La criptología de la enfermedad

Fenilcetonuria materna

Con el tamizaje neonatal y un tratamiento exitoso, muchas mujeres fenilcetonúricas pueden llegar a la edad fértil sin mayores problemas de salud (21, 22). La pregunta que ordinariamente se hacen es: “¿Qué pasará en caso de que decida embarazarme?”.

Si el feto está expuesto a concentraciones de fenilalanina provenientes de la sangre materna por encima de 15 mg/dl, el recién nacido puede presentar microcefalia, dimorfismo facial parecido al que se ve en el síndrome de alcoholismo fetal, discapacidad cognitiva, enfermedad cardíaca congénita y retardo en el crecimiento intrauterino. Concentraciones plasmáticas de fenilalanina en la madre alrededor de 6 mg/dl pueden causar también disminución de la función cognitiva. Por lo tanto, se recomienda un adecuado control de los niveles de fenilalanina antes y durante el embarazo. Las madres fenilcetonúricas pueden alimentar a sus hijos con leche materna sin ninguna restricción, a menos que el hijo tenga fenilcetonuria (40, 41).

Fenilcetonuria, la primera enfermedad en ser tamizada en recién nacidos

Dado que desde 1953 se había demostrado la efectividad en el tratamiento de los pacientes usando dietas restringidas en fenilalanina, se pensó en la conveniencia de desarrollar un método microbiológico para pesquisar el defecto en el recién nacido y comenzar inmediatamente su tratamiento antes de la aparición de los síntomas de la enfermedad. Este método, llamado la prueba de Guthrie, se trata en el capítulo cuatro de este libro. El método resultó muy efectivo para fenilcetonuria, por lo que su inventor lo adaptó para más de treinta enfermedades. Posteriormente abrió el campo al tamizaje de cerca de sesenta enfermedades. Hoy en día el tamizaje para fenilcetonuria se realiza en todos los recién nacidos, tanto en países desarrollados como en vía de desarrollo, utilizando métodos más modernos como la espectrometría de masas en tándem MS/MS.

Dado que la elevación en fenilalanina aparece luego de que se le suministran proteínas al recién nacido, para el tamizaje en el recién nacido es necesario que el niño haya recibido leche materna o de fórmula para que se eleven los niveles sanguíneos del aminoácido. La prueba de tamizaje, por ende, no se debe hacer dentro de las primeras 24 horas después del nacimiento, para evitar falsos negativos, pero sí es necesario hacerla dentro de los primeros cuatro días para prevenir el daño neurológico.

Para verificar los hallazgos del tamizaje y las pruebas cualitativas de ensayo en el pañal y de la prueba de Guthrie y otras como la cromatografía en papel para aminoácidos, se desarrollaron métodos cuantitativos y automatizados como la determinación fluorométrica de la fenilalanina (42), y la determinación cuantitativa de aminoácidos por cromatografía líquida de alta resolución. El método fluorométrico se automatizó y reemplazó a las pruebas cualitativas para tamizajes y para monitorear los niveles plasmáticos de fenilalanina durante el tratamiento (43).

La confirmación de la enfermedad se hace midiendo la actividad enzimática o determinando las mutaciones en el ADN. Dado que la enzima solo se expresa en hígado, es necesario hacer la determinación enzimática en biopsia hepática, procedimiento muy incómodo para el paciente. La prueba de ADN para identificar una de las cerca de 1200 mutaciones que se conocen actualmente se puede hacer muy rápido y a precios cada vez más asequibles. Sin embargo, la determinación de los niveles de la fenilalanina en sangre es suficiente y necesaria para ajustar la dieta y hacer seguimiento de la evolución del paciente.

