Co to jest fenyloketonuria?

Fenyloketonuria jest chorobą uwarunkowaną genetycznie, przekazywaną w sposób autosomalny recesywny. Jest ona obecna w organizmie osoby chorej już od momentu zapłodnienia.

Fenyloketonuria jest spowodowana częściowym niedoborem lub całkowitym brakiem aktywności enzymu hydroksylazy fenyloalaninowej (PAH). Hydroksylaza fenyloalaninowa jest enzymem, białkiem przetwarzającym aminokwas fenyloalaninę w aminokwas tyrozynę. Jest kodowana przez gen znajdujący się na chromosomie 12.

Podstawy genetyki

Aby ułatwić zrozumienie tego, czym jest fenyloketonuria, można porównać nasz genom, czyli całość naszej informacji genetycznej, do biblioteki książek kucharskich:

1. Genom to biblioteka
2. Chromosom to książka kucharska
3. Gen to przepis
4. Mutacja to błąd w przepisie

Każdy człowiek ma w każdej komórce ciała całość swojej informacji genetycznej. Jest ona zlokalizowana w jądrze komórkowym, „zapisana” w genach, na nośniku, którym jest kwas deoksyrybonukleinowy (DNA).

Geny kodują wszystkie białka występujące w naszym organizmie, determinują nasz wygląd, podatność na niektóre choroby lub (w przypadku chorób genetycznych takich jak fenyloketonuria) ich obecność.

Ponieważ nasza informacja genetyczna jest bez przerwy powielana (komórki dzielą się, odnawiają, produkujemy gamety) czasami w naszych genach pojawiają się błędy, zwane mutacjami. Większość z nich jest na bieżąco naprawiana, jednak niektóre utrwalają się i są przekazywane następnym pokoleniom. Geny są usytuowane na chromosomach.

W gatunku ludzkim posiadamy 46 chromosomów, w 23 parach. 44 to zwykłe chromosomy, zwane autosomami, a 2 to chromosomy płciowe, czyli gonosomy (X i Y). Gonosomy determinują płeć: jeśli posiadamy 2 chromosomy X jesteśmy kobietą, jeśli X i Y jesteśmy mężczyzną. Na autosomach posiadamy dwie wersje każdego genu, po jednym na każdym chromosomie z pary. Jeden pochodzi od naszego ojca, drugi od naszej matki.

Dzieje się tak dlatego, że w komórkach rozrodczych (gametach), czyli w komórkach jajowych u kobiet i plemnikach u mężczyzn, znajduje się połowa naszej informacji genetycznej: po jednym chromosomie z każdej pary. Kiedy komórka jajowa łączy się z plemnikiem w trakcie zapłodnienia, zarodek posiada 46 chromosomów, 23 od matki i 23 od ojca.

Czym jest fenyloketonuria?

Opisano już ponad 1050 różnych mutacji w genie hydroksylazy fenyloalaninowej. Mutacje mogą być mniej lub bardziej poważne i mniej lub bardziej upośledzać działanie enzymu. Osoba chora na fenyloketonurię może posiadać dwie identyczne lub dwie różne mutacje, dlatego istnieją różne stopnie fenyloketonurii. U niektórych pacjentów działalność enzymu hydroksylazy fenyloalaninowej jest bliska zeru i mają oni bardzo małą tolerancję, natomiast u innych enzym działa w takim stopniu, że dieta niskofenyloalaninowa nie jest niezbędna (jest to tak zwana łagodna hiperfenyloalaninemia). W populacji polskiej najczęściej występującą mutacją jest R408W powodująca ciężkie upośledzenie aktywności PAH.

Różne wersje tego samego genu zwane są allelami. Różne allele mogą być w stosunku do siebie dominujące, recesywne lub ko-dominujące. W fenyloketonurii, jak w wielu innych chorobach uwarunkowanych genetycznie, allel z mutacją jest recesywny w stosunku do allelu bez mutacji (lub inaczej mówiąc allel bez mutacji jest dominujący w stosunku do allelu z mutacją).

