Mitochondrial Diabetes and Deafness: Possible Dysfunction of Strial Marginal Cells of the Inner Ear
- Olmos, Pablo R. MSc, MD
- Borzone, Gisella R. MD, PhD
- Olmos, Juan P. BSEE
- Diez, Alberto BS
- Santos, José L. PhD
- Serrano, Valentina MN, MD
- Cataldo, Luis R. MSc
- Anabalón, José L. BS
- Correa, Claudio H. BS
ABSTRACT
Objective:
Some patients with the syndrome of mitochondrial diabetes and deafness (MIDD) have a m.3243A>G mutation of theMTTL1gene encoding transfer ribonucleic acid for the amino acid leucine (tRNALeu(UUR)). One of our MIDD patients inspired us to propose an integrated view on how a single mutation of the mitochondrial deoxyribonucleic acid (DNA) affects both the glucose metabolism and the inner ear physiology.
Design:
(a) Study of mitochondrial DNA in a patient with MIDD. (b) Review of the literature on the impact of the m.3243A>G mutation on glucose metabolism and on the physiology of the hearing process.
Settings:
Outpatient diabetes and nutrition department and molecular nutrition laboratory.
Methods:
(a) Polymerase chain reaction followed by restriction fragment analysis identified the m.3243A>G mutation. (b) Review of the literature from 1994 to 2009.
Results:
(a) Molecular study: the m.3243A>G mutation was detected with an appreciable level of heteroplasmy. (b) Review of the literature: the strial marginal cells located near the organ of Corti fulfill two characteristics: they are rich in mitochondria, and their dysfunction may produce neurosensorial deafness by means of a reduction in the potassium ion concentration of the endolymph.
Conclusions:
The m.3243A>G mutation not only underlies a dysfunction of the insulin-producing beta cell of the pancreas but also results in a reduction in adenosine triphosphate production of the strial marginal cells of the inner ear, thus diminishing the energy (in the form of potassium ion gradient) needed for the outer hair cells of the organ of Corti to amplify the soundwaves, particularly at high frequencies.
Objectif:
Certains patients atteints du syndrome de diabète mitochondrial et de surdité (DMS) sont porteurs de la mutation m.3243A>G du gèneMTTL1codant I'acide ribonucléique de transfert de I'acide aminé leucine (ARNtLeu(UUR)). Le cas d'un de nos patients atteints de DMS nous a poussés à voir comment une simple mutation de I'acide désoxyribonucléique (ADN) mitochondrial pouvait affecter à la fois le métabolisme du glucose et la physiologie de I'oreille interne.
Type d'étude:
L'étude comporte deux parties: (a) une analyse de I'ADN mitochondrial chez un patient atteint de DMS; (b) un examen de la documentation sur I'effet de la mutation m.3243A>G sur le métabolisme du glucose et la physiologie de I'audition.
Lieux:
L'étude a été menée au service externe de diabète et de nutrition et au laboratoire de biologie moléculaire nutritionnelle.
Méthodes:
Nous avons procédé: (a) à une réaction en chaîne par polymérase, suivie d'une analyse d'un fragment identifié de la mutation m.3243A>G; (b) à un examen de la documentation, 1994 à 2009.
Résultats:
(a) L'analyse moléculaire a montré que la mutation m.3243A>G avait un degré assezélevéd'hétéroplasmie; (b) I'examen de la documentation a révélé que les cellules marginales striées, situées près de I'organe de Corti, présentaient deux caractéristiques: elles sont riches en mitochondries et leur dysfonctionnement peut causer une surdité neurosensorielle attribuable à une diminution de la concentration d'ions potassium dans I'endolymphe.
Conclusions:
La mutation m.3243A>G non seulement sous-tend un dysfonctionnement des cellules bêta du pancréas, productrices d'insuline, mais elle entraîne également une diminution de la production d'adénosine triphosphate par les cellules marginales striées de I'oreille interne, ce qui a pour effet de diminuer I'énergie (sous forme de gradient de concentration d'ions potassium) dont les cellules ciliées externes de I'organe de Corti ont besoin pour amplifier les ondes sonores, surtout aux hautes fréquences.