Efeitos de Kuvan na secreção de melatonina

Antecedentes: A fenilcetonúria (PKU) é uma condição genética devido à falta de uma das principais enzimas da degradação da fenilalanina (Phe). A enzima que falta é a fenilalanina hidroxilase (PAH). Devido à deficiência da enzima, a Phe plasmática é altamente elevada em comparação com outros aminoácidos plasmáticos. Esta proporção anormal, isto é, Phe vs. cada um dos outros grandes aminoácidos neutros (LNAA) que são transportados para o cérebro como precursores de neurotransmissores através do transportador comum LAT1, provavelmente contribui para deficiências de neurotransmissores em indivíduos com PKU. Os pacientes que não restringem a ingestão de Phe desenvolvem retardo mental e distúrbios neuropsicológicos. O tratamento da PKU tem sido historicamente limitado à restrição da ingestão de Phe, o que significa restrição de proteína.

A FDA aprovou recentemente um novo medicamento, Kuvan, uma forma sintética de tetrahidrobiopterina (BH4) fabricada pela BioMarin Pharmaceutical Inc., para pacientes com fenilcetonúria. Kuvan é um cofator para PAH, tirosina hidroxilase e triptofano hidroxilase. Os pacientes com PKU geralmente passam por um teste de Kuvan de um mês para determinar se eles respondem à droga, o que significa que a fenilalanina no sangue cai mais de 30%. Aqueles que não respondem geralmente não continuam com o Kuvan, no entanto, nosso estudo recente (HS 08-00147) mostrou que os pacientes com PKU clássica que não respondem ao Kuvan demonstraram melhora em seus comportamentos mal adaptativos, sugerindo alguns efeitos do Kuvan no sistema SNC sem reduzir o sangue concentrações de fenilalanina (Moseley et al, manuscrito em preparação). Sete indivíduos que não responderam ao Kuvan com níveis mais baixos de Phe no sangue tiveram aumentos significativos na tirosina no sangue após 6 meses (p = 0,015), juntamente com melhora nos Índices de Internalização de Vineland e de Comportamento Desadaptativo Geral aos 12 meses (p=0,032 e 0,049, respectivamente). Kaufman relatou que Kuvan na dose de 20 mg/kg/dia aumentou os níveis de BH4 no LCR (1). Com base nessas observações, é provável que Kuvan tenha alguns efeitos no metabolismo de neurotransmissores.

A suplementação de grandes aminoácidos neutros (LNAA) como alimento medicinal tem sido usada na Europa nos últimos 25 anos e acredita-se que seja eficaz no tratamento de pacientes com PKU. No artigo de Shindeler et al. (2), 16 indivíduos (7 homens e 9 mulheres; idade de 11 a 45 anos) participaram do estudo que consistiu em 4 semanas de wash-out e 4 estágios de duas semanas (com dieta restrita em fenilalanina e com/sem LNAA, e sem dieta restrita em fenilalanina e com/sem LNAA). Nenhum efeito adverso específico é relatado no artigo. A terapia com aminoácidos neutros para o tratamento da PKU foi realizada no passado (3). LNAA é usado principalmente para adolescentes e adultos que não conseguem aderir à dieta padrão com restrição de phe. O tratamento com LNAA foi aprovado para pacientes com PKU, assim como outras fórmulas especiais. Nossos estudos anteriores demonstraram deficiência de serotonina no cérebro, evidenciada pela baixa secreção noturna de melatonina e redução da dopamina na urina em comparação aos controles, e que a suplementação com LNAA melhora, mas não normaliza esses marcadores.

