In de afgelopen jaren zijn er drie erfelijke ziekten inhet metabolisme en transport van creatine be-schreven. Deficiëntie van arginine: glycine-amidino-transferase, het eerste enzym in de creatinebio-synthese, is beschreven bij twee zusjes van 4 en 6 jaaroud en hun neefje van 5 jaar oud. De patiënten pre-senteerden zich met ontwikkelingsachterstand en eenverlaagde concentratie creatine in de hersenen. Deconcentraties van zowel creatine als guanidinoace-taat in plasma en urine waren verlaagd. Het tweededefect is een deficiëntie van guandinoacetaat-methyl-transferase, het tweede enzym in de creatinebio-synthese. De klinische presentatie van deze ziekte va-rieert tussen een matige mentale retardatie en eenernstige extrapyramidale encefalopathie met ernstigeepilepsie. Biochemisch kenmerkt de ziekte zich doorverhoogde concentraties van guandinoacetaat enverlaagde concentraties creatine en creatinine in li-chaamsvloeistoffen. Inmiddels zijn wereldwijd meerdan 20 patiënten met een GAMT-deficiëntie bekend.Heel recent is de ontdekking van een defect in hetcreatinetransportergen, gelegen op het X-chromo-soom. In korte tijd zijn al meer dan 30 patiënten metdeze ziekte gediagnosticeerd. Het betreft een ge-slachtsgebonden overervend ziektebeeld. Aangedanemannelijke patiënten hebben een duidelijke ontwik-kelingsachterstand, zeer uitgesproken op het gebiedvan taal en spraak, en vaak ook epilepsie. Draagstershebben mildere of geen symptomen. Voor biochemi-sche diagnostiek van defecten in het creatinemetabo-lisme kan worden begonnen met analyse van creatineen guanidinoacetaat in zowel plasma als urine. Be-vestiging van de diagnose kan middels enzymassaysen een functionele creatineopname-assay in fibroblas-ten en door mutatiestudies van de betreffende genen.Bij alle drie de ziektebeelden worden verlaagde con-centraties creatine gevonden bij in vivo magnetischeresonantie spectroscopie van de hersenen.

Trefwoorden: creatine; guanidinoacetaat; GAMT;AGAT; transporter; stofwisselingsziekte; erfelijkemetabole ziekte

Creatine (afgeleid van het griekse woord kreas, vlees)is een belangrijke metaboliet voor de opslag van ener-gie in het menselijk lichaam. De laatste jaren is de inte-resse in creatine en het creatinemetabolisme sterk toe-genomen. Met name het gebruik van creatine bij debehandeling van neurologische en spierziekten en hetgebruik van creatineanalogen als antikankermiddelenheeft de aandacht getrokken. Inname van creatine doorsporters, met als doel de sportieve prestatie te verbete-ren, is populair. Ook in het vakgebied van de erfelijkestofwisselingsziekten is de interesse in het creatineme-tabolisme toegenomen, hetgeen veroorzaakt is door deontdekking van drie ziekten in het creatinemetabolisme. Het grootste deel van het lichaamscreatine bevindtzich in de spier, waar het reversibel wordt omgezet increatinefosfaat door het enzym creatinekinase (zievoor een overzicht 1). Ook in de retina en sperma-tozoa zijn relatief hoge creatineconcentraties aan-wezig, terwijl in de hersenen een intermediaire con-centratie aanwezig is. Lage creatineconcentratiesworden gevonden in longen, lever en nieren. Bij deomzetting van creatinefosfaat in creatine komt ener-gie vrij de in de vorm van ATP. Creatine in het li-chaam is afkomstig uit twee bronnen: de voeding(voornamelijk uit vlees en vis) en endogene bio-synthese (figuur 1). De biosynthese begint met deomzetting van glycine en arginine door het enzymL-arginine:-glycine-amidinotransferase (AGAT; EC2.1.4.1) in guanidinoacetaat en ornithine. Het ge-vormde guanidinoacetaat wordt gemethyleerd in eenreactie die gekatalyseerd wordt door guanidinoacetaat-methyltransferase (S-adenosyl-L-methionine: N-guani-dinoacetaat-methyltransferase, GAMT; EC 2.1.1.2).De methyldonor S-adenosylmethionine wordt hierbijomgezet in S-adenosylhomocysteïne.

