LA FENILCETONURIA(PKU)

Historia de la PKU

• Fue descrita por primera vez por la escritora Pearl S. Buck (1921), en un relato sobre su propia hija.

• La identificación bioquímica de la PKU comenzó en Noruega en los años 20, describiendo el olor especial de la orina. El Dr. Folling identificó que esta orina se coloreaba de color verde al añadir cloruro férrico.

• Posteriormente Folling identificó al ácido fenilpirúvico, como el causante de esta reacción, y en 1934 describió la anormalidad bioquímica de la PKU.

Historia de la PKU

• El nombre de PKU fue atribuido a Lionel Penrose que trabajó en el

campo de las enfermedades metabólicas en la década de los años

30.

• Fue el primero que inició una dieta restrictiva, basada en azúcares,

frutas y vitaminas que abandonó al asociar malnutrición severa.

• En 1937 identificó la transmisión genética, de forma autosómica

recesiva, de la enfermedad.

• En 1937 el Dr. George Jervis identificó un defecto de la función de

la enzima fenilalanina hidroxilasa(PHA) como causante de la

PKU.

Historia de la PKU

• El primer tratamiento dietético con éxito ocurrió en la década de los 50.

• En un paciente de 17 meses, con retraso psicomotor y clínica compatible con PKU clásica, el Dr. Bickel preparó el primer producto sustitutivo de proteínas libres de fenilalanina (phe), y eliminaron las fuentes de fenilalanina de la dieta del paciente.

• Pero fue Woo (1983) quien definitivamente aisló e identificó por primera vez el gen donde se dan las instrucciones para la fabricación de la fenilalanina hidroxilasa, responsable de la enfermedad en el cromosoma 12.

Historia de la PKU• Pero fue Woo (1983) quien definitivamente aisló e identificó

por primera vez el gen donde se dan las instrucciones para la fabricación de la fenilalanina hidroxilasa, responsable de la enfermedad en el cromosoma 12.

• Se han identificado más de 500 mutaciones en el gen de la PAH.

¿Qué es la PKU?• La fenilcetonuria o PKU (del inglés “phenylketonuria”) es una

enfermedad que afecta a la química del organismo y se transmite de padres a hijos. Si no se trata, provoca incapacidades intelectuales. Afortunadamente, gracias a las pruebas de diagnóstico y detección para recién nacidos, es posible diagnosticar y tratar desde el comienzo a casi todos los bebés recién nacidos afectados por esta enfermedad y permitir que crezcan y se desarrollen sanos

• Es un error congénito del metabolismo, en el que la deficiencia de la enzima fenilalanina hidroxilasa(PAH), causa una acumulación de fenilalanina en sangre, orina y tejidos, así como un defecto de tirosina.

• Es una condición genética heredada de los dos padres.

• Cada vez que dos portadores conciban un hijo, la probabilidad de que éste reciba los dos cromosomas con el gen alterado es de un 25%. La probabilidad de que el niño sea sano pero portador es del 50% y, finalmente, la probabilidad de que sea sano y no portador es del 25%. Este tipo de herencia se denomina herencia autosómica recesiva y es la que presenta la fenilcetonuria.

¿Qué es la PKU?

• El exceso de fenilalanina impide que el Sist. Nervioso Central

capte aminoácidos vitales para su adecuado desarrollo.

• Este trastorno no se identifica hasta la realización de las

pruebas de detección de enfermedades congénitas que se

hacen a los neonatos.

• La fenilcetonuria (PKU) no se manifiesta hasta después del

nacimiento, pues durante el período intrauterino la

fenilalanina es metabolizada por la madre. Una vez detectada

se ha de proceder a su tratamiento inmediato, consistente en

el seguimiento de una dieta que proporcione niveles

adecuados de fenilalanina.

¿Dónde está localizado el gen PAH?

• En uno de estos cromosomas (cromosoma 12) hay un gen llamado PAH que cuando está alterado (mutado) en ambos cromosomas es responsable de la fenilcetonuria o de la hiperfenilalaninemia.

Incidencia de la PKU• La fenilcetonuria tiene una

incidencia general de 1 cada 10.000 recién nacidos vivos aunque hay variación según la zona geográfica. La frecuencia de portadores es del 2% en la población general

• La fenilcetonuria tiene una incidencia general de 1 cada 10.000 recién nacidos vivos aunque hay variación según la zona geográfica. La frecuencia de portadores es del 2% en la población general.

La Fenilalanina

• La fenilalanina es un aminoácido, molécula simple que forma parte de las proteínas.

• La fenilalanina tiene su propia vía metabólica, por la cual es capaz de formar un aminoácido muy parecido a ella, la tirosina, gracias a la acción de una enzima, la fenilalanina hidroxilasa (PAH) y de un coenzima que facilita la reacción, la tetrahidrobiopterina (BH4).

CORRELACION ENTRE EL GENOTIPPO Y EL FENOTIPO BIOQUIMICO EN

PACIENTES CUBANOS CON HIPEERFENILALANINEMIAS

HIPERFENILALANINEMIA

• Es una enfermedad monogénica por las mutaciones del gen de la enzima fenilalanina hidroxilasa

• Es un grupo de alteraciones del aminoácido fenilalanina(Phe).• Se define como elevación de los niveles de Phe en la sangre

por encima 2mg/dL (120µmol/L).• Se hereda de forma autosómica recesiva.• Es causada por la deficiencia de la enzima fenilalanina

hidroxilasa hepática.

Métodos

• Fueron 23 pacientes entre niños y adolescentes con cifras de fenilalanina superior a los 3.5ng/dL.

