auffälligkeiten bis zur demenziellen Entwicklung, endokrinologische Störungen (Diabetes mellitus, Hypothyreose, verzögerte Pubertät), Dysphagie, axonale Polyneuropathie. Das MRT des Schädels zeigt häufig Signalanhebungen im subkortikalen Marklager, Thalamus, Globus pallidus und Hirnstamm. Das KSS tritt fast ausschließlich sporadisch auf und ist genetisch in ca. 80% der Fälle auf singuläre mtDNA-Deletionen, seltener Duplikationen zurückzuführen, wobei relativ häufig eine 4977 bp große Deletion typischer Lokalisation nachzuweisen ist, die sog. "common deletion" (Holt et al. 1988).

    2.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

  3. Mitochondriale Enzephalomyopathie, Laktatazidose und schlaganfallähnliche Episoden (MELAS)

    4. Die charakteristische Befundkonstellation beim MELAS-Syndrom ist das wiederholte Auftreten von schlaganfallähnlichen Episoden vor dem 40. Lebensjahr, der muskelbioptische Nachweis einer mitochondrialen Myopathie mit RRF sowie der Nachweis einer Laktatazidose im Blut. Die mitochondriale Enzephalopathie kann sich weiterhin durch migräneartige Kopfschmerzen mit Erbrechen, passagere Bewusstseinsstörungen, epileptische Anfälle und eine Demenzentwicklung manifestieren. Sehstörungen im Sinne einer Hemianopsie oder kortikalen Blindheit sind häufig die ersten fokal neurologischen Ausfälle im Rahmen der schlaganfallähnlichen Episoden. Weitere typische Begleitsymptome sind Innenohrschwerhörigkeit, Pigmentdegeneration der Retina, Kardiomyopathie, Kleinwuchs und Diabetes mellitus. Das MRT des Schädels zeigt häufig fokale Substanzdefekte vor allem parietookzipital. In der akuten Phase einer schlaganfallähnlichen Episode zeigt sich im Unterschied zur konventionellen zerebralen Ischämie kein erniedrigter, sondern eher ein erhöhter ADC-Wert. Das MELAS-Syndrom manifestiert sich typischerweise in der ersten bis zweiten Lebensdekade, Spätmanifestationen werden jedoch beschrieben. MELAS wird meist durch mtDNA-Mutationen verursacht, wobei die Mehrzahl der Erkrankungsfälle einen maternalen Erbgang aufweist. Bei mehr als 80% der Patienten lässt sich eine heteroplasmische 3243A>G-Punktmutation der mtDNA im tRNALeu(UUR)-Gen (MTTL 1-Gen) nachweisen (Goto et al. 1990). Im MTTL 1-Gen liegen weitere seltene MELAS-Mutationen, insbesondere die Mutation 3271 T>C, die sich bei 7-15% der MELAS-Fälle fand (Tarnopolsky et al. 1998). Darüber hinaus sind aber auch seltene Mutationen in anderen tRNA-Genen und Strukturgenen der mtDNA, aber auch in POLG1 beschrieben (Deschauer et al. 2007).

    3.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    3.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  4. Myoklonusepilepsie mit RRF (MERRF)

    5. Die charakteristische Befundkonstellation bei MERRF ist eine Myoklonusepilepsie (Myoklonien, fokale und generalisierte Anfälle), überwiegend mit Nachweis von RRF in der Muskelbiopsie. Weitere typische Befunde sind zerebelläre Ataxie, Innenohrschwerhörigkeit, Polyneuropathie, Kleinwuchs, Optikusatrophie, Demenzentwicklung und kutane Lipome. MERRF manifestiert sich typischerweise in der zweiten bis dritten Lebensdekade und zeigt interindividuell eine hohe Variabilität in Bezug auf die Schwere der Erkrankung. Ursächlich liegen der Erkrankung meist mtDNA-Mutationen zu Grunde. Bei ca. 80% der Patienten liegt eine heteroplasmische 8344A>G mtDNA-Punktmutation im tRNALys-Gen vor (Wallace et al. 1988b). Neben weiteren MERRF-assoziierten Punktmutationen im tRNALys-Gen (8356 T>C, 8363G>A, 8361G>A) wurden selten Punktmutationen im tRNASer(UCN)-Gen beschrieben, die zu einem MERRF/MELAS-Overlap-Syndrom führen können, dem aber auch die Punktmutation 3243A>G zugrunde liegen kann. Einem MERRF-Phänotyp können selten auch rezessive POLG1-Mutationen zugrunde liegen (Van Goethem et al. 2003).