24 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004, vol. 29, no. 1

Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004; 29: 24-28

Aangeboren ziekten in het creatinemetabolisme en -transport

N.M. VERHOEVEN, G.S. SALOMONS en C. JAKOBS

Metabool Laboratorium, Afdeling Klinische Chemie, VUmedisch centrum, Amsterdam

Correspondentie: Dr. N.M. Verhoeven. Metabool Laboratorium,Afdeling Klinische Chemie, VU medisch centrum, AmsterdamE-mail: N.Verhoeven@vumc.nl

arginine glycine

guanidinoacetaatornithine

S-adenosylmethionine

S-adenosylhomocysteïne

creatine creatinine

creatine

AGAT

celmembraanSLC6A8

GAMT

spontane omzetting

Figuur 1. Het metabolisme van creatine.

In de mens komen de enzymen AGAT en GAMTvoor in de pancreas en de lever. AGAT komt, in te-genstelling tot GAMT, ook hoog tot expressie in denier. Op basis van deze en andere bevindingen wordtervan uitgegaan dat de belangrijkste route voor crea-tinebiosynthese begint met de vorming van guanidi-noacetaat in de nier, transport van guanidinoacetaatdoor het bloed en methylering tot creatine in de lever.Het gevormde creatine wordt door het bloed naar despieren en de hersenen getransporteerd, waar hetwordt opgenomen middels de creatinetransporter(SLC6A8). Een klein deel (ca. 1,5%) van het in decellen aanwezige creatine wordt dagelijks spontaanomgezet in creatinine, een metabool eindproduct.Creatinine wordt uitgescheiden door de nier. Sinds enkele jaren is bekend dat er aangeboren stof-wisselingsziekten bestaan in de biosynthese en hettransport van creatine (tabel 1). Dit artikel vat onzeervaring met deze drie ziektebeelden en de huidige li-teratuur hierover samen.

Arginine: glycine-amidinotransferasedeficiëntieIn 2000 werden de eerste patiënten met een deficiëntievan AGAT beschreven (2,3). Twee zusjes, van 4 en 6jaar oud, presenteerden zich met een ontwikkelings-achterstand en ernstige spraak-taalachterstand. Zij

hadden geen epilepsie. Wel had één van de meisjeseenmaal een koortsconvulsie. Bij deze kinderen werdmiddels in-vivo-spectroscopie van de hersenen eentekort aan creatine waargenomen. Guandinoacetaat inurine bleek bij deze meisjes verlaagd (tabel 2). Dearginine- en glycineconcentraties waren normaal. Hetvermoeden van een deficiëntie van AGAT werd beves-tigd middels een radioactieve enzymassay in lymfo-blasten en fibroblasten en mutatiestudies. Behandelingvan beide meisjes met creatinemonohydraat liet eenduidelijke toename van de concentratie van creatine inde hersenen zien. De ouders bleken dragers van demutatie. In 2002 werd een derde patiënt met AGAT-deficiëntie beschreven. Het betreft een jongetje van 5jaar oud, een neefje van de bovenbeschreven meisjes.Dit jongetje presenteerde zich op de leeftijd van 2 jaarmet psychomotore en taalachterstand (4).Recent hebben wij een enzymassay in lymfoblastenen lymfocyten ontwikkeld, gebaseerd op omzettingvan stabiele-isotoop-gelabelde substraten en gaschro-matografische-massaspectrometrische detectie vanproductvorming (5). In lymfoblasten van een van debovenbeschreven patiënten werd een niet-detecteer-bare AGAT-activiteit gevonden (tabel 3). Tevens isDNA-sequentieanalyse van het AGAT-gen mogelijkin het Metabool Laboratorium van het VUMC.

25Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004, vol. 29, no. 1

Tabel 1. Aangeboren defecten in creatinemetabolisme en -transport

Ziektebeeld Enzymdefect Enzymnr. McKusick-nr. Localisatie

AGAT-deficiëntie L-arginine:glycine-amidinotransferase 2.1.4.1 602360 15q15.1

GAMT-deficiëntie S-adenosyl-L-methionine: 2.1.1.2 601240 19p13.3N-guanidinoacetaatmethyltransferase

Creatinetransporterdefect Solute Carrier 6A8 300036 Xq28

Tabel 2. Mutaties in de betreffende genen en concentraties van guanidinoacetaat (guac) en creatine in urine (mmol/mol creatinine) enplasma (µmol/l) van patiënten met GAMT-deficiëntie (n=4), AGAT-deficiëntie (n=2) en een defect in de creatinetransporter(SLC6A8) (n=7)

leeftijd1 mutatie guac in urine creatine in urine guac in plasma creatine in plasma

GAMT 1 3 c 327G-A 3597-5139 274-278 38-39 2-7GAMT 2 5 g1637-1787del151bp 453-795 13-30 16-24 0-4GAMT 3 25 c491-492insG 589-634 31-39 12 1GAMT 4 2 W174X en c327G-A 28091 336 n.g.2 n.g.2

AGAT 13 4 T149X verlaagd n.g.2 normaal normaalAGAT 23 6 T149X verlaagd n.g.2 normaal normaal

SLC6A8 1 7 R154X normaal 1500 normaal 75SLC6A8 2 20 delF107 normaal 3100 normaal 95SLC6A8 3 4 delF408 normaal 3100 normaal 68SLC6A8 4 2 Y262X normaal 5500 normaal 96SLC6A8 5 4 delF408 normaal 4500 normaal 83SLC6A8 6 66 G381R normaal 2500 normaalSLC6A8 7 2 deletie van 3’-eind van gen normaal 3800 normaal 69

referentie- <15 jr: 2-220 4-12 jr 17-721 <15 jr 0,35-1,8 <10 jr 17-109waarden (n) (104) (36) (33) (33)

>15 jr: 3-78 >12 jr 11-244 >15 jr 1,0-3,5 >10 jr 6-50 (40) (47) (21) (32)

