Diagnosi Biochimico-Molecolare Della Fenilchetonuria Classica

BACKGROUND: Phenylketonuria (PKU) is the most common inherited defect of amino acid metabolism. It is caused by autosomal recessive mutations in the gene coding for phenylalanine hydroxylase (PAH), the enzyme responsible for the hydroxylation of phenylalanine (Phe) to tyrosine (Tyr). PAH defect results in severe central and peripheral hyperphenylalaninemia (HPA), which, if not treated early, causes chronic neurotoxicity and irreversible mental retardation. Through the neonatal screening of HPA, PKU is identified in the early days of life in a pre-symptomatic stage allowing early treatment and prevention of HPA neurotoxicity. Based on the severity of the PAH defect, PKU is distinguished into three metabolic phenotypes. Complete absence of the enzyme configures classic PKU, while variants with lower or higher residual activity define the phenotypes of mild and benign PKU, respectively. Neonatal management of PKU aims for the correction of HPA through a hypoprotein dietary approach tailored to individual tolerance to Phe. Scant information exists in letterature regarding the initial dietary-therapeutic approach of neonatal PKU. THESIS OBJECTIVE: In this dissertation, I describe an innovative neonatal dietary-therapeutic approach aimed at anticipating the optimization of metabolic compensation and facilitating the identification of the metabolic phenotype in infants with PKU identified at newborn screening. PATIENTS AND METHODS: I examined prospective metabolic data during the first month of life of 322 patients with PKU identified at newborn screening over the past 40 years. In all patients, the initial dietary-therapeutic approach involved “Phe wash-out” through exclusive initial administration of normocaloric Phe-free special formulated milks until the normalization of blood Phe and subsequent reintroduction of dietary Phe according to the metabolic requirements of every single patients. RESULTS: Based on genotype and tolerance to dietary Phe assessed during clinico-biochemical follow-up, 58 patients had classic PKU (18%), 55 had mild PKU (17%), and 209 had benign PKU (65%). The duration of neonatal Phe “wash-out” (i.e. time to normalization of blood Phe) was 7±2 days in classic PKU, 4±2 days in mild PKU and <24 hours in benign PKU (p<0.001). After wash-out, reintroduction of Phe in the diet and its titration allowed the individual metabolic phenotype to be identified during the first month of life. CONCLUSIONS: Neonatal wash-out of Phe ensures early identification of the correct metabolic phenotype of PKU infants that is closely correlated with genotype and allows early optimization of clinical and metabolic management of the disease in the short and long term.

BACKGROUND: La fenilchetonuria (PKU) è il più comune difetto ereditario del metabolismo degli aminoacidi. È causata da mutazioni autosomiche recessive nel gene che codifica per la fenilalanina idrossilasi (PAH), enzima responsabile dell’idrossilazione della fenilalanina (Phe) in tirosina (Tyr). Il difetto di PAH determina severa iperfenilalaninemia (HPA) centrale e periferica che, se non trattata precocemente, causa neurotossicità cronica e ritardo mentale irreversibile. Grazie allo screening neonatale della HPA, la PKU viene identificata nei primi giorni di vita in fase pre-sintomatica permettendo il trattamento tempestivo e la prevenzione della neurotossicità da HPA. In base alla gravità del difetto della PAH, la PKU è distinta in tre fenotipi metabolici. L’assenza completa dell’enzima configura la PKU classica, mentre varianti con minore o maggiore attività residua definiscono rispettivamente i fenotipi della PKU mild e benigna. La gestione neonatale della PKU è volta a correggere l’HPA tramite un approccio dietetico ipoproteico personalizzato in base alla tolleranza individuale alla Phe. In lerreratura esistono poche informazioni riguardo il primo approccio dietoterapeutico della PKU neonatale. OBIETTIVO DELLA TESI: In questa mia Tesi di Laurea descrivo un approccio dietoterapeutico neonatale innovativo volto ad anticipare l’ottimizzazione del compenso metabolico e a facilitare l’individuazione del fenotipo metabolico nei neonati con PKU identificati allo screening neonatale. PAZIENTI E METODI: Ho esaminato i dati metabolici prospettici nel corso del primo mese di vita di 322 pazienti con PKU individuati allo screening neonatale negli ultimi 40 anni. In tutti i pazienti, l’approccio dietoterapeutico iniziale prevedeva “wash-out della Phe” attraverso la somministrazione iniziale esclusiva di latti formulati speciali normocaloriche e privi di Phe fino alla normalizzazione della Phe ematica e la successiva reintroduzione della Phe dietetica secondo il fabbisogno metabolico dei singoli pazienti. RISULTATI: In base al genotipo e alla tolleranza alla Phe dietetica valutata durante il follow-up clinico-biochimico, 58 pazienti erano affetti da PKU classica (18%), 55 da PKU mild (17%) e 209 da PKU benigna (65%). La durata del “wash-out” neonatale della Phe (i.e tempo di normalizzazione della Phe ematica) è stata di 7±2 giorni nella PKU classica, di 4±2 giorni nella PKU lieve e di <24 ore nella PKU benigna (p<0,001). Dopo il wash-out, la reintroduzione della Phe nella dieta e la sua titolazione hanno permesso di individuare il fenotipo metabolico individuale nel corso del primo mese di vita. CONCLUSIONI: Il wash-out neonatale della Phe garantisce l’anticipazione dell’individuazione del corretto fenotipo metabolico dei neonati affetti da PKU che risulta strettamente correlato con il genotipo e consente la precoce ottimizzazione della gestione clinico-metabolica della patologia nel breve e nel lungo termine.