Personalisierte Mitochondriale Medicine (PerMiM)

Mitochondriale Störungen betreffen den zellulären Energiestoffwechsel des menschlichen Körpers. Sie verursachen eine klinisch und genetisch sehr heterogene, individuell sehr seltene aber in Summe häufige Krankheit beim Menschen mit oft schwerer Symptomatik aber kaum Behandlungsmöglichkeit. Immerhin spricht eine wachsende Subgruppe auf Behandlung mit z.B. Kofaktoren (Vitamin B1, B2, Coenzym Q) an. Biochemisch betrachtet zeigt sich in Patientengeweben ein auffälliger mitochondrialer Energiestoffwechsel, dessen genauer Mechanismus und zugrundeliegender genetischer Defekt die Basis für die Entwicklung von therapeutischen Substanzen sind. Die Techniken der Next-Generation Sequenzierung (NGS) haben die Diagnostik von mitochondrialen Erkrankungen revolutioniert. Trotzdem bleibt aber noch die Hälfte der Betroffenen nach einer Exom- Sequenzierung, bei der alle menschlichen Gene untersucht werden, ohne Diagnose. Daher muss die genetische Diagnostik durch Integrierung von Multi-Omics Techniken (Gesamtgenom-Sequenzierung [WGS], RNA Sequenzierung aller exprimierter Gene [RNA-seq], Untersuchung aller exprimierten Proteine [Proteomics]) weiterentwickelt werden als Grundlage für ein personalisiertes Krankheitsmanagement. Das Personalisierte Mitochondriale Medizin (PerMiM) Konsortium kann zurückgreifen auf das bestehende internationale Multi-Zentrum Projekt GENOMIT, das nationale Netzwerke aus Österreich, Deutschland und Italien und nationale Zentren aus Frankreich und China beinhaltet. Das PERMIM Konsortium wird gemeinsam 700 neue Fälle pro Jahr identifizieren. Diese globale Zusammenarbeit führt zur größten Sammlung von Multi-Omics Daten von mitochondrialen Erkrankungen. Wir schließen Gruppen mit einzigartiger Expertise für biochemische und genetische Diagnostik, klinische Betreuung von mitochondrialen Patienten und Computer-Wissenschaftler zusammen, die Mulit-Omics Datenbanken und statistische Modelle für die Diagnostik entwickeln werden. PerMiM gibt biochemische und genetische Grundlagenforschung direkt an die Patientenversorgung weiter. Durch Entwicklung einer integrierten Multi-Omics Schiene, welche die Diagnoserate erhöhen wird, und einem präklinischen Screening zur Evaluierung von Biomarkern im Hochdurchsatz- Verfahren. Weiter werden klinische Diagnostik und Management innerhalb des Konsortiums verglichen, um Evidenz-basierend die beste Versorgung, Betreuung und Diagnostik für Patienten mit mitochondrialen Erkrankungen zu etablieren. Nur durch die vereinten Kräfte des PerMiM Konsortiums kann die notwendige Anzahl an Patienten erreicht werden, um die angestrebten Ziele zu erreichen.

Mitochondrien sind die Kraftwerke unserer Zellen und erzeugen den Treibstoff für alle zellulären Prozesse, den Treibstoff des Lebens. Mitochondriale Krankheiten sind eine wachsende Gruppe von derzeit mehr als 400 verschiedenen genetischen Störungen, die den Energiestoffwechsel beeinträchtigen. Man kann sich vorstellen, dass ein gestörter Energiestoffwechsel zu zahlreichen Anzeichen und Symptomen führen kann, die für die Betroffenen sehr belastend sind und oft schon im (frühen) Kindesalter zum Tod führen. Oft ist der Weg zur Diagnose lang und wird als "diagnostische Odyssee" erlebt. Da keine ursächlichen Therapien zur Verfügung stehen, ist ein individuelles unterstützendes Management entscheidend. Mit Hilfe des PerMiM-Forschungsprojekts konnten wir mehrere Aspekte unserer Patientenbetreuung verbessern, vom Diagnoseprozess bis hin zur individuellen Betreuung. Wir haben die psychologischen Erfahrungen der Eltern während des diagnostischen Prozesses ausgewertet, was uns in die Lage versetzte, diesen Prozess zu verbessern. Gemeinsam mit unseren Mitarbeitern konnten wir zahlreiche neue mitochondriale Erkrankungen identifizieren und mehr über den zugrundeliegenden Pathomechanismus erfahren, was für eine künftige Präzisionsbehandlung unerlässlich ist. Vor allem aber ermöglichte uns dieses Forschungsprojekt, individuelle Behandlungsansätze für viele Patienten zu erforschen. Vor allem mit ganz einfachen Maßnahmen wie einer fett- oder proteinreichen Ernährung konnten wir bei mehreren belastenden Erkrankungen wie epileptischen Anfällen Verbesserungen erzielen, Leberversagen verhindern oder Muskelkraft und Mobilität verbessern. All diese kleinen Schritte machen zusammen einen großen Unterschied bei den täglichen Aktivitäten und der Lebensqualität der Betroffenen und ihrer Familien aus. Unsere Arbeit wurde in der internationalen Forschungsgemeinschaft anerkannt und die Projektleiterin wurde zu Vorträgen und Workshops bei wichtigen europäischen Konferenzen eingeladen und erhielt außerdem eine regionale Auszeichnung für ihre Arbeit auf diesem Gebiet (Kulturförderpreis der Stadt Salzburg 2023).