The Spectrum of Maculopathy in Mitochondrial DNA A3243G Mutation: A Case Series of Six Patients

Abstract

Background The mitochondrial DNA (mtDNA) A3243G point mutation encompasses a heterogenous group of disorders including mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes (MELAS), maternally inherited diabetes and deafness (MIDD), and, rarely, chronic progressive external ophthalmoplegia (CPEO). Regardless of the clinical phenotype, a specific retinopathy has been associated with the presence of this mitochondrial DNA mutation. We present six female patients exhibiting retinopathy of the A3243G point mutation at various stages.

History and Signs Six female patients (37 – 70 years old) with the A3243G point mutation (four MELAS, one MIDD, and one CPEO) exhibited a maculopathy. Visual acuity ranged from 1/60 to 10/10. Visual field abnormalities varied from minimal decreased sensitivity to absolute central scotomas. They all exhibited, at various degrees, a characteristic pattern of perimacular and peripapillary retinal pigment epithelium (RPE) alterations, with mottled dys-autofluorescence and RPE atrophy and deposits on OCT.

Therapy and Outcome The level of visual impairment depended on the foveal involvement and the extension of RPE atrophy. The severity of the maculopathy was not related to age. In the only long-term follow-up (15 years), evolution was slowly progressive.

Conclusions A single mtDNA point mutation at locus 3243 can result in a variety of clinical presentations (MELAS, MIDD, or CPEO). Ocular involvement may manifest as a perimacular/peripapillary RPE atrophy/deposit, which can variably impact central visual function (from asymptomatic to legal blindness). The discovery of such a maculopathy should prompt the ophthalmologist to complete the personal and family history, namely, asking for the presence of diabetes mellitus and/or deafness.

Zusammenfassung

Hintergrund Die mitochondriale DNS-A3243G-Punktmutation führt zu verschiedensten Krankheiten, darunter mitochondriale Enzephalopathie, Laktatazidose und schlaganfallartige Episoden (MELAS), mütterlich vererbter Diabetes und Taubheit (MIDD) und selten auch chronisch-progressive externe Ophthalmoplegie (CPEO). Unabhängig vom klinischen Phänotyp wird diese Mutation der mitochondrialen DNS mit einer spezifischen Retinopathie in Verbindung gebracht. Wir präsentieren hier 6 weibliche Patienten, bei welchen die A3243G-Punktmutation-Retinopathie verschieden weit fortgeschritten ist.

Anamnese und Befund Sechs weibliche Patienten (37 – 70 Jahre alt) mit der A3243G-Punktmutation (4 MELAS, 1 MIDD und 1 CPEO) zeigten eine Makulopathie. Ihre Sehstärke lag im Bereich 1/60 bis 10/10. Gesichtsfelddefekte umfassten minimale Sensitivitätsverluste bis hin zu absolutem zentralem Skotom. Bei allen Patienten fanden wir ein charakteristisches Muster (mit variabler Ausprägung) von perimakulären und peripapillären retinalen Pigmentepithelveränderungen, mit fleckiger Dysautofluoreszenz, mit retinaler Pigmentepithelatrophie und Ablagerungen auf der optischen Kohärenztomografie (OKT).

Therapie und Verlauf Die Sehfähigkeit hing davon ab, ob die Fovea betroffen und wie stark die retinale Pigmentepithelatrophie fortgeschritten war; generell war die Prognose jedoch gut. Das Alter hatte keinen Einfluss auf die Ausprägung der Krankheit. Die typischen Zeichen der Makulopathie waren ringförmige RPE-Ablagerungen und/oder perimakuläre und peripapilläre Netzhautatrophien.

Schlussfolgerungen Eine einzige mtDNS-Punktmutation am Locus 3243 kann zu einer Vielzahl von klinischen Anzeichen führen (MELAS, MIDD oder CPEO). Diese Mutation kann zu einer okularen Makulopathie führen, die asymptomatisch verlaufen oder in Blindheit resultieren kann. Die Entdeckung einer solchen Makulopathie sollte den Ophthalmologen dazu veranlassen, eine komplette Anamnese (einschließlich der Familiengeschichte) zu erstellen und dabei vor allem auf das Vorkommen von Diabetes mellitus und Taubheit achtzugeben.

Key words

A3243G - MELAS - MIDD - mitochondriopathies - maculopathy

Schlüsselwörter

A3243G - MELAS - MIDD - Mitochondriopathien - Makulopathie

Publication History

Received: 25 September 2020

Accepted: 29 December 2020

Article published online:
30 April 2021

• References

• 1 van den Ouweland JM. Lemkes HH, Ruitenbeek W. et al. Mutation in mitochondrial tRNA(Leu)(UUR) gene in a large pedigree with maternally transmitted type II diabetes mellitus and deafness. Nat Genet 1992; 1: 368-371 doi:10.1038/ng0892-368
• 2 Goto Y, Nonaka I, Horai S. A mutation in the tRNA(Leu)(UUR) gene associated with the MELAS subgroup of mitochondrial encephalomyopathies. Nature 1990; 348: 651-653 doi:10.1038/348651a0
• 3 Latvala T, Mustonen E, Uusitalo R, Majama K. Pigmentary retinopathy in patients with the MELAS mutation 3243A→G in mitochondrial DNA. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 2002; 240: 795-801 doi:10.1007/s00417-002-0555-y
• 4 Daruich A, Matet A, Borruat FX. Macular dystrophy associated with the mitochondrial DNA A3243G mutation: Pericentral pigment deposits or atrophy? Report of two cases and review of the literature. BMC Ophthalmol 2014; 14: 1-7 doi:10.1186/1471-2415-14-77
• 5 Massin P, Dubois-Laforgue D, Meas T. et al. Retinal and renal complications in patients with a mutation of mitochondrial DNA at position 3243 (maternally inherited diabetes and deafness). A case-control study. Diabetologia 2008; 51: 1664-1670 doi:10.1007/s00125-008-1073-1
• 6 Adjadj E, Mansouri K, Borruat FX. Mitochondrial DNA (mtDNA) A 3243 G mutation associated with an annular perimacular retinal atrophy. Klin Monbl Augenheilkd 2008; 225: 462-464 doi:10.1055/s-2008-1027257
• 7 Guillausseau PJ, Massin P, Dubois-LaForgue D. et al. Maternally inherited diabetes and deafness: a multicenter study. Ann Intern Med 2001; 134 (9 Pt 1): 721-728 doi:10.7326/0003-4819-134-9_part_1-200105010-00008