Powoduje to, że osoby posiadające w swoim genomie jeden allel z mutacją i jeden bez mutacji nie chorują na fenyloketonurię, są jedynie nosicielami tej choroby. Żeby choroba ujawniła się u danej osoby musi ona posiadać 2 allele z mutacją. Jeżeli żadne z rodziców pacjenta nie choruje na fenyloketonurię oznacza to, że obydwoje są nosicielami.

Ponieważ chromosomy segregowane są losowo w trakcje produkcji gamet, 50% komórek jajowych i 50% plemników posiada gen z mutacją. Przy każdej ciąży prawdopodobieństwo potomka chorego na fenyloketonurię wynosi 25%. W 25% potomek będzie zdrowy i nie będzie nosicielem choroby, w 50% będzie zdrowym nosicielem. Należy jednak pamiętać, że są to dane statystyczne, chodzi jedynie o prawdopodobieństwo. W praktyce dwoje nosicieli fenyloketonurii może mieć wszystkie dzieci zdrowe lub wszystkie chore!

Dlatego transmisja choroby jest autosomalna recesywna: gen znajduje się na autosomie, a allel z mutacją jest recesywny w stosunku do allelu bez mutacji.

Czytaj też: Dieta wegańska w fenyloketonurii

Częstotliwość nosicielstwa mutacji w genie hydroksylazy fenyloalaninowej w Polsce to 1/46. Każdy człowiek posiada w swoim genomie różne mutacje. Jednak, ponieważ posiadamy je jedynie w jednej kopii, jesteśmy tylko nosicielami, nie chorujemy.

Badania genetyczne

Badania genetyczne nie są niezbędne do rozpoznania fenyloketonurii ani do prowadzenia leczenia, jednak są teraz rutynowo wykonywane u chorych na fenyloketonurię, najczęściej w okresie noworodkowym, przy rozpoznaniu choroby. Jeśli nie zostały wykonane w tym okresie, można zrobić je później.

Istnieje baza danych mutacji genu hydroksylazy fenyloalaninowej i znajomość mutacji u danego pacjenta może pomóc w przewidywaniu szczątkowej aktywności enzymu oraz ewentualnej podatności na leczenie tetrahydrobiopteryną. Badanie genetyczne wykonuje się przez analizę genu hydroksylazy fenyloalaninowej w komórkach krwi.

Ryzyko fenyloketonurii u dzieci osób chorych na fenyloketonurię

Nie mamy absolutnie żadnego wpływu na to, jakie geny przekazujemy naszemu potomstwu, ponieważ chromosomy segregowane są losowo w trakcie produkcji gamet. Osoba chorująca na fenyloketonurię posiada dwa allele genu z mutacją, może więc przekazać tylko jeden z nich. Czy dzieci chorych na fenyloketonurię będą same chorowały, zależy więc od genów partnera(ki) osoby chorej.

Jeśli partner(ka) również choruje na fenyloketonurię, wtedy wszystkie dzieci tej pary będą również chorowały. Jeśli partner(ka) jest zdrowy i nie jest nosicielem, wszystkie dzieci będą zdrowymi nosicielami. Jeśli partner(ka) jest zdrowym nosicielem, 50% dzieci będzie zdrowymi nosicielami, a 50% będzie chore. Jeszcze raz są to tylko prawdopodobieństwa statystyczne!

Istnieje możliwość zbadania genu hydroksylazy fenyloalaninowej u partnera(ki) osoby chorej, jednak gen jest badany jedynie na obecność kilku najczęstszych mutacji (z ponad tysiąca znanych), więc badanie nie wykluczy w 100% prawdopodobieństwa choroby u dziecka.

Warto znać: Słodziki: Rodzaje i bezpieczeństwo stosowania