1 Leeftijd in jaren 2 n.g.: niet gemeten 3 Gegevens uit ref. 7

GAMT-deficiëntieDe eerste patiënten met een deficiëntie van GAMTwerden beschreven door de groepen van Stöckler inWenen en Hanefeld in Göttingen (6, 7). De eerste pa-tiënt werd op de leeftijd van 22 maanden verwezennaar de kinderneuroloog naar aanleiding van spier-zwakte en een progressieve extrapyramidale bewe-gingsstoornis. Bij in-vivo-proton-NMR-spectroscopievan de hersenen werd een afwezigheid van creatineen toename van guanidinoacetaat in de hersenen waar-genomen. Deze bevinding suggereerde een defect inde vorming of opname van creatine in de hersenen.Analyse van creatine in lichaamsvloeistoffen beves-tigde het tekort aan creatine zoals gevonden in dehersenen (zie tabel 2). Kwantificering van guanidino-acetaat, de directe precursor van creatine, in urine,plasma en CSF, toonde een sterke verhoging. Dezebevindingen wezen in de richting van een deficiëntiein de creatinebiosynthese, hetgeen enzymatisch werdbevestigd (GAMT-deficiëntie) (tabel 3). Analyse vanhet GAMT-cDNA in de patiënt toonde twee verschil-lende mutaties, een basenpaarverandering en een 3-baseparen-insertie. Sinds de beschrijving van de eerste GAMT-deficiëntepatiënt zijn er meer dan 20 patiënten gediagnosti-ceerd. In 1998 beschreven wij twee patiënten die zichpresenteerden met autistiform gedrag en milde ont-wikkelingsachterstand (8). Bij metabool urineonder-zoek bij deze patiënten werden gegeneraliseerde ver-hogingen van aminozuren, organische zuren en andereonderzochte metabolieten, allen uitgedrukt per creati-nine, gevonden. Dit profiel van gegeneraliseerde ver-hogingen deed een tekort aan creatine met een daaruitvolgend verlaagde creatinineconcentratie, vermoeden.In-vivo-spectroscopie van de hersenen bevestigde hetcreatinetekort. In lichaamsvloeistoffen werd een ver-hoogde concentratie guanidinoacetaat gevonden. Dediagnose GAMT-deficiëntie werd op enzymatisch enmoleculair niveau bevestigd. Het klinisch beeld vaneen deficiëntie van GAMT bleek hiermee heterogeen,en variërend van een milde achterstand met gedrags-afwijkingen tot een ernstig neurologisch beeld.Meestal is er echter sprake van een ontwikkelings-achterstand die tot uiting komt in de tweede helft vanhet eerste levensjaar.Behandeling van patiënten met GAMT-deficiëntie be-staat uit de suppletie van creatinemonohydraat. Ditkan, binnen een behandelingsperiode van enkelemaanden, leiden tot bijna genormaliseerde creatine-concentraties in de hersenen. De concentratie creatinein plasma stijgt naar verhoogde waarden, de concen-

tratie guanidinoacetaat neemt af maar blijft verhoogd.Inmiddels wordt ook onderzoek gedaan naar behan-deling met creatinesuppletie in combinatie met orni-thinesuppletie en een eiwitarm dieet. De gedachtehierachter is dat de hoge ornithineconcentraties en deeiwitbeperking de biosynthese van het potentieeltoxische guanidinoacetaat remmen (9). Klinisch zijner belangrijke verbeteringen van de conditie van depatiënt: de epilepsie neemt sterk af en het gedrag ver-betert beduidend. Helaas verdwijnen niet alle symp-tomen. Vermoedelijk is een vroege diagnose, gevolgddoor creatinesuppletie, essentieel voor een goederespons op therapie.Diagnostiek van GAMT-deficientie omvat naast deanalyse van guanidinoacetaat in lichaamsvloeistoffen,de analyse van het GAMT-enzym en DNA-sequentie-analyse. De enzymassay die wij ontwikkeld hebbenmaakt gebruik van stabiele isotoop-gelabelde substra-ten en massaspectrometrische detectie van product-vorming (10). Onze ervaringen met deze assay enmet DNA-sequentieanalyse staan samengevat in tabel2 en 3.

Een defect in SLC6A8, de X-gebonden creatine-transporterIn 2000 beschreven wij, in samenwerking metDeGrauw, Cincinatti USA, de eerste patiënt met eencreatinetekort in de hersenen veroorzaakt door eenmutatie in de creatinetransporter (11, 12). Klinischpresenteerde deze 7-jarige jongen zich bij de kinder-neuroloog met ontwikkelingsachterstand, een zeerduidelijke spraak-taalachterstand (afwezigheid vanactieve taal op de leeftijd van 7 jaar) en epilepsie.Naar aanleiding van een toenemende schedelomvangwerd in-vivo-proton-magnetische-resonantiespectro-scopie van de hersenen verricht, waarbij afwezigheidvan het creatinesignaal werd waargenomen. Bij hethierna uitgevoerde biochemisch onderzoek werdenlicht verhoogde concentraties van creatine en nor-male concentraties van guanidinoacetaat in urine ge-vonden, waarmee deficiënties van GAMT en AGATwaren uitgesloten. Familieanamnese van deze jongenleidde tot het vermoeden van een geslachtsgebondenovererving van de klinische verschijnselen: moederen oma hadden leerproblemen en IQ’s van 79 en 76respectievelijk en de broer van moeder had ernstigeontwikkelingsachterstand. Het totaal aan bevindingensuggereerde een defect in het creatinetransportergen(SLC6A8) dat gelokaliseerd is op het X-chromo-soom. DNA-sequentieanalyse bij de familie beves-tigde deze hypothese (tabel 2).