    4.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

  5. Hereditäre Leber-Optikus-Neuropathie (LHON)

    6. Die charakteristische Symptomatik bei LHON besteht aus einer zunächst unilateralen, im Verlauf von Wochen bis Monaten bilateralen, progressiven schmerzlosen und initial die zentralen Gesichtsfelder betreffenden Visusminderung. LHON manifestiert sich vorwiegend bei jungen Männern im frühen Erwachsenenalter. In der Mehrzahl der Fälle resultiert die Erkrankung in einer permanenten ausgeprägten Visusminderung, in einigen Fällen (4-40%) kommt es, abhängig von der vorliegenden Mutation, im späteren Krankheitsverlauf nach Monaten bis Jahren zu einer Remission. So zeigt die Punktmutation 14484 T>C einen vergleichsweise günstigen klinischen Verlauf. Selten finden sich bei LHON-Patienten weitere neurologische Auffälligkeiten, insbesondere Bewegungsstörungen wie Tremor, Ataxie und Dystonie. Neben Erkrankungsfällen mit maternalem Erbmodus findet sich häufig auch sporadisches Auftreten. Drei mtDNA-Punktmutationen, die alle in Komplex-I-Strukturgenen liegen, verursachen 96% aller LHON-Erkrankungen, die häufigste befindet sich an Position 11778G>A der mtDNA (Wallace et al. 1988a), seltener sind die Mutationen 14484 T>C und 3460G>A. Die Mutationen treten meist homoplasmisch auf, selten finden sie sich heteroplasmisch in asymptomatischen Familienmitgliedern. LHON zeichnet sich durch eine variable Expression und inkomplette Penetranz aus (bei Männern ca. 50%, bei Frauen nur 10%), so dass sekundäre Faktoren für eine Krankheitsmanifestation (z. B. Umwelteinflüsse wie Rauchen und Alkohol) und ein X-chromosomales Modifier-Gen postuliert werden.

    5.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    5.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  6. Neuropathie, Ataxie und Retinitis pigmentosa (NARP)

    7. Namengebend für dieses seltene mitochondriale Krankheitsbild ist die Befundkonstellation aus axonaler Neuropathie, Ataxie und Pigmentretinopathie. Als Begleitsymptome können Entwicklungsverzögerungen, Kardiomyopathie, epileptische Anfälle, kognitive Einbußen bis zur Demenz, pyramidale und extrapyramidale Symptome sowie eine proximale Muskelschwäche auftreten. Die durch einen maternalen Erbgang gekennzeichnete Erkrankung manifestiert sich in der Regel im frühen Erwachsenenalter, oft im Rahmen interkurrenter Infekte. Als Ursache findet sich bei den meisten Patienten eine heteroplasmische mtDNA-Punktmutation (8993 T>G/C) in einer mitochondrial kodierten Untereinheit der ATPase 6 (MTATP6; Holt et al. 1990). Auch innerhalb einer Familie ist der Heteroplasmiegrad sehr variabel, eine Mutationslast < 70% bleibt klinisch meist asymptomatisch, 70-90% Mutationslast sind mit dem NARP-Phänotyp assoziiert, > 90% Mutationslast rufen ein Leigh-Syndrom ("maternally inherited Leigh syndrome" [MILS]) hervor. Patienten mit MILS werden meist bereits im frühen Kindesalter symptomatisch und zeigen schwere Krankheitsverläufe mit Entwicklungsverzögerung, respiratorischer Dysfunktion (perinatale Asphyxie), Ataxie, generalisierter Muskelschwäche ("floppy infant") und Laktatazidose. Das Schädel-MRT kann bei NARP eine Kleinhirnatrophie zeigen, beim MILS sieht man häufig bilaterale Läsionen von Hirnstamm, Stammganglien und Kleinhirn. Eine Muskelbiopsie zeigt im Allgemeinen keine typischen mitochondrialen Veränderungen und ist daher oft wenig hilfreich. Das MTATP6-Gen ist das einzige mit NARP assoziierte Gen, während ein Leigh-Syndrom durch eine Reihe verschiedener Gendefekte verursacht sein kann.

    6.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    6.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  7. Mitochondriale neurogastrointestinale Enzephalomyopathie (MNGIE)

    8. Diagnostisches Kriterium einer MNGIE ist die Kombination aus
    1. gastrointestinaler Motilitätsstörung bei viszeraler Neuropathie,
    2. externer Ophthalmoplegie und Ptosis,
    3. sensomotorischer Polyneuropathie und
    4. asymptomatischer Leukenzephalopathie (Hirano et al. 2004).

