Nuevos hallazgos ayudarán a crear terapias contra la fenilcetonuria

Aproximadamente uno de cada 10.000 bebés nace con una enfermedad metabólica congénita denominada fenilcetonuria o PKU, que impide que su organismo metabolice de forma adecuada la fenilalanina, un aminoácido que si se acumula en gran cantidad resulta tóxico para el sistema nervioso central, por lo que los niños que la padecen tienen problemas en su desarrollo neurológico y psicosocial, lo que deteriora su calidad de vida y supone una importante carga social.

Un nuevo estudio en el que han participado científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y que se ha publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha permitido describir la estructura atómica de la fenilalanina hidroxilasa o PAH, una enzima del hígado que se encarga de eliminar el exceso de fenilalanina de la dieta, y cuya disfunción es la causa de la fenilcetonuria.

La regulación de la fenilalanina, un proceso complejo

La regulación de la enzima PAH requiere un complejo mecanismo, ya que es necesario que su actividad aumente durante la ingesta de alimentos para eliminar el exceso de fenilalania, mientras que entre comidas ha de mantenerse poco activa porque en esos momentos no es preciso eliminar el aminoácido. Para conseguirlo, PAH se une a BH4, que es una molécula imprescindible para la reacción enzimática, pero que además estabiliza la compleja estructura de la enzima y reduce su actividad cuando no es necesario eliminar el aminoácido.

Si se acumula demasiada fenilalanina se produce daño cerebral, pero si los niveles de este aminoácido son muy bajos el organismo tiene dificultades para producir proteínas

El equipo internacional de investigadores ha descubierto ahora las bases moleculares de este mecanismo de regulación. Y es que como ha afirmado Juan Antonio Hermoso, del Instituto de Química Física Rocasolano, que ha liderado el trabajo junto a científicos de la Universidad de Bergen (Noruega), si se acumula demasiado aminoácido provoca daño cerebral, pero si hay muy poco el organismo tiene dificultades para producir proteínas.

El científico ha explicado que usando cristalografía de rayos X y microscopía electrónica obtuvieron las estructuras tridimensionales de la enzima PAH sola y en complejo con BH4, y pudieron descubrir así el mecanismo por el que esta enzima regula su actividad dependiendo de los niveles de fenilalanina.

Hasta ahora, añade el experto, la capacidad estabilizadora de la molécula BH4 es la única alternativa de tratamiento para la fenilcetonuria, y es efectiva en alrededor del 25% de los afectados, pero el análisis estructural y funcional de la PKU conseguido en el estudio ayudará a comprender el funcionamiento normal de esta enzima y contribuirá a que se desarrollen nuevos tratamientos contra la enfermedad que resulten más eficaces.