Mitochondrial diseases (MD) are rare and heterogeneous disorders, with approximately half of cases remaining undiagnosed after whole-exome sequencing (WES). RNA sequencing (RNA-seq) is an emerging approach that has been shown to improve diagnostic yields by 8% to 36% to the diagnostic yield in rare disease. In this study, we assessed the feasibility of integrating RNA-seq into routine diagnostics, either as a first-line approach or as a second-line strategy to clarify variants of uncertain significance.

We performed high-throughput RNA-seq (Illumina platform) on fibroblasts from 12 patients with suspected mitochondrial disease and inconclusive whole-exome sequencing (WES). Based on WES findings, patients were stratified into three groups: five patients had two variants of uncertain significance in a candidate gene, including one predicted to affect splicing (group 1), three patients had only one heterozygous variant in a recessive candidate gene (group 2) ; and four consanguineous patients did not have any candidate gene (group 3). Data were analyzed using the Galileo interface (Integragen) and manually inspected with the Integrative Genomics Viewer to identify aberrant RNA phenotypes. Puromycin treatment was used as NMD inhibitor when necessary. Whole-genome sequencing (WGS) was performed in selected cases to assess its diagnostic yield in comparison with RNA-seq.

RNA-seq enabled a molecular diagnosis in 7 out of 12 patients (58%). In Group 1, RNA-seq supported the reclassification of variants in 4 of 5 patients by providing functional evidence of pathogenicity. In Group 2, RNA-seq identified a second pathogenic variant or its transcriptomic consequences in all 3 patients, enabling a definitive diagnosis. In one of these cases, WGS was required in addition to RNA-seq to reveal a deep intronic variant. In Group 3, RNA-seq did not detect any RNA defect but WGS enabled a diagnosis in one case.

RNA-seq emerges as a powerful diagnostic tool for MD, particularly for confirming the pathogenicity of splice variants and identifying second hits in recessive genes. Its integration into the diagnostic workflow in patients with inconclusive WES significantly improves the overall diagnostic yield. Further optimization of protocols, integration of specific bioinformatic tools for data interpretation, and expansion of our internal RNA-seq reference database will enhance its contribution in future diagnostic applications.

L’atteinte rénale dans le syndrome MELAS (Mitochondrial Myopathy, Encephalopathy, Lactic Acidosis, and Stroke-like episodes) constitue une complication fréquente, potentiellement associée à une augmentation du risque de mortalité. Toutefois, le phénotype précis de la maladie rénale ainsi que son évolution restent largement méconnus.

Nous avons mené une étude rétrospective multicentrique, portant sur des patients présentant une atteinte rénale documentée et porteurs d’une mutation impliquée dans le syndrome MELAS.

104 patients ont été inclus. L'âge médian d’apparition du premier symptôme était de 25 ans [IQR : 17,5–36,5], avec un délai médian de 12 ans [IQR : 3,0–22,0] entre le début des symptômes et le diagnostic génétique. La mutation classique m.3243A>G a été retrouvée chez 93 patients (89%), et 11 patients présentaient une autre mutation. Les premières manifestations rénales ont été diagnostiquées à un âge médian de 41 ans [IQR : 32,0–53,0]. Une protéinurie supérieure à 1 g/24h a été observée chez 41/87 patients (47,1 %), tandis que des signes de tubulopathie étaient présents chez 15/39 patients (38,5 %). Une biopsie rénale a été réalisée chez 41 patients, révélant une hyalinose segmentaire et focale comme lésion prédominante chez 16 patients (39 %), suivie de lésions vasculaires chez 11 patients (26,8 %) et de lésions tubulo-interstitielles chez 9 patients (22 %). Une insuffisance rénale terminale est survenue chez 47 patients (45,2 %) à un âge médian de 40 ans [IQR : 32–49]. De plus, 23 patients (22,1 %) sont décédés au cours du suivi, à un âge médian de 61,0 ans [IQR : 46,0–65,0]. Les patients présentaient en médiane des symptômes dans 4 organes [3–5] en plus du rein. Une mauvaise évolution rénale était significativement associée à l’apparition du premier symptôme mitochondrial avant l’âge de 20 ans, à la présence d’une mutation autre que m.3243A>G ou à une protéinurie supérieure à 1 g/24h.

