Gen MT-TL1

Ít nhất một đột biến gen MT-TL1 gây ra bệnh tiểu đường và điếc di truyền từ mẹ (Maternally Inherited Diabetes and Deafness - MIDD). Đột biến gen MT-TL1 là nguyên nhân gây bệnh phổ biến nhất, chiếm khoảng 85% tổng số ca bệnh. Biểu hiện lâm sàng của người bệnh gồm tiểu đường và mất thính lực. Trong một số trường hợp, bệnh có thể ảnh hưởng đến mắt, cơ, tim hoặc thận của người bệnh.

Đột biến gen MT-TL1 thay đổi một trình tự nucleotide trong chuỗi ADN. Cụ thể, guanine thay thế tại adenine vị trí 3243 trong gen (viết là A3243G). Đột biến A3243G khiến tRNALeu (UUR) giảm khả năng chèn axit amin leucine vào chuỗi protein đang lắp ráp, dẫn đến quá trình sản xuất protein diễn ra chậm. Người ta nhận thấy đột biến A3243G làm ti thể giảm khả năng kích hoạt giải phóng insulin. Đối với người bệnh, bệnh tiểu đường xảy ra khi các tế bào beta không sản xuất đủ insulin để điều chỉnh hiệu quả lượng đường trong máu.

Một số đột biến gen MT-TL1 gây ra bệnh cơ não ti thể, nhiễm toan lactic và các cơn giống đột quỵ (Mitochondrial Encephalomyopathy, Lactic acidosis, and Stroke-like episodes - MELAS). Biểu hiện đặc trưng của người bệnh gồm những đợt đau đầu dữ dội tái phát, yếu cơ, mất thính lực, các cơn giống đột quỵ làm bệnh nhân mất ý thức, co giật và những bất thường khác ảnh hưởng đến hệ thần kinh.

Phần lớn đột biến gen MT-TL1 thay đổi trình tự nucleotide đơn lẻ trong gen. Đột biến A3243G mô tả phía trên là dạng phổ biến nhất gây ra MELAS, chúng chiếm khoảng 80% tổng số ca bệnh. Đột biến A3243G khiến ti thể giảm khả năng sản xuất protein, sử dụng oxy và tạo ra năng lượng. Người ta chưa rõ những thay đổi trong ADN ti thể dẫn đến dấu hiệu và triệu chứng cụ thể của MELAS như thế nào. Họ đang tiếp tục nghiên cứu tác động của đột biến gen trong ti thể lên các mô khác nhau, đặc biệt tại mô não.

Đột biến gen MT-TL1 hiện diện trên một số người mắc bệnh động kinh rung giật cơ kèm rách sợi cơ (Myoclonic Epilepsy with Ragged-red Fibers - MERRF). Họ cũng biểu hiện một số triệu chứng của bệnh MELAS được mô tả phía trên. Người ta phân loại trường hợp này thành hội chứng chồng chéo MERRF/MELAS do kết hợp các dấu hiệu và triệu chứng của cả hai bệnh. Biểu hiện đặc trưng của hội chứng này bao gồm rung giật cơ, yếu cơ, thất điều, mất thính lực, co giật và tiểu đường.

Các đột biến gây ra MT-TL1 hội chứng chồng chéo MERRF/MELAS thay đổi trình tự nucleotide đơn lẻ trong gen. Tuy nhiên, người ta chưa xác định được những thay đổi di truyền này dẫn đến dấu hiệu của hội chứng chồng chéo MERRF/MELAS như thế nào.

Đột biến gen MT-TL1 gây ra một số trường hợp bệnh liệt cơ vận nhãn ngoài tiến triển (progressive external ophthalmoplegia). Người bệnh có biểu hiện sụp mí mắt và suy yếu cơ kiểm soát chuyển động của mắt.

Đột biến A3243G được mô tả phía trên cũng gây ra một số trường hợp bệnh liệt cơ vận nhãn ngoài tiến triển. Người ta đang tìm hiểu tại sao cùng một đột biến gen nhưng dẫn đến các bệnh lí khác nhau. Các dấu hiệu và triệu chứng của người bệnh do suy giảm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, tuy nhiên, cơ chế cụ thể chưa được tìm hiểu rõ ràng. Người ta nhận thấy khiếm khuyết ti thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến mắt vì mắt phụ thuộc nhiều vào quá trình phosphoryl hóa oxy hóa để lấy năng lượng.

Khoảng 20 đột biến gen MT-TL1 (chủ yếu gồm các đột biến làm thay đổi trình tự nucleotide) ảnh hưởng đến cơ và hệ thần kinh. Vì vậy, người bệnh thường có biểu hiện yếu cơ và bất thường hệ thần kinh. Họ thường bị yếu cơ, đau và mệt mỏi cực độ, đặc biệt khi tập thể dục. Trong một số trường hợp, cơ tim của người bệnh bị suy yếu nên tim tim không thể bơm máu bình thường. Tình trạng này dẫn đến bệnh cơ tim.

Một số trẻ mang đột biến gen MT-TL1 có dấu hiệu chậm phát triển, gặp vấn đề về tâm thần hoặc tự kỉ. Ngoài ra, đột biến gen MT-TL1 cũng được phát hiện trong một vài trường hợp mắc hội chứng đột tử trẻ sơ sinh (SIDS). Hội chứng này là nguyên nhân chính gây tử vong cho trẻ dưới 1 tuổi.