26 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004, vol. 29, no. 1

Tabel 3. Activiteit van GAMT en AGAT in controlecellijnen en patiënten met GAMT- en AGAT-deficiëntie, zoals bepaald metenzymassays gebaseerd op stabiele-isotopen-gelabelde substraten

lymfoblasten lymfocyten fibroblasten

AGAT (pmol/min mg eiwit)Controles (n) 21-70 (8) 1,3-8,5 (16) niet detecteerbaarPatiënt <1 niet onderzocht

GAMT (pmol/uur mg eiwit)Controles (n) 63-450 (10) niet onderzocht 60-243 (7)Patiënten (n=7) <5 niet onderzocht <5

Een poging tot behandeling van de patiënt met 800mg/kg creatinemonohydraat per dag gedurende driemaanden leidde helaas niet tot normalisatie van decreatineconcentratie in de hersenen, ondanks de sterktoegenomen concentratie creatine in bloed. Ook kli-nisch was geen effect waar te nemen van deze behan-deling. De creatineconcentratie in liquor bleek wel(hoog)normaal, wat suggereert dat het gesuppleerdecreatine wel de hersenvloeistof bereikt, maar niet decel in getransporteerd kan worden.Inmiddels zijn er meer dan 30 patiënten met eenmutatie in de creatinetransporter bekend (13-15).Opvallend bij alle patiënten is de expressieve taal-achterstand. Ongeveer 50% van de draagsters ver-toont duidelijke leer- en gedragsstoornissen. Bij deandere draagsters zijn er geen symptomen. Waar-schijnlijk wordt het verschil in presentatie bij dedraagsters veroorzaakt door een verschil in het X-inactivatie patroon.Excretie van creatine in de urine lijkt een biochemi-sche marker voor een defect in de creatinetransporter.Bij de aangedane patiënten wordt verhoogde excretievan creatine in de urine gevonden (tabel 2). Tevenshebben we een functionele test voor de opname vancreatine in gekweekte huidfibroblasten ontwikkeld.Hiertoe worden fibroblasten gedurende 24 uur geïn-cubeerd met creatine, waarna creatineopname wordtgekwantificeerd middels stabiele-isotoopdilutie-gas-chromatografie-massaspectroscopie. Bij aangedanepatiënten is de opname bij fysiologische creatinecon-centraties volledig afwezig.DNA-sequentieanalyse bij aangedane mannen heeftgeresulteerd in de vondst van meerdere mutaties,waaronder nonsense mutaties, ‘splice variants’ en de-leties (tabel 2).

Diagnostische strategieHet klinisch beeld van de drie defecten in het creatine-metabolisme en -transport is niet duidelijk homogeenen niet specifiek (tabel 4). Mentale retardatie metspraak-taalachterstand wordt bij een groot aantal er-felijke en verworven ziekten op de kinderleeftijd ge-vonden, evenals epilepsie en milde spierzwakte. Bijlang niet alle kinderen met deze symptomen zal uit-gebreid onderzoek naar metabole ziekten worden ver-richt, zodat de diagnose gemist kan worden. Zelfs als

