Fenilketonüri hastalığında endoplazmik retikulum stresinin araştırılması

Abstract

Amaç: Fenilketonüri (FKÜ) fenilalanini (Phe) tirozine (Tyr)katalize eden fenilalanin hidroksilaz (PAH) enziminin aktivitesini etkileyen mutasyonlardan kaynaklanan otozomal resesif bir hastalıktır. Tedavi edilmezse, kanda ve dokularda biriken aşırı fenilalanin mental retardasyona neden olur.Katlanmamış ya da yanlış katlanmış proteinlerin birikimi endoplazmik retikulum (ER)homeastazını etkiler ve ER stresine yol açar. Hücreler ER stresine katlanmamış protein yanıtı (UPR) aktivasyonuile reaksiyon verir.Stres çözülemezse hücre ölümüne neden olur. Amacımız FKÜ' de mutant PAH proteinlerinin neden olduğu yüksek Phe düzeylerinin lökositlerdeER stresine neden olup olmadığını araştırmaktır.Materyal ve Metot:Tanı almış ve tedavisi izlenen hastalar çalışmaya dahil edildi. Çalışma grupları; sağlıklı kontrol (n=10), hiperfenilalaninemi (HPA, n=9),BH4-yanıtlı FKÜ (n=8) ve klasik FKÜ (n=14)olmak üzere 4'e ayrıldı. Plazma Phe ve Tyr düzeyleri HPLC metoduile,lökositlerdeER stres belirteçleri GRP78 ve CHOP düzeyleri ELISA metodu ile ölçüldü.Bulgular:Phe düzeyleri HPA grubuna kıyasla klasik FKÜ grubunda (p=0.026) ve kontrol grubuna kıyasla BH4-yanıtlı FKÜ ve klasik FKÜ gruplarında istatistiksel olarak yüksek bulunmuştur (p=0.006, p<0.001). ER stres belirteçleri GRP78 ve CHOP düzeyleri içinkontrol ve hasta grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farkolmadığıbelirlendi (p>0.05).GRP78 ile Phe düzeyleri arasında negatifkorelasyon tespit edildi (r=-0.362, p= 0.02).Sonuç:FKÜ tedavisinde kan Phe düzeyinin 600 μmol/l'nin altında olması esastır. Diyet tedavisi alan hastalardaki Phe düzeyleri lökositlerde ER strese yol açmıyor olabilir. FKÜ'de ER stresininaydınlatılabilmesi için hastalara ilk tanı konulduğu zaman alınanlökositlerde ya da deneysel hayvan modellerinde beyin dokusu kullanılarak yapılan çalışmalara ihtiyaç vardır.Anahtar Kelimeler:Fenilketonüri; fenilalanin;ER stres;lökositler

Aim:Phenylketonuria (PKU) is an autosomal recessive disease resulted from mutations affecting the activity of phenylalanine hydroxylase (PAH) enzyme that catalyzes phenylalanine (Phe) to tyrosine (Tyr). If it is left untreated, phenylalanine excessively accumulated in blood and tissues cause mental retardation.Accumulation of unfolded or misfolded proteins affectendoplasmic reticulum (ER)homeostasis and lead to ER stress.Cells biochemically react to ER stress by activation of the unfolded protein response (UPR). ER stress results in cell death, if the stress state cannot be resolved.The aim of this study was to investigate whether high levels of Phe caused by mutant PAH proteins in PKU disease induce ER stress in leukocytes.Materialand Method: Patients who have received diagnosis and treatment has been included in the study. The study groups were divided into 4 groups as healthy control (n= 10), hyperphenylalaninemia (HPA, n= 9), BH4-responsive PKU (n= 8) and classical PKU (n= 14). Phe and Tyrlevels in the plasmaof subjectswere determined by using HPLC method. ER stress markers GRP78 and CHOP were measured by ELISA in leukocytes isolated from whole blood.Results: Phe levels were statistically high estimated in BH4-responsive PKU and classic PKU groups as compared to healthy control (p=0.006, p<0.001) and also in classic PKU group according to HPA group (p=0.026). However, there was no statistically significant difference between control and patient groups in terms of GRP78 and CHOP levels associated with ER stress in leukocytes (p>0.05). GRP78 was also negatively correlated with phe levels (r= -0.362, p= 0.02). Conclusion:The amount of blood phe below 600 μmol/lis essential for the treatment of PKU.Phe levels in patients receiving dietary therapy may not cause ER stress in leukocytes. To show ER stress in PKU, studies using leukocytes taken from when patients were first diagnosed or brain tissue in experimental animal models are needed.Keywords:Phenylketonuria; phenylalanine; ER stress; leukocytes