Cette étude, la plus vaste cohorte jamais décrite sur le sujet, confirme que l’atteinte rénale la plus fréquente dans le syndrome MELAS est de type glomérulaire, caractérisée par une hyalinose segmentaire et focale. Elle met également en évidence une atteinte vasculaire sévère, fréquente et potentiellement spécifique, un aspect jusqu’alors non décrit. Par ailleurs, une différence statistiquement significative en termes d’atteintes rénale et extrarénale a été observée selon la mutation génétique causale.

L'atteinte rénale dans le syndrome MELAS est hétérogène et évolue fréquemment vers l’insuffisance rénale terminale, d'où l’importance d’un diagnostic précoce pour optimiser la prise en charge.

BCS1L is implicated in the assembly of complex III. Clinical phenotype is wide-ranging, from GRACILE syndrome to Björnstad syndrome associating pili torti and deafness. We describe three siblings with homozygous variant in BCS1L showing accumulation of short-, medium- and long-chain acylcarnitines, as well as the effect of riboflavin treatment.

We report the case of two sisters and a brother (11 and 8 years, 3 months) of Moroccan origin, with related parents. Both sisters presented at 24 hours of age with neonatal hypoglycemia (0.4 mmol/L and 0.7 mmol/L), lactic acidosis (13 mmol/L and 15 mmol/L), liver dysfunction (PT 17%), rhabdomyolysis (CK 938 IU/L and 1,705 IU/L), and hyperammonemia (161 µmol/L and 227 µmol/L). Acylcarnitines profiles showed accumulation of all chain length acylcarnitine, consistent with MADD. They were subsequently lost to follow-up. Between the ages of 6 and 9, both sisters presented with gait disorders with vomiting and choreo-dystonia after 150m walk, as well as severe language disorders. Lactate was normal in blood and CSF. The acylcarnitines profile was MADD-like. High-throughput sequencing of MADD-related genes was inconclusive. Whole genome sequencing revealed homozygous c.385G>A p.(Gly129Arg) variant in BCS1L in both sisters. Treatment with riboflavin (300 mg daily) was associated with resolution of vomiting and ability to climb stairs without exhaustion, but without change in neuropsychological symptoms or acylcarnitines profile. The brother was born following prenatal genetic diagnosis. Treatment with biotin and riboflavin was initiated at birth. He presented no clinico-biological manifestations during the neonatal period. The acylcarnitines profile showed a moderate increase in long-chain acyclarnitines.

The p.(Gly129Arg) variant has already been described with intermediate phenotypes surviving into adulthood, such as myopathy, focal motor seizures, optic atrophy or even neuropsychiatric symptoms with a history of neonatal lactic acidosis. The MADD-like pattern on acylcarnitines profile is a diagnostic challenge when the diagnosis of MADD is refuted (ETFA, ETFB and ETFDH). Other known genetic causes include genes associated with riboflavin metabolism and transport, but also mitochondrial DNA mutations in the MT-CYB or MT-CO2 genes, or even the COASY gene. Known acquired causes include sertraline or babies with maternal riboflavin deficiency. Acquired riboflavin deficiency is not well described. Riboflavin is often used to treat mitochondrial cytopathies, although its efficacy has not been clearly demonstrated.

Biochemical MADD-like pattern is a possible presentation of BCS1L deficiency. The efficacy of riboflavin treatment in primary mitochondrial disorders might need to be assessed according to the biochemical profile.

Acid Sphingomyelinase Deficiency (ASMD) type B is a rare lysosomal disorder caused by SMPD1 mutations. Due to its low prevalence and clinical heterogeneity, diagnosis is challenging, but early detection is crucial with enzyme replacement therapy. We asked whether an AI-assisted screening based on key clinical and biological features can efficiently identify ASMD type B cases and potential candidates for genetic testing.