    Die viszerale Symptomatik ist durch wechselnde Phasen mit Diarrhöen, Obstipation, intestinaler Pseudoobstruktion und Gastroparese charakterisiert, die zu chronischer Malnutrition und Kachexie führen. MNGIE manifestiert sich bei mehr als drei Viertel aller Patienten in der ersten und zweiten Lebensdekade. Die Erkrankung wird autosomal-rezessiv (oder selten dominant) vererbt und beruht oft auf nukleären Mutationen im Thymidin-Phosphorylase-Gen ECGF1 (Nishino et al. 1999). Der Enzymdefekt führt zu erhöhten Thymidinspiegeln, die durch Störung des mitochondrialen Nukleotidpools die Replikation und Stabilität des mitochondrialen Genoms beeinträchtigen. MNGIE-Patienten weisen daher meist eine Depletion bzw. multiple Deletionen der mtDNA auf. Phänokopien eines MNGIE-Syndroms mit Defekten anderer Gene (POLG1, mtDNA-tRNATrp) sind bekannt.

    7.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    7.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  8. Mitochondriale Myopathie (MM)

    9. Patienten mit mitochondrialer Myopathie können eine belastungsabhängige muskuläre Symptomatik häufig mit Rhabdomyolysen, aber auch ein Gliedergürtelsyndrom aufweisen. Eine externe Ophthalmoplegie oder Multisystembeteiligung findet sich nicht. Ursache können mtDNA-Mutationen sein, einerseits in Genen, die für Untereinheiten der Atmungskettenkomplexe kodieren (Andreu et al. 1999), aber auch in tRNA-Genen (Swalwell et al. 2006). Das klinische Syndrom kann sich auch bei Coenzym-Q 10-Defizienz mit autosomalem Erbgang zeigen (Horvath et al. 2006b, s. u.).

    8.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    8.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  9. Mitochondriale DNA-Depletionssyndrome (MDS)

    10. Eine quantitative Reduktion der mtDNA-Kopienzahl (Depletion) findet sich bei den mitochondrialen Depletionssyndromen, die durch rezessive Mutationen in verschiedenen nukleären Genen verursacht sein können und mit Störungen des mitochondrialen Nukleotidpools oder Alterationen der mtDNA-Replikation einhergehen (Alberio et al. 2007). Die Erkrankungen manifestieren sich häufig im frühkindlichen Alter, die Symptome können aber auch erst im Jugend- oder Erwachsenenalter manifest werden. Man unterscheidet hepatozerebrale und (enzephalo-) myopathische Verlaufsformen (z. B. DGUOK-, MPV17-, TK2-, SUCLA2-, RRM2B-Mutationen).
    Eine besondere Stellung nehmen neurologische Krankheitsbilder ein, die mit Mutationen im POLG1-Gen assoziiert sind (Horvath et al. 2006a). Die klinische Variabilität dieser Erkrankungen ist sehr hoch und reicht von schwerer kindlicher Enzephalomyopathie und Leberinsuffizienz bis zu zerebellärer Ataxie, Neuropathie, Myopathie, Epilepsie oder spätadult beginnender CPEO. Besonders hervorzuheben ist das Alpers-Syndrom (therapieresistente Epilepsie, Leberinsuffizienz, Entwicklungsretardierung). Bei Patienten mit POLG1-Mutationen findet man häufig multiple mtDNA-Deletionen im Muskel und/oder eine mtDNA-Depletion. Die Atmungskettenenzyme im Muskel können nur eine leichte Aktivitätsminderung oder normale Aktivität zeigen.

    9.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    9.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

  10. Coenzym-Q 10-Defizienz

    11. Der Coenzym-Q 10-Mangel ist eine autosomal-rezessiv vererbte Erkrankung, die mit verschiedenen klinischen Phänotypen assoziiert ist:
    1. Enzephalomyopathie mit Belastungsintoleranz, mitochondrialer Myopathie, Myoglobinurie, Epilepsie, Ataxie (Ogasahara et al. 1989, Sobreira et al. 1997)
    2. Infantile Enzephalomyopathie, Kardiomyopathie, Ataxie, optische Neuropathie, Taubheit, Nephrose (Rotig et al. 2000)
    3. Zerebelläre Ataxie (Lamperti et al. 2003, Le Ber et al. 2007)
    4. Leigh-Syndrom mit Kleinwuchs, Ataxie, Taubheit (Maldergem et al. 2002)
    5. Isolierte Myopathie (Horvath et al. 2006b)

    Der genetische Hintergrund ist sehr heterogen. Vor kurzem wurden pathogene Mutationen in verschiedenen Coenzym-Q 10-Biosynthese-Genen bei infantiler Enzephalomyopathie beschrieben (primäre Coenzym-Q 10-Defizienz; Gene COQ 2, PDSS 1, PDSS 2; López et al. 2006, Quinzii et al. 2006, Mollet et al. 2007). Sekundärer Coenzym-Q 10-Mangel kommt bei Gendefekten mit Einfluss auf die Coenzym-Q 10-Biosynthese vor (Gene APTX, ETFDH; Quinzii et al. 2005, Gempel et al. 2007).

