Влияние Кувана на секрецию мелатонина

Справочная информация: Фенилкетонурия (ФКУ) является генетическим заболеванием из-за отсутствия одного из ключевых ферментов деградации фенилаланина (Phe). Отсутствующий фермент - фенилаланингидроксилаза (ПАУ). Из-за дефицита фермента уровень Phe в плазме сильно повышен по сравнению с другими аминокислотами плазмы. Это аномальное соотношение, то есть Phe по отношению к каждой из других больших нейтральных аминокислот (LNAA), которые транспортируются в мозг в качестве предшественников нейротрансмиттеров через общий транспортер LAT1, вероятно, способствует дефициту нейротрансмиттеров у людей с фенилкетонурией. У пациентов, не ограничивающих прием ФА, развиваются умственная отсталость и нервно-психические расстройства. Лечение фенилкетонурии исторически ограничивалось ограничением потребления Phe, то есть ограничением белка.

FDA недавно одобрило новое лекарство Kuvan, синтетическую форму тетрагидробиоптерина (BH4), производимую BioMarin Pharmaceutical Inc., для пациентов с фенилкетонурией. Куван является кофактором для ПАУ, тирозингидроксилазы и триптофангидроксилазы. Пациенты с фенилкетонурией обычно проходят месячный курс приема Кувана, чтобы определить, реагируют ли они на препарат, что означает снижение уровня фенилаланина в крови более чем на 30 процентов. Те, у кого нет ответа, обычно не продолжают Куван, однако наше недавнее исследование (HS 08-00147) показало, что классические пациенты с фенилкетонурией, которые не ответили на Куван, продемонстрировали улучшение своего дезадаптивного поведения, предполагая некоторые эффекты Кувана в системе ЦНС без снижения артериального давления. концентрации фенилаланина (Moseley et al., рукопись находится в стадии подготовки). Семь субъектов, которые не ответили на Куван с более низкими уровнями Phe в крови, имели значительное повышение уровня тирозина в крови через 6 месяцев (p = 0,015), наряду с улучшением индексов интернализации и общего дезадаптивного поведения Вайнленда через 12 месяцев (р = 0,032 и 0,049 соответственно). Кауфман сообщил, что Куван в дозе 20 мг/кг/день повышает уровень BH4 в спинномозговой жидкости (1). Основываясь на этих наблюдениях, вполне вероятно, что Куван оказывает некоторое влияние на метаболизм нейротрансмиттеров.

Добавление больших нейтральных аминокислот (LNAA) в качестве лечебного питания использовалось в Европе в течение последних 25 лет, и считается, что оно эффективно при лечении пациентов с фенилкетонурией. В статье Shindeler et al. (2), 16 человек (7 мужчин и 9 женщин; возраст от 11 до 45 лет) участвовали в исследовании, которое состояло из 4 недель вымывания и 4 двухнедельных этапов (на диете с ограничением фенилаланина и с/без LNAA, а также без диета с ограничением фенилаланина и с/без LNAA). В статье не сообщается о каких-либо конкретных побочных эффектах. В прошлом была проведена большая терапия нейтральными аминокислотами для лечения ФКУ (3). LNAA используется в первую очередь для подростков и взрослых, которые не могут придерживаться стандартной диеты с ограничением фенилаланина. Лечение LNAA было одобрено для пациентов с фенилкетонурией, как и другие специальные формулы. Наши предыдущие исследования продемонстрировали дефицит серотонина в головном мозге, о чем свидетельствует низкая ночная секреция мелатонина и снижение дофамина в моче по сравнению с контрольной группой, а добавление LNAA улучшает, но не нормализует эти маркеры.