er metabool onderzoek wordt verricht, zal niet altijdde diagnose worden gesteld. Het traditionele pakketdat wordt uitgevoerd bij metabool onderzoek, be-staande uit analyse van organische zuren, aminozurenen enkele andere analyses, leidt niet direct tot dediagnose van een creatinesynthese- of -transport-defect. Wel kan de uitkomst van metabool onderzoekwijzen in de richting van een creatinedeficiëntie,namelijk als gegeneraliseerde verhogingen van eengroot aantal metabolieten, allen uitgedrukt per creati-nine, worden gevonden. Twee patiënten met GAMT-deficiëntie zijn op deze manier onder de aandachtgekomen (8). Het is niet duidelijk of deze gegenerali-seerde verhogingen in urine bij alle patiënten metGAMT-deficiëntie en AGAT-deficiëntie gevondenkunnen worden. Bij creatinetransporterdeficiënte pa-tiënten worden geen gegeneraliseerde verhogingenvan metabolieten in urine gevonden.In-vivo-spectroscopie van de hersenen kan een zeerduidelijke aanwijzing geven van de aanwezigheidvan een creatinedeficiëntiesyndroom. Bij alledrie debeschreven defecten is de creatineconcentratie in her-senen verlaagd. In-vivo-spectroscopie is echter eennieuwe en zeer specialistische techniek, die op ditmoment slechts beschikbaar is in enkele medischecentra. Ook zullen patiënten met milde symptomenmeestal niet worden onderworpen aan dit onderzoek.Gericht onderzoek naar creatinedeficiëntiesyndromenis biochemisch relatief eenvoudig (figuur 2). Helaasis bepaling van creatinine in plasma niet geschikt, inelk geval niet met de Jaffé-methode, gezien de valsverhoogde creatininewaarden die zijn beschreven bijtwee patiënten (16). Analyse van guanidinoacetaat encreatine in plasma is echter wel diagnostisch in zowelGAMT- als AGAT-deficiëntie (17) (tabel 2). Bevesti-ging van de diagnose kan voor beide defecten openzym- en DNA-niveau. Ons laboratorium beschiktover zeer gevoelige methoden in fibroblasten en/oflymfoblasten, gebaseerd op massaspectrometrischeanalyse van productvorming uit stabiele isotoop-gela-belde substraten (5, 9) (tabel 3).

27Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004, vol. 29, no. 1

Tabel 4. Klinische symptomen bij defecten in creatinebiosyn-these en -transport

Defect Klinische symptomen

GAMT-deficiëntie Mentale retardatieSpraak-taalontwikkelingsachterstandEpilepsieExtrapyramidale symptomenAutisme/autistiform gedrag

AGAT-deficiëntie Mentale retardatieSpraak-taalontwikkelingsachterstand

Creatinetransporter- Mentale retardatiedefect Spraak-taalontwikkelingsachterstand

EpilepsieAutisme/autistiform gedrag Figuur 2. Biochemische diagnostische benadering bij patiën-

ten verdacht van defect in creatinebiosynthese of -transport.

creatinebiosynthesedefectuitgesloten, transporterdefectonwaarschijnlijk.

guanidinoacetaat en creatine inplasma en urine

guanidinoacetaat verlaagd inplasma en urine

guanidinoacetaat verhoogdin plasma en urine

creatine verhoogd in urine(uitgedrukt per creatinine)