    10.1 Spezielle Zusatzdiagnostik

    10.2 Spezielle therapeutische Maßnahmen

Therapie mitochondrialer Erkrankungen

Bislang steht keine kurative Behandlung zur Verfügung. Zahlreiche experimentelle Ansätze einer Gentherapie sind derzeit noch nicht klinisch relevant. In erster Linie zielt eine Therapie daher auf Prävention und symptomatische Behandlung typischer Komplikationen. Jedem Patienten sollte ein Notfallpass für Muskelkranke (Deutsche Gesellschaft für Muskelkranke, Freiburg; Schweizerische Gesellschaft für Muskelkranke, Zürich, www.muskelkrank.ch/index.php?p=publikationen&catld= 1 (externer Link)) ausgestellt werden.

  1. Allgemeine Maßnahmen und supportive Therapie

    2. Die Patienten bedürfen einer allgemeinen Beratung im Hinblick auf Ernährung, Reisen, Sport- und Freizeitverhalten sowie Vermeidung von Komplikationen (Medikamente, Narkosen, Infekte). In Bezug auf die Ernährung wird eine kalorienreiche Kost empfohlen, bestehend aus mehreren kleinen Mahlzeiten pro Tag. Starke Hitze- bzw. Kälteeinwirkungen sollten ebenso wie Aufenthalte in großen Höhen (Sinken des Sauerstoffpartialdrucks) vermieden werden. Prinzipiell muskelschädigende Medikamente wie Statine oder Chloroquin sollten vermieden werden.

    Körperliches Training:
    Regelmäßiges, leichtes aerobes Ausdauertraining (kardiales Monitoring!) ohne Ausreizen der Belastungsgrenze, z. B. 2-3x pro Woche Fahrradergometrie (­ bei mtDNA-Mutationen; Taivassalo et al. 2006, Jeppesen et al. 2006), regelmäßige angeleitete Physiotherapie.

    Fieberhafte Infekte:
    Gefahr der krisenhaften Verschlechterung, daher rasche Fiebersenkung und ggf. antibiotische Behandlung, adäquate Flüssigkeitszufuhr, bevorzugte Antipyretika: Paracetamol, Ibuprofen.

    Narkosen:
    Vorlage des Muskelpasses, Vorsicht mit Anästhetika, besondere Überwachung (Shipton u. Prosser 2004).

    Korrektur einer episodischen schweren Laktatazidose:
    Bicarbonat, Dialyse, Dichloroacetat.

    Kardiale Komplikationen:
    Frühzeitige Herzschrittmacher-Implantation, konventionelle Therapie, selten Herztransplantation bei monosymptomatischen Erkrankungen vor allem im Kindesalter.

    Gastroenterologische Komplikationen:
    Bei Malnutrition und Dysphagie durch ösophageale Motilitätsstörung PEG-Anlage oft unumgänglich, bei krikopharyngealer Achalasie ggf. krikopharyngeale Myotomie (Kornblum et al. 2001), parenterale Ernährung.

    Endokrinologische Komplikationen:
    Konventionelle Behandlung eines Diabetes mellitus, ggf. Hormonersatztherapien (Thyroxin, GH, etc.).

    Ophthalmologische Komplikationen:
    Prismenbrillen, Oberlidsuspensions-OP durch spezialisierte Ophthalmologen, Kataraktchirurgie.

    Innenohrschwerhörigkeit:
    Verordnung von Hörgeräten, ggf. Cochlea-Implantat (Sinnathuray et al. 2003) (⇑).

    Epileptische Anfälle:
    Konventionelle Therapie möglichst unter Vermeidung von Valproat, wegen sekundärer L-Carnitin-Defizienz ggf. orale Substitution bei Valproat-Gabe (DiMauro et al. 2004). Am häufigsten kommen Carbamazepin, Lamotrigin, Topiramat, Levetiracetam, Gabapentin zur Anwendung (Chinnery u. Bindoff 2003).