En el año de 1974 Savio Woo, un joven investigador de Hong Kong, fue a trabajar en el laboratorio de Louis Wolff, quien se había trasladado desde Londres hasta British Columbia. Woo, por sugerencia de Wolff, trabajó en la purificación de la proteína fenilalanina hidroxilasa (PAH) a partir del hígado humano, y una vez purificada estudió sus características. Usando enzima purificada, preparó en un conejo anticuerpos que posteriormente le sirvieron para la captura del ARNm de la enzima, con el que se clonó el CADN.^VI En 1983 Savio Woo y sus colaboradores publicaron la clonación del gen de la fenilalanina hidroxilasa. En el título del artículo anunciaron que esto permitiría el diagnóstico prenatal y la detección de portadores de la fenilcetonuria (44), lo que ciertamente ha sido posible gracias a esos desarrollos.

La fenilcetonuria es quizá la enfermedad genética mejor estudiada. Se sabe que la enzima fenilalanina hidroxilasa está compuesta por 452 aminoácidos. A noviembre de 2019 se habían reportado 1184 mutaciones en el gen de la enzima PAH (45).

La incidencia de la enfermedad se calcula aproximadamente en 1 en 10 000 personas, pero puede variar de 1 en 1000 a 1 en 20 000 recién nacidos, siendo más alta en Turquía, Escocia, Arabia, judíos yemenitas y muy poco frecuente en Finlandia, África, Japón y en judíos askenazis americanos (46, 47). En cuanto a cómo y por qué comenzó la enfermedad, se ha propuesto —pero no se ha comprobado contundentemente— que las mutaciones se originaron como un mecanismo de defensa contra las aflatoxinas, hongos que se producen en los granos que se almacenan en silos húmedos (48). La enfermedad se ha extendido por todo el mundo siguiendo los flujos migratorios y se ha encontrado en todas las razas.

Ratón fenilcetonúrico

Para avanzar en el conocimiento de la enfermedad y en el desarrollo de nuevas terapias era necesario tener un modelo animal. El primer ratón con deficiencia en la fenilalanina hidroxilasa fue producido en 1990 por David McDonald y sus colaboradores. Es un animal que se obtuvo identificando ratones portadores de la fenilcetonuria, de la misma forma que se identifican los padres portadores en seres humanos. Los ratones se cruzaron dando origen a crías con la enfermedad (49).

Actualmente existen otros modelos animales en los que se introducen mutaciones específicas que reproducen las encontradas en el gen humano. El animal tiene algunas características fenotípicas de la enfermedad, incluyendo el color claro del pelo (50).

Estos modelos animales han sido muy importantes para verificar la efectividad de algunas terapias, entre ellas la terapia génica, con la que se han logrado avances como revertir el color del pelo claro a negro (figura 1-3, capítulo 1), disminuir los niveles de fenilalanina y otras características fenotípicas del ratón tratado. Es así como el modelo animal ha permitido avanzar mucho en el conocimiento de la enfermedad (48, 49). Ver figura 1-3 C y D en el capítulo 1.

Epílogo

La fenilcetonuria es uno de los EIM mejor conocidos, uno de los más estudiados, pero sobre el que aún hay mucho que aprender. Como lo dijera uno de los grandes maestros en el campo de los errores innatos del metabolismo, Charles Scriver, “conocimiento acerca de la PKU revela componentes genómicos tanto de la enfermedad como de la salud” (51). En efecto, esta enfermedad se ha usado como modelo para estudiar muchos de los otros errores innatos del metabolismo y desarrollar nuevas metodologías de diagnóstico y tratamiento.

Si el paciente Engels de seis años y medio descrito al comienzo de este capítulo, estudiado por Folling, fuera traído a consulta hoy día, se le podría identificar rápidamente la fenilcetonuria y tratar con dieta restringida en fenilalanina para detener la progresión de la enfermedad en la parte neurológica, dermatológica y mejorar su comportamiento. Igualmente, se le podría determinar con facilidad si respondía a BH4, y en caso de que lo fuera, se le podría tratar con dicho complemento, además de la dieta. El paciente tendría que someterse de por vida a dieta restringida en proteínas, pero tendría a su alcance suplementos más agradables al gusto que las fórmulas tradicionalmente usadas para su tratamiento. Es probable que en su juventud pudiera comer pizza, pastas, chocolates, embutidos y otros alimentos especiales para fenilcetonúricos.

