Fenilketonūrijas un hiperfenilalaninēmijas molekulāri ģenētisko pamatu izpēte Latvijā. Promocijas darba kopsavilkums

Abstract

Fenilketonūrija (FKU) ir biežākā iedzimtā aminoskābju vielmaiņas patoloģija Eiropā. Tās cēlonis ir autosomāli recesīvi pārmantots aknu enzīma fenilalanīna hidroksi-lāzes (FAH), kas katalizē neatgriezenisku fenilalanīna pārvēršanos tirozīnā, defekts. Paaugstinātais fenilalanīna līmenis ietekmē enerģijas produkciju, olbaltumu sintēzi un neiromediatoru homeostāzi augošās smadzenēs un izraisa svarīgāko FKU izpausmi – garīgu atpalicību. Kopš gēna atklāšanas 1986. gadā ir atklātas vairāk nekā 560 dažādas slimību izraisošas mutācijas fenilalanīna hidroksilāzes gēnā (FAH). Dažādas mutācijas nosaka dažādu enzīma atlieku aktivitāti, kas ļauj genotipu izmantot, lai prognozētu iespējamo bioķīmisko fenotipu vairākumam pacientu. Pētījuma mērķis bija noskaidrot mutāciju spektru FAH gēnā Latvijas FKU un hiperfenilalaninēmijas pacientiem un izveidot tā noteikšanas metodi Latvijā. Latvijas FKU pacientiem raksturīgas 20 dažādas mutācijas FAH gēnā. Visbiežāk sastopamā mutācija ir R408W, kuru atrod 73% FKU pacientu hromosomās, tai raksturīga augstas pakāpes homozigotāte FAH lokusā Latvijā (j=0,514). Pārējo 19 mutāciju biežums mutantajās alēlēs svārstās no 0,7% līdz 5,7%. Vairākums no mutācijām (12/20) ir smagas un izraisa klasisku FKU fenotipu, ko novēro 91% pacientu. Pacientu genotipa izmeklēšana sniedz papildu informāciju par iespēju izmantot šaperonu terapiju. Atbilstoši pētījuma rezultātiem 13 no 70 (18%) Latvijas FKU pacientiem varētu būt efektīva šaperonu terapija ar sapropterīna dihidrohlorīdu, savukārt atlikušajiem 57 (81%) ar homozigotu R408W mutāciju vai kompaunda heterozigotiem ar smagām mutācijām abās alēlēs jāturpina zema fenilalanīna diēta kā vienīgā efektīvā terapijas forma. Minihaplotipu izpēte atklāja 16 dažādus minihaplotipus saistībā ar FAH gēna mutācijām un 20 dažādus minihaplotipus normālajās FAH alēlēs. Vidējā heterozigotātes iespēja bija aptuveni 76% mutantajās un 92% normālajās alēlēs, kas parāda normālo alēļu lielāku dažādību. Statistiskā analīze parādīja ticamu atšķirību divu minihaplotipu izplatībā starp mutantām un normālām alēlēm 3/238 (p=0,0000572) un 8/230 (p=0,0133), savukārt trīs 3/242, 7/246 un 8/234 parādīja statistiski ticamu tendenci (p< 0,10) izplatības atšķirībai starp mutantām un normālām alēlēm. FAH gēna R408W mutācijas cieša saistība ar Austrumeiropai raksturīgu minihaplo-tipu un tās izplatības analīze apstiprina šīs alēles Baltijas-slāvu izcelsmi un ienākšanu citās populācijās ar salīdzinoši nesenām cilvēku migrācijām visā Eirāzijas kontinentā. Pētījumā izmantotā trīs posmu FAH gēna mutāciju noteikšanas metode ir efektīvākā ikdienas diagnostikai Latvijas FKU/HFA pacientiem ar analīzes sistēmas jutību 99%.