Abstract: The fibroblast growth factor 21 (FGF21) is a new biomarker of mitochondrial diseases (MD). FGF21 concentration may be used to define the severity of mitochondrial disease.
Aim of the study: The study objective was to verify if the FGF21 concentration in paediatric patients with MD was correlated with the disease severity and stage and to assess the correlation between FGF21 levels and the genetic background of MD.
Material and methods: The disease stage in MD subjects was determined on the basis of the International Paediatric Mitochondrial Disease Scale (IPMDS) and the concentrations of FGF21, lactic and pyruvic acids, alanine and creatine kinase in serum were assessed in those patients.
Results: The median age of children with MD (n = 32) was 33 months (range: 2-213), in the control group (n = 21) the median age was 42 months (range: 8-202). The concentrations of FGF21, lactic acid and pyruvic acid were higher in MD patients than in the control group. No correlation between the disease severity (IPMDS) and serum FGF21 concentration was found. The FGF21 concentration was higher in patients whose MD resulted from nuclear gene damage (nDNA), median FGF21 = 1022 (84-8873) pg/ml, than in patients with MD resulting from mitochondrial damage (mtDNA), median FGF21 = 736 (188-2906) pg/ml, or with an abnormal variant in the PDHA1 gene, median FGF21 = 58 (25-637) pg/ml.
Conclusions: There is no correlation between the stage of MD and FGF21 level. Higher FGF21 values are seen in patients whose MD results from an abnormal nDNA variant rather than mtDNA damage.
Streszczenie: Czynnik wzrostu fibroblastów 21 (FGF21) jest nowym biomarkerem chorób mitochondrialnych. Wieksze stężenia FGF21 obserwowano w końcowej fazie choroby, dlatego FGF21 może być wykorzystane do określenia stopnia zaawansowania choroby mitochondrialnej (MD).
Cel pracy: Sprawdzenie, czy stężenie FGF21 u pacjentów pediatrycznych z MD jest skorelowane z ciężkością i choroby oraz ocena korelacji pomiędzy stężeniem FGF21 a podłożem genetycznym MD.
Materiał i metody: Stopień zaawansowania MD określono na podstawie Międzynarodowej Pediatrycznej Skali Zaawansowania Choroby Mitochondrialnej (IPMDS). Jednocześnie u pacjentów oceniano stężenie FGF21, kwasu mlekowego i pirogronowego, alaniny i kinazy kreatynowej w surowicy.
Wyniki: Mediana wieku dzieci z MD (n = 32) wynosiła 33 miesiące (2213), natomiast w grupie kontrolnej (n = 21) było 42 miesiące (zakres: 8202). Stężenia FGF21, kwasu mlekowego i kwasu pirogronowego były większe u pacjentów z MD niż w grupie kontrolnej. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy stopniem zaawansowania choroby (IPMDS) a stężeniem FGF21. Stężenie FGF21 było większe u pacjentów, u których MD wynikało z uszkodzenia genu jądrowego (nDNA), mediana FGF21 = 1022 (84–8873) pg/ml, niż u pacjentów z MD wynikającym z uszkodzenia mitochondrialnego DNA (mtDNA), mediana FGF21 = 736 (188–2906) pg/ml, lub z nieprawidłowym wariantem w genie PDHA1, mediana FGF21 = 58 (25–637) pg/ml.
Wnioski: Nie ma korelacji między stopniem zaawansowania MD a FGF21. Wyższe wartości FGF21 obserwowano u pacjentów, u których MD wynika z nieprawidłowego wariantu w nDNA niż z uszkodzenia mtDNA.
Keywords: IPMDS; mitochondrial diseases; mtDN; nDNA; FGF21.