    Medikamente, die möglichst vermieden werden sollten:
    Vorsicht mit Triptanen bei MELAS (Chinnery u. Bindoff 2003), Vorsicht mit Barbituraten bei LHON (Komplex-I-Inhibition), Aminoglykosid-Antibiotika (Ototoxizität), Chloramphenicol und Tetrazyklinen (Hemmung der mitochondrialen Proteinbiosynthese), Ringer-Laktat-Infusionen (Laktatazidose), Valproat (Inhibition b-Oxidation, Lebertoxizität, sekundäre L-Carnitin-Defizienz; Krahenbühl et al. 2000).

  2. Pharmakotherapie

    3. Eine Vielzahl verschiedener Präparate, hierunter antioxidative Substanzen, Vitamine und Kofaktoren der Atmungskettenenzyme, wurden in der pharmakologischen Therapie mitochondrialer Erkrankungen angewendet. Abgesehen von der Substitution von Coenzym Q 10 bei den primären Coenzym-Q 10-Defizienzen konnte bis auf positive Effekte in Einzelfallbeobachtungen und kleinen Fallserien bei keiner Substanz ein signifikanter Effekt nachgewiesen werden, nicht zuletzt weil die Datenlage bezüglich großer kontrollierter Doppelblind-Studien äußerst begrenzt ist und der Spontanverlauf mitochondrialer Erkrankungen Fluktuationen aufweist und so die Beurteilbarkeit eines Therapieeffekts erschwert (Chinnery et al. 2006). Letztlich bleibt die Therapieentscheidung immer eine Einzelfallentscheidung, die von der individuellen Befundkonstellation abhängt. Bei den Präparaten sollte zunächst ein Behandlungsversuch über 6 Monate erfolgen, bei Ineffektivität kann die Medikation danach abgesetzt werden.
    Im Folgenden sind die am häufigsten verwendeten Substanzen aufgelistet. Darüber hinaus kommen Thiamin (Vitamin B1, 100-500 mg/d) (⇔), Vitamin E (200-400 IE/d) (⇔), Succinat bei Komplex-I-Defizienz (6 g/d) (⇔), Folsäure (vor allem bei KSS) (⇔), Nicotinamid (50-75 mg/kg/d) (⇔) und Alpha-Liponsäure (200-600 mg/d) (⇔) zur Anwendung. Dichloroacetat (Dosis: 25 mg/kg/d oral) kann kurzfristig zur Besserung einer schweren Laktatazidose eingesetzt werden (⇔) (De Stefano et al. 1995, Stacpoole et al. 1997) und zeigte in einer offenen Studie auch bei längerfristiger Anwendung positive Effekte in Einzelfällen (⇔) (Barshop et al. 2004). In randomisierten Studien zeigte ein längerer Einsatz von Dichloroacetat allerdings keinen Effekt auf klinische Parameter bei kongenitaler Laktatazidose (⇓⇓) (B) (Stacpoole et al. 2006) und sogar zum Studienabbruch führende Nebenwirkungen in Form einer toxischen Neuropathie bei MELAS (⇓⇓) (B) (Kaufmann et al. 2006).

    2.1 Coenzym Q 10 (Ubiquinon)

    2.2 Idebenon

    2.3 Riboflavin (Vitamin B2)

    2.4 Kreatin-Monohydrat

    2.5 L-Carnitin

Neuromuskuläre Zentren mit einer Spezialisierung auf mitochondriale Erkrankungen des Erwachsenenalters

Weiterführende Internetseiten

Literatur

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  2. Andreu AL, Hanna MG, Reichmann H, et al. Exercise intolerance due to mutations in the cytochrome b gene of mitochondrial DNA. N Engl J Med 1999;341:1037-1044.
  3. Arts WF, Scholte HR, Bogaard JM, et al. NADH-CoQ reductase deficient myopathy: successful treatment with riboflavin. Lancet 1983;2: 581-582.
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  5. Barshop BA, Naviaux RK, McGowan KA, et al. Chronic treatment of mitochondrial disease patients with dichloroacetate. Mol Genet Metab 2004;83:138-149.
  6. Bouchet C, Steffan J, Corcos J, et al. Prenatal diagnosis of myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like syndrome: contribution to understanding mitochondrial DNA segregation during human embryofetal development. J Med Genet 2006;43: 788-792.
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Verfahren zur Konsensbildung

Erstellungsdatum:

07/2002

Letzte Überarbeitung:

10/2008

Nächste Überprüfung geplant:

k.A.

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Stand der letzten Aktualisierung: 10/2008
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