We conducted a retrospective study (RnIPH 2024-85) at Toulouse University Hospital, analyzing 359,802 lipid profiles (2012–2023). We identified individuals with a total cholesterol/HDL cholesterol ratio >4.5. A regex-based extraction method screened records for the following items : consanguinity, hepatomegaly, splenomegaly, and ground-glass opacities (GGOs), while we also analyzed thrombocytopenia (<150 giga/L). Patients meeting ≥4/5 criteria underwent clinical review.

Among 63,653 patients with dyslipidemia, 20.3% had thrombocytopenia, 4.93% hepatosplenomegaly, 2.29% GGOs, and 0.24% consanguinity. In total, 179 patients met ≥4/5 criteria. Nineteen (10.6%) were pediatric. Three previously diagnosed ASMD type B patients in our center were identified. Additionally, among other conditions, 46 cases (25.7%) had monogenic diseases, and five undiagnosed patients were flagged for ASMD screening.

Our hybrid approach, combining algorithmic filtering and clinical expertise, could enhance rare disease diagnosis.

This approach could be expanded to other rare diseases with multi-organ involvement, particularly those with targeted therapies, where detection could significantly improve clinical outcomes for undiagnosed patients.

Les maladies mitochondriales primaires (MMP) sont des affections multisystémiques causées par des mutations de l’ADN nucléaire ou mitochondrial entrainant in fine un déficit structural ou fonctionnel mitochondrial. Si l’atteinte respiratoire est exceptionnelle, la myopathie peut entraîner une insuffisance respiratoire. En dehors du déficit en TK2, la prévalence, les facteurs de risque et l’évolution de l’atteinte respiratoire restent mal caractérisés.

Étude rétrospective sur des données longitudinales issues d’un registre multicentrique français incluant des patients adultes avec une MMP génétiquement confirmée ou hautement probable sur la base de critères cliniques et histopathologiques. Les patients ayant eu au moins une mesure de la capacité vitale forcée (CVF) ont été inclus. Les données cliniques, génétiques et fonctionnelles respiratoires ont été recueillies. Une atteinte respiratoire était définie par une CVF < 80 % de la valeur théorique et sévère par une CVF < 50%. L’analyse longitudinale de la CVF a été réalisée par modèle mixte linéaire. Les facteurs associés à l’atteinte respiratoire ont été explorés par analyses uni- et multivariées.

Parmi les 248 patients inclus (58.5 % de femmes), 100 (40.3 %) présentaient une atteinte respiratoire dont 25 étaient sévères (10%). A âge égal à la dernière visite (51.9 vs 49.9 ans), le groupe avec atteinte respiratoire avait débuté les symptômes plus précocement (21.6 vs 26.8 ans, p=0.01). L’atteinte respiratoire était corrélée à une atteinte du système nerveux central (51% vs 34.5%, p=0.01), musculaire (52% vs 34.5%, p<0.01), cardiaque (38.0% vs 23.0%, p=0.01), une hypoacousie (48.0% vs 28.4% ; p<0.01) et un diabète (14% vs 6.1%, p=0.04). L’atteinte respiratoire était tendanciellement plus fréquente dans le groupe avec délétion unique de l’ADNmt (29.7% vs. 42%, p=0.06). Concernant l’évolution de l’atteinte respiratoire, la CVF déclinait en moyenne de 1,46 % par an. L’atteinte respiratoire était plus fréquemment associée à un recours à la ventilation non invasive (24 % vs 4,1 %, p<0,01), une mortalité plus élevée (35 % vs 18,2 %, p<0,01) et à un décès plus précoce (49,0 vs 66,2 ans, p<0,01).

Cette description de l'évolution de la CVF dans le temps dans les MMP permet de l'envisager comme biomarqueur évolutif pour de futurs essais cliniques.

Nos résultats mettent en évidence l’importance d’un dépistage précoce de cette complication fréquente (présente chez 40 % des patients de notre cohorte), en particulier chez les patients présentant des facteurs de risque tels qu’une atteinte du système nerveux central, musculaire ou cardiaque, une hypoacousie ou un diabète.