AGAT-assay inlymfoblasten en mutatieanalyse AGAT-gen

GAMT-assay infibroblasten oflymphoblasten, mutatie-analyse GAMT-gen

creatineopnamestudie infibroblasten en mutatie-analyse SLC6A9-gen

geen afwijkingen

Voor diagnostiek van een geslachtsgebonden creatine-transporterdefect is op dit moment niet volledig dui-delijk of bepaling van de creatine-excretie een goedemarker is. Alle tot nu toe gediagnosticeerde patiëntenhadden licht verhoogde tot verhoogde creatinecon-centratie in urine (uitgedrukt per mol creatinine)(tabel 2). Dit is echter geen specifieke bevinding ende sensitiviteit is onduidelijk. Diagnostiek van decreatinetransporterdeficiëntie kan worden verrichtdoor in-vivo-spectroscopie van de hersenen, DNA-sequentieanalyse en creatine-opnamestudies in ge-kweekte fibroblasten. Helaas is ook het klinisch beeldaspecifiek en variabel, hoewel de expressieve taal-achterstand een probleem is dat bij alle bekende pa-tiënten is gevonden. Goede familieanamnese kanwijzen op een defect in de creatinetransporter bij con-statering van een geslachtsgebonden overerving.De ontdekking van meer dan 30 patiënten met een de-fect in de geslachtsgebonden creatinetransporter enmeer dan 20 patiënten met GAMT-deficiëntie in eenperiode van slechts enkele jaren kan wijzen op een rela-tief hoge frequentie van creatinedeficiëntiesyndromen.Gericht onderzoek bij patiënten met mentale retardatie,spraakachterstand en/of autisme zou kunnen leiden totde identificatie van meerdere patiënten met een defectin het creatinemetabolisme of -transport. Belangrijkhierbij is, dat tenminste twee van de drie defecten(potentieel) te behandelen zijn met creatinesuppletie.

Literatuur

1. Wyss M, Kaddurah-Daouk R. Creatine and kreatininemetabolism. Physiol Rev 2000; 80: 1107-1213.

2. Item CB, Stockler-Ipsiroglu S, Stromberger C, Muhl A,Alessandri MG, Bianchi MC, Tosetti M, Fornai F, CioniG.Arginine:glycine amidinotransferase deficiency: the thirdinborn error of creatine metabolism in humans. Am J HumGenet 2001; 69: 1127-1133.

3. Bianchi MC, Tosetti M, Fornai F, Alessandri MG, CiprianiP, De Vito G, Canapicchi R.: Reversible brain creatine defi-ciency in two sisters with normal blood creatine level. AnnNeurol 2000; 47: 511-513.

4. Battini R, Leuzzi V, Carducci C, Tosetti M, Bianchi MC,Item CB, Stockler-Ipsiroglu S, Cioni G. Creatine depletion ina new case with AGAT deficiency: clinical and genetic studyin a large pedigree. Mol Genet Metab 2002; 77: 326-331.

5. Verhoeven NM, Schor DSM, Roos B, Battini R, Stöckler-Ipsiroglu S, et al. Diagnostic enzyme assay that uses stable-isotope-labeled substrates to detect L-arginine: glycine ami-dinotransferase deficiency. Clin Chem 2003; 49: 803-805.

6. Stöckler S, Holzbach U, Hanefeld F, Marquardt I, Helms G,Requart M, Hanicke W, Frahm J. Creatine deficiency in thebrain: a new, treatable inborn error of metabolism. PediatRes 1994; 36: 409-413.

7. Stöckler S, Isbrandt D, Hanefeld F, Schmidt B, von FiguraK. Guanidinoacetate methyltransferase deficiency: the firstinborn error of creatine metabolism in man. Am J HumGenet 1996; 58: 914-922.

8. Knaap MS van der, Verhoeven NM, Maaswinkel-Mooij P,Pouwels PJ, Onkenhout W, Peeters EA, Stockler-IpsirogluS, Jakobs C. Mental retardation and behavioral problems aspresenting signs of a creatine synthesis defect. Ann Neurol.2000; 47: 540-543.

9. Schulze A, Ebinger F, Rating D, Mayatepek E. Inprovingtreatment of guanidinoacetate methyltransferase deficiency:reduction of guanidinoacetic acid in body fluids by argininerestriction and ornithine supplementation. Mol Genet Metab2003; 74: 413-419.

10. Verhoeven NM, Roos B, Struys EA, Salomons GS, Vander Knaap MS, Jakobs C. Enzyme assay for diagnosis ofguanidinoacetate methyltransferase deficiency. Clin Chem,accepted.

11. Salomons GS, van Dooren SJM, Verhoeven NM, CecilKM, Ball WS, Degrauw TJ, Jakobs,C. X-linked creatine-transporter gene (SLC6A8) defect: a new creatine-defi-ciency syndrome. Am J Hum Genet 2001; 68: 1497-1500.