Обоснование: считается, что у пациентов с фенилкетонурией наблюдается дефицит тирозина и триптофана в тканях головного мозга из-за аномальных соотношений фе/тирозин и фе/триптофан. Предыдущие исследования показали низкий уровень серотонина в спинномозговой жидкости у пациентов с фенилкетонурией, и некоторое улучшение наблюдалось после приема триптофана (4). Наше предыдущее исследование показало, что дефицит триптофана в ткани головного мозга проявляется низкой ночной секрецией мелатонина и 6-сульфатоксимелатонина, который является стабильным метаболитом мелатонина (5). Добавление LNAA привело к некоторому улучшению секреции мелатонина, однако секреция мелатонина у пациентов с фенилкетонурией, получавших LNAA, все еще была значительно ниже, чем в контрольной группе. Добавка Kuvan может активировать тирозиновую и триптофангидроксилазу мозга (6), что приводит к улучшению ночной секреции мелатонина и концентрации мелатонина и дофамина в моче. При добавлении LNAA увеличенное количество аминокислот-предшественников нейротрансмиттеров будет транспортироваться в мозг, а активированные тирозин- и триптофан-гидроксилазы мозга Кувана будут воздействовать на эти предшественники для производства нейротрансмиттеров, то есть серотонина и допамина. Эти синергетические эффекты могут повышать уровни мелатонина и дофамина ближе к контрольным уровням.

Цели исследования: Показать научные доказательства улучшения метаболизма нейромедиаторов, включая серотонин и дофамин, у пациентов с фенилкетонурией, получавших только LNAA, только Kuvan, Kuvan и LNAA.

Цели: Это исследование, инициированное исследователем, преследует три цели: (1) оценить, оказывает ли прием тетрагидробиоптерина (куван) положительное влияние на секрецию мелатонина и уровень дофамина в моче у людей с ФКУ, когда они получают или не получают лечение большими нейтральными аминокислотами; (2) Продемонстрировать синергетический эффект добавок LNAA и терапии Kuvan в улучшении метаболизма нейротрансмиттеров у людей с ФКУ; и (3) собрать пилотную информацию, необходимую для разработки более крупного многоцентрового испытания этих вмешательств, если результаты этих пилотных исследований укажут на необходимость дальнейшего изучения.

Методология исследования: это исследование будет проводиться у взрослых пациентов с ФКУ в четыре 4-недельных фазы: фаза I (большие нейтральные аминокислоты/LNAA), фаза II (вымывание), фаза III (только куван) и фаза IV (куван и LNAA). ). Добавка Kuvan будет скорректирована, чтобы обеспечить 20 мг/кг/день. Терапия LNAA регулируется в соответствии с инструкцией производителя (общее количество таблеток LNAA составляет 1/2 X BW кг). В последний день каждого этапа испытуемые будут оставаться на ночь примерно от 14 до 18 часов в CTU университетской больницы USC. Образцы крови будут собираться каждые 2 часа с 19:00 до 7:00. Первая моча будет собрана в день выписки (пациентов попросят сдать мочу в 23:00, и будет собрана первая моча).

Кровь будет собираться в пробирку с красной крышкой (5 мл) через внутривенный катетер, закрытый физиологическим раствором в течение периода исследования. Избегайте гемолиза, собирая кровь через капельницу в достаточно крупную периферическую вену. Кровь оставляют для свертывания на 45 минут при комнатной температуре (18-28°С) и защищают от света (тусклой вспышки или желтого света <100 люкс). Сыворотку собирают и хранят при -20°С до тех пор, пока ее не подвергнут анализу на мелатонин плазмы и аминокислоты плазмы. Образец первой порции мочи объемом 20 мл будет собираться в две простые пробирки (по 10 мл в каждой пробирке) и храниться в глубокой морозильной камере (-20°C) до проведения анализа на дофамин и 6-сульфатоксимелатонин.

Это открытое исследование. В течение всех четырех четырехнедельных фаз испытуемые будут соблюдать диету с ограничением белка. Таблетки LNAA не считаются лекарством, но относятся к категории лечебного питания; примеры включают продукты с низким содержанием белка. Таблетки LNAA будут предоставлены производителем LNAA (Applied Nutrition). Куван следует принимать перорально во время завтрака, а таблетки LNAA — во время еды три раза в день.