• Se uso la metodología PCR-Broad Range DGGE.

• Equipo ALF Express Sequencer de Amershan• Estuche de reactivos de PROMEGA.

Resultados

Fenilalanina plasma No. de casos Porcentaje

FKU severa > 1200 µmol / L 12 52 %

FKU intermedia 600 - 1200 µmol / L 10 43 %

Hiperfenilalaninemia persistente < 600 µmol / L 1 4,3 %

Clasificación fenotípica de los pacientesA los 23 pacientes a los que se les pudo completar la caracterización molecular, se les clasificó, como muestra la tabla 1, en 3 grupos fenotípicos: FKU clásica, FKU intermedia e Hiperfenilalaninemia persistente .

Tabla 1. Distribución de los pacientes estudiados según el fenotipo bioquímico

Correlación genotipo-fenotipo bioquímico

Fenotipo Esperados Observados % de coincidenciaClásico

> 1 200 µmol / L 17 12 70Intermedio

> 480 < 1 200 µmol / L

5 10 50

Benigno> 180 < 480 µmol / L 1 1 100Total de coincidencia 18 de 23 para el 78,2 %

Al grupo de hipefenilalaninémicos cubanos a los cuales se les determinó el genotipo mediante la técnica de PCR-Broad Range DGGE y secuenciación, se les analizó la correlación genotipo-fenotipo bioquímico, de acuerdo a la base de datos del gen de la fenilalanina hidroxilasa y de la expresión in vitro de la enzima mutada, al fenotipo resultante en homocigóticos y heterocigóticos y a la propia naturaleza de la mutación. Se encontró un porcentaje de coincidencia entre lo esperado y lo observado del 78,2 % (tabla 2).

Tabla 2. Fenotipos metabólicos esperados y fenotipos observados en 23 pacientes con hiperfenilalaninemias

El 74 % de los hiperfenilalaninémicos cubanos estudiados son heterocigóticos compuestos para dos mutaciones diferentes; el 26 % restante corresponde a homocigóticos. En las tablas 3 y 4 se recogen los datos del genotipo y el fenotipo bioquímico de ambos grupos.Tabla 3. Relación entre genotipo y fenotipo bioquímico en pacientes cubanos homocigóticos para una mutación

Alelo 1 Alelo 2 ARP (%)Fenilalanina al

diagnóstico (µmol/L)

Tolerancia a la fenilalanina

(mg/día)Fenotipo

R261Q R261Q 27 991 442 Intermedio

E280K E280K 1 1 750 338,8 ClásicoI65T I65T 26 1 114 625,4 Intermedio

R176X R176X ? 1 083 489 Intermedio

E280K E280K 1 988,6 388,8 Intermedio

E280K E280K 1 739,2 No tto. Intermedio

ARP: Actividad residual predicha de la enzima in vitro; No tto.: No tratamiento

Tabla 4. Relación genotipo-fenotipo bioquímico en pacientes cubanos heterocigóticos compuestos

Alelo1 Alelo 2 ARP (%) Fenilalanina al diagnóstico (µmol/L)

Tolerancia a la fenilalanina

(mg/día)Fenotipo

R158Q IVS10 ?/0 1 548 ND Clásico

IVS10 R176X 0/? 84 ND Intermedio

R261Q IVS10 27/0 1 452 360 Clásico

V388M S349P 43/? 1 824 ND Clásico

R261Q R68S 27/98 1 248 135 Clásico

R261Q R252W 27/0,5 1 320 350 Clásico

F39L R408W ?/2,7 1 413 335 Clásico

R252W IVS12 nt1g-a 0,5/1 840 358 Intermedio

R261Q E280K 27/1 852 308 Intermedio

R261Q E280K 27/1 1 041 182 Intermedio

IVS10 V388M 0/43 1 488 332 Clásico

R252W R68S 0,5/98 945 340 Intermedio

V388M E280K 43/1 1 554 330 Clásico

A403V R68S 100/98 291 No tto. Benigna

R243X V388M 1/43 1 500 No tto. Clásico

R261Q R408W 27/2,7 1 200 588,3 Clásico

R408W R68S 2,7/98 2100 355,2 Clásico

ND: No hay datos; ARP: Actividad residual predicha de la enzima in vitro; No tto.: No tratamiento

Discusión

• Se encontró un porcentaje de coincidencia del

genotipo y el fenotipo del 78,8 %, lo que coincide con

estudios realizados por otros autores.

• La mutación R176X no ha sido expresada in vitro,

pero podemos predecir que producirá, ya que el

paciente presenta un fenotipo bioquímico intermedio. 

• En los heterocigóticos se puede deducir, que la

mutación F39L debe de ser nula o intermedia.

Discuciones

• La S349P debe ser nula, pues en combinación con otra intermedia, el fenotipo se comporta como clásico. Aunque se sabe que existen inconsistencias en cuanto a determinadas mutaciones que en ocasiones no tienen el mismo comportamiento.

• Las mutaciones (I65T y R261Q) así como (V388M, Y414C, R158Q).10,11 .Todas ellas tienen en común que, al expresarlas in vitro, muestran proteína mutante inmunorreactiva.

Conclusiones

• En conclusión, podemos decir que aunque la fenilcetonuria puede considerarse como un rasgo complejo, las mutaciones en el gen de fenilalanina hidroxilasa son el determinante principal del fenotipo metabólico en estos pacientes y hay que señalar que un acercamiento multidisciplinario es la mejor vía para la comprensión y el control individual y una dieta correctamente balanceada equilibrara esta enfermedad en el paciente.