12. Cecil KM, Salomons GS, Ball WS Jr, Wong B, Chuck G,Verhoeven NM, Jakobs C, DeGrauw TJ. Irreversible braincreatine deficiency with elevated serum and urine creatine: acreatine transporter defect? Ann Neurol 2001; 49: 401-404.

13. Hahn KA, Salomons GS, Tackels-Horne D, Wood TC,Taylor HA, Schroer RJ, Lubs HA, Jakobs C, Olson RL,Holden KR, Stevenson RE, Schwartz CE. X-linked mentalretardation with seizures and carrier manifestations is causedby a mutation in the creatine-transporter gene (SLC6A8)located in Xq28. Am J Hum Genet 2002; 70: 1349-1356.

14. Salomons GS, van Dooren SJ, Verhoeven NM, Marsden D,Schwartz C, Cecil KM, DeGrauw TJ, Jakobs C. X-linkedcreatine transporter defect: an overview. J Inherit MetabDis. 2003; 26: 309-318.

15. Bizzi A, Bugiani M, Salomons GS, Hunneman DH, MoroniI, Estienne M, Danesi U, Jakobs C, Uziel G. X-linked crea-tine deficiency syndrome: a novel mutation in creatinetransporter gene SLC6A8. Ann Neurol. 2002; 52: 227-231.

16. Verhoeven NM, Guerand WS, Struys EA, Bouman AA,van der Knaap MS, Jakobs C. Plasma kreatinine assess-ment in creatine deficiency: a diagnostic pitfall. J InheritMetab Dis 2000; 23: 835-840.

17. Struys EA, Jansen EE, ten Brink HJ, Verhoeven NM, vander Knaap MS, Jakobs C. An accurate stable isotope dilu-tion gas chromatographic-mass spectrometric approach tothe diagnosis of guanidinoacetate methyltransferase defi-ciency. J Pharm Biomed Anal 1998; 18: 659-665.

Summary

Genetic defects in creatine metabolism and transport. Ver-hoeven NM, Salomons GS, Jakobs C. Ned Tijdschr Klin ChemLabgeneesk 2004: 29; 24-28.In the past years, three inborn errors in the metabolism andtransport of creatine have been described. Deficiency of argi-nine:glycine amidinotransferase, the first enzyme in creatinebiosynthesis, has recently been described in two sisters of 4and 6 years of age and their 5-year-old relative. They pre-sented with mental retardation and a decreased concentrationof creatine in brain. The concentrations of both guanidino-acetate and creatine in plasma and urine were decreased. Thesecond defect is a deficiency of guanidinoacetate methyltrans-ferase (GAMT), the second enzyme of the creatine-biosyn-thetic pathway. The clinical presentation of affected patientsvaries between mental retardation and severe extrapyramidalencephalopathy and intractable epilepsy. Biochemically, thedisease is characterised by elevated concentrations of guanidi-noacetate and decreased concentrations of creatine and creati-nine in body fluids. Worldwide, more than 30 affected patientshave been reported. A defect in the creatine transporter gene,localised on the X-chromosome, has been described in morethan 20 families. The disease has an X-linked inheritance pat-tern. Affected males have a significant developmental andspeech delay and often epilepsy. Carriers have milder or nosymptoms. For biochemical diagnosis of the defects in crea-tine metabolism and transport, analysis of guanidinoacetateand creatine in urine and plasma can be performed. The diag-nosis can be confirmed by enzyme and transport assays in cul-tured cells. Furthermore, mutation analysis is available for allthree diseases. In all three described defects, brain creatineconcentrations are decreased as can be found by in vivo mag-netic resonance spectroscopy of the brain.Key words: creatine; guanidinoacetate; GAMT; AGAT; trans-porter; inborn error metabolism; inherited disease

28 Ned Tijdschr Klin Chem Labgeneesk 2004, vol. 29, no. 1