Fibroblastos PKU como modelo biológico para identificación de productos metabólicos característicos de la fenilcetonuria

Abstract

Aunque actualmente se reconoce que la acumulación de fenilalanina es la causante de los síntomas característicos de la fenilcetonuria (PKU), la relación entre la gravedad de la enfermedad y las concentraciones de aminoácidos aún no se comprenden debido a la falta de modelos experimentales no murinos. Debido a esto, en el presente estudio se caracterizó bioquímica y metabólicamente los fibroblastos gingivales (control) y los fibroblastos PKU para analizar su utilidad como modelo biológico para el estudio de la PKU. Se realizaron curvas de proliferación celular en presencia de tratamientos con exceso de fenilalanina y tirosina, cuantificaciones de los dos aminoácidos evaluados y metabolómica del medio de cultivo por medio de cromatografía de gases asociada a espectrometría de masas (GC/MS). Los resultados obtenidos muestran que los fibroblastos PKU no pueden metabolizar la fenilalanina a tirosina en comparación con los fibroblastos control, lo que resulta en la acumulación intracelular de la fenilalanina y, consecuentemente, a una activación de la ruta alterna del metabolismo de este aminoácido que lleva a la excreción de productos metabólicos propios de esa vía. Adicionalmente, se evidenciaron diferencias en la proliferación celular entre los fibroblastos evaluados, en todos los tratamientos anteriormente mencionados. Lo anterior, sugiere que hay una relación entre el balance de aminoácidos y el funcionamiento de los transportadores LAT1 y LAT2. Por otra parte, se realizó la comparación de los perfiles metabólicos del medio de cultivo de los fibroblastos control y PKU, encontrando que el metabolismo energético se encuentra más favorecido en los fibroblastos gingivales en comparación con los PKU. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se evidenció que los fibroblastos PKU presentan perfiles bioquímicos y metabólicos similares a los reportados para la enfermedad, lo que permitiría emplearlos como modelo biológico para el estudio de la fenilcetonuria.