Y en el caso de que los padres decidieran tener otro hijo, sería posible, inmediatamente después del nacimiento, determinar si sufriría o no de la enfermedad y se podría instaurar un tratamiento antes de que apareciera la sintomatología. Es posible que ese hermano, aun cuando se hubiera tratado, tuviera algunas dificultades motrices y de memoria, pero su cociente intelectual podría ser muy cercano al cociente intelectual de sus padres.

Y en el caso de que la madre Engels tuviera una nueva pareja, y este se sometiera al examen, en el muy probable caso de que no fuera portador de la enfermedad,^VII no tendrían riesgo de tener hijos afectados; pero, si también resultara portador, podrían optar por fecundación in vitro, realizar análisis del ADN de los embriones para seleccionar para el implante uno que no portara las mutaciones y así evitar la enfermedad.

Carol, la hija de Pearl Buck, no se hubiera beneficiado mucho del tratamiento para su déficit cognitivo por haberse diagnosticado muy tardíamente. Según su hermana, la niña sí creció, y aunque tenía limitación para comunicase, progresó en sus habilidades musicales, en su cuidado personal y para alimentarse; montaba en triciclo y patinaba. No aprendió a leer ni a escribir; murió de cáncer de pulmón, lo mismo que su madre, en 1990, después de haber vivido más de 60 años en Vineland, lo que muestra que los pacientes PKU pueden vivir muchos años, a menos que sobrevengan otras complicaciones.

Pearl Buck, la premio nobel, libró una batalla consigo misma para aceptar la condición de su hija, pero una vez publicó su historia personal, parece que exorcizó sus frustraciones y fue una muy activa defensora de los niños con deficiencias. Sus libros influenciaron las familias de dos grandes líderes de la época, John Kennedy y Charles de Gaulle, debido a que en ambas familias había personas con limitaciones cognitivas. Sus campañas fueron también muy importantes para dar a conocer la fenilcetonuria y para la aceptación del tamizaje neonatal en los años sesenta. Su historia es la de la mayoría de los padres de hijos con enfermedades genéticas, pasan de la negación a la comprensión y aceptación de la enfermedad genética sin culpas, y la mayoría de las veces con absoluto apego por el hijo.

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I En la actualidad ese olor es descrito en la fenilcetonuria como olor a moho o a ratón mojado.

II L y D son dos isómeros ópticos de una misma molécula de composición química igual, pero de propiedades fisicoquímicas distintas.

III Proceso catalizado por enzimas o ácidos, mediante el cual una molécula de agua rompe o destruye los enlaces de los aminoácidos originando aminoácidos libres.

IV PTS 6 piruvoil tetrahidropterina sintasa, GTP ciclohidratasa, sepiaterina reductasa.

V En los ensayo fase I se examina la dosis mayor de medicamento segura en un número pequeño de individuos ordinariamente sanos. En la fase II se mide la eficacia y relación dosis/respuesta; usualmente se hace entre 25 y 100 individuos que presentan la enfermedad, y se compara el medicamento con los medicamentos de referencia o placebo. En la fase III se examina la eficacia y seguridad en un número grande de pacientes (cientos o miles). En la fase IV se hacen estudios poscomercialización más prolongados que en las fases anteriores para buscar efectos secundarios no sospechados; esta fase puede incluir decenas de miles de personas. Esto es válido para medicamentos de uso en enfermedades comunes. Para las enfermedades raras se admiten números mucho más bajos de individuos, por su baja prevalencia.

VI Recordemos que a partir del ADN, se sintetiza el ARNm, que lleva las instrucciones para la síntesis de la proteína. A partir del ARNm se puede obtener ADN complementario para las pruebas moleculares.

VII La frecuencia de portadores en la población general es muy baja, solo cerca del 2% de la población.