La enfermedad mitocondrial es la forma más común de la enfermedad metabólica hereditaria, con una prevalencia estimada de mutaciones potencialmente patógenas de 1:200-1:500. Dada la diversidad de su heterogeneidad clínica, representa un reto diagnóstico para el clínico. La identificación estándar ha sido la evaluación histológica y bioquímica de una biopsia muscular. Sin embargo, este procedimiento conlleva considerables tasas de falsos positivos y falsos negativos. Como la función mitocondrial es esencial para la función celular, la identificación de biomarcadores metabólicos indicativos de la disfunción podría proporcionar considerable beneficio para el diagnóstico.

Neurólogos del Royal North Shore Hospital, St. Leonards, en Australia, determinaron de forma prospectiva la fiabilidad y validez del factor de crecimiento de fibroblastos 21 (FGF-21) como marcador biológico para la patología mitocondrial en una población transversal de adultos. Se consideraron 140 sujetos, entre ellos 54 con enfermedad mitocondrial, 20 con enfermedad neuromuscular no mitocondrial y 66 controles, entre noviembre de 2011 y octubre de 2012. Las concentraciones de FGF-21 se compararon con marcadores clásicos, como la creatina quinasa, lactato, piruvato y la relación lactato/piruvato. Mediante análisis estadísticos, se determinaron la sensibilidad, el riesgo (R) y la fiabilidad general de FGF-21 como marcador de enfermedad mitocondrial.

Los niveles de FGF-21 fueron significativamente superiores en pacientes con enfermedad mitocondrial y difirieron fuertemente entre los grupos experimentales. FGF-21 mostró un remarcado valor de diagnóstico R (45,7 [intervalo de confianza del 95% = 12,6 a 166,5], p < 0,0001) en comparación con otros biomarcadores y fue el mejor predictor de la enfermedad de acuerdo con la sensibilidad y análisis de curva ROC. Después de un análisis de regresión logística multivariante controlado por potenciales factores de confusión, FGF-21 fue el único capaz de predecir el mal mitocondrial.

Finalmente, este estudio prospectivo establece que el nivel sérico del FGF-21 representa  un biomarcador sensible de la enfermedad mitocondrial, superando a indicadores clásicos: quinasa creatina, lactato, piruvato y la relación lactato/piruvato.