Aspectos bioquímicos e moleculares da coenzima Q10

Abstract

A ubiquinona (também chamada de Coenzima Q10, CoQ10) é uma benzoquinona presente em praticamente todas as células do organismo que participam dos processos de produção de ATP e é sintetisada na membrana interna da mitocondria. A principal fonte de CoQ10 é obtida por síntese endógena e uma pequena parte é adquirida através da dieta. A CoQ10 desempenha diversas funções biológicas nas células, entre as que se destacam a de transportador de electrões na cadeia respiratória mitocondrial e a participação no sistema anti-oxidante do organismo. Como tal, uma deficiência de ubiquinona pode causar efeitos nocivos importantes no organismo, uma vez que se veriam implicadas estas funções chave do metabolismo celular. A deficiência primária de CoQ10 (MIM 607426) é uma doença rara, de transmissão autossómica recessiva e com uma apresentação clínica muito variável, estando associada a quatro principais fenótipos clínicos: 1) encefalopatia caracterizada por mioglobinúria mas também com envolvimento do sistema nervoso central; (2) doença predominantemente encefalopática com ataxia e atrofia cerebelar; (3) miopatia isolada com RRFs e armazenamento lipídico; (4) doença multissistémica tipicamente infantil e encefalopatia; (5) nefropatia isolada ou associada a encefalopatia. Se as mutações encontradas, nestes doentes, estiverem localizadas nos genes envolvidos na biossíntese da CoQ10, então classifica-se estes síndromes como primários, se pelo contrário, as mutações estão presentes noutros genes, estamos perante a formas secundárias. O objectivo deste estudo é identificar e caracterizar sob o ponto de vista bioquímico e molecular as formas primárias com alteração da cadeia respiratória mitocondrial (CRM), patologia ainda não diagnosticada no nosso país. Inicialmente será implementado o doseamento da CoQ10 no músculo, plasma e eventualmente em fibroblastos por HPLC-reversa por detecção electroquímica. Nos doentes com os valores baixos de CoQ10, vai-se proceder ao estudo molecular dos genes envolvidos na biossíntese, em que já existem alterações descritas, no sentido de estabelecer uma relação fenótipo-genótipo. Os doentes vão ser seleccionados pelo diagnóstico clínico suspeito e/ou com alterações da CRM compatíveis com deficiência da ubiquinona. Este trabalho vai permitir a identificação das deficiências de CoQ10 que são de extrema importância visto serem as únicas Citopatias Mitocondriais potencialmente tratáveis. Para além disso, a identificação das mutações responsáveis por esta deficiência, vai permitir a possibilidade de diagnóstico pré-natal e implementação de terapêutica precoce.

The ubiquinone (also known as Coenzyme Q10, CoQ10) is a benzoquinone present in virtually all body cells that participate in production of ATP, and is synthesized in the inner membrane of mitochondria. The main source of CoQ10 is the endogenous synthesis and only a small part is acquired through the diet. CoQ10 has several biological functions in cells, among which stand out the electron carrier function in the mitochondrial respiratory chain and the participation in the body’s anti-oxidant system. Thus, a ubiquinone deficiency can cause significant adverse effects on the body, since key functions involved in cellular metabolism are affected. The primary deficiency of CoQ10 (MIM 607426) is a rare autosomal recessive disease with a highly variable clinical presentation, and which is associated with four major clinical phenotypes: (1) encephalomyopathy characterized by mioglobinúria and brain involvement; (2) predominantly encephalopathic illness with ataxia and cerebellar atrophy, (3) isolated myopathy with ragged-red fibers (RRF's); (4) typical infantile multisystemic disease with encephalopathy and (5) isolated nephropathy or associated with encephalopathy. If the mutations found in these patients are located in genes involved in the biosynthesis of CoQ10, these syndromes are classified as primary, on the contrary, if mutations are present in other genes, these are secondary forms. The aim of this study is to identify and characterize, from the point of view of biochemical and molecular changes, the primary forms of CoQ10 deficiency with mitochondrial respiratory chain (CRM) alterations, a disease not yet diagnosed in our country. Initially it will be implemented the determination of CoQ10 in muscle, plasma and possibly in fibroblasts by reverse HPLC-electrochemical detection. In patients with low levels of CoQ10, will be carried out the molecular study of the genes involved in biosynthesis, for which there are already changes described, to establish a phenotype-genotype relationship. Patients will be selected by the suspected clinical diagnosis and / or changes in CRM compatible with ubiquinone deficiency. The work will allow the identification of the deficiencies of CoQ10 which are extremely important because they are the only potentially treatable mitochondrial cytopathies. In addition, the identification of mutations responsible for this deficiency will allow the possibility of prenatal diagnosis and implementation of early treatment. i ÍNDICE