Justificativa: Acredita-se que os pacientes com PKU sejam deficientes em tirosina e triptofano no nível do tecido cerebral devido às proporções anormais de phe/tirosina e phe/triptofano. Estudos anteriores mostraram baixos níveis de serotonina no líquido cefalorraquidiano em indivíduos com PKU e alguma melhora foi observada após a suplementação de triptofano (4). Nosso estudo anterior sugeriu que a deficiência de triptofano no tecido cerebral foi demonstrada pela baixa secreção noturna de melatonina e 6-sulfatoximelatonina, que é um metabólito estável da melatonina (5). A suplementação com LNAA resultou em alguma melhora na secreção de melatonina, no entanto, a secreção de melatonina em pacientes com PKU em LNAA ainda foi significativamente menor do que no grupo controle. A suplementação de Kuvan pode ativar a tirosina cerebral e triptofano hidroxilases (6), resultando em melhora da secreção noturna de melatonina e concentrações de melatonina e dopamina na urina. Ao suplementar o LNAA, uma quantidade aumentada de aminoácidos precursores de neurotransmissores será transportada para o cérebro e a tirosina cerebral ativada e as hidroxilases de triptofano por Kuvan agirão sobre esses precursores para produzir neurotransmissores, ou seja, serotonina e dopamina. Esses efeitos sinérgicos podem aumentar os níveis de melatonina e dopamina para mais perto dos níveis de controle.

Objetivos do estudo: Mostrar evidências científicas de melhora no metabolismo de neurotransmissores, incluindo serotonina e dopamina, em pacientes com PKU tratados apenas com LNAA, apenas Kuvan e Kuvan e LNAA.

Objetivos: Este estudo iniciado pelo investigador tem três objetivos: (1) Avaliar se a suplementação de tetrahidrobiopterina (Kuvan) tem efeitos benéficos na secreção de melatonina e nos níveis de dopamina na urina em indivíduos com PKU quando são ou não tratados com aminoácidos neutros grandes; (2) Demonstrar os efeitos sinérgicos da suplementação com LNAA e terapia Kuvan na melhora do metabolismo de neurotransmissores em indivíduos com PKU; e (3) Para reunir as informações piloto necessárias para projetar um estudo multicêntrico maior dessas intervenções, caso os resultados desses estudos piloto indiquem a necessidade de mais estudos.

Metodologia do estudo: Este estudo será conduzido em pacientes adultos com PKU em quatro fases de 4 semanas: fase I (aminoácido neutro grande/LNAA), fase II (Washout), fase III (somente Kuvan) e fase IV (Kuvan e LNAA ). A suplementação de Kuvan será ajustada para fornecer 20 mg/kg/dia. A terapia com LNAA é ajustada de acordo com as instruções do fabricante (total de comprimidos de LNAA é 1/2 X BW kg). No último dia de cada fase, os sujeitos permanecerão aproximadamente 14 a 18 horas durante a noite na CTU do Hospital Universitário da USC. Amostras de sangue serão coletadas a cada 2 horas, das 19h às 7h. A primeira micção será coletada no dia da alta (os pacientes serão solicitados a urinar às 23h e a primeira micção será coletada).

O sangue será coletado em um tubo de tampa vermelha (5 ml) através de uma linha IV que é salina bloqueada durante o período de estudo. Evite hemólise coletando sangue através de uma linha IV em uma veia periférica razoavelmente grande. O sangue será deixado para coagular por 45 minutos em temperatura ambiente (18-28 C) e protegido da luz (uma luz de flash fraca ou uma luz amarela < 100 lux). Os soros serão coletados e armazenados a -20 C até serem submetidos à análise de melatonina plasmática e aminoácidos plasmáticos. A primeira amostra de urina de 20 ml será coletada em dois tubos simples (10 ml por tubo) e armazenada em freezer (-20 C) até ser submetida à análise de dopamina e 6-sulfatoximelatonina.

Este é um estudo aberto. Durante todas as quatro fases de 4 semanas, os indivíduos permanecerão em sua dieta restrita em proteínas. Os comprimidos de LNAA não são considerados medicamentos, mas estão na categoria de alimentos medicinais; exemplos incluem alimentos com baixo teor de proteína. Os comprimidos LNAA serão fornecidos pelo fabricante LNAA (Applied Nutrition). Kuvan será tomado por via oral no café da manhã e os comprimidos de LNAA serão tomados com as refeições três vezes ao dia.