Dietele care tratează bolile genetice - Trei cazuri clasice - Știința ADN-ului

bolile
Cea mai mare provocare a specializării în biologie în facultate a fost stăpânirea etapelor chimice care acumulează și descompun cele 20 de tipuri de aminoacizi specificate de codul genetic. Aș putea memora căile energetice cu un dispozitiv mnemonic idiot - CIA SS F_UCK MY OX - (citrat, izocitrat, α-cetoglutarat, succinil CoA, succinat, fumarat, malat, oxaloacetat) - și chiar aș numi zilioane de viermi în Zoology 101. Dar căile de aminoacizi chiar mi-au taxat creierul.

Dacă știam că o problemă într-o singură cale de acest fel ar putea răsuci violent corpul unui copil mic și ar putea să o spargă cu capul într-un perete, poate aș fi avut contextul pentru a aprecia ceea ce memoram.

Screening-ul nou-născutului este esențial pentru a preveni simptomele bolii genetice cu intervenție dietetică. (NHGRI)

Descompunerea unui proces biologic în etape chimice a făcut posibilă prevenirea simptomelor anumitor „erori înnăscute de metabolism” moștenite cu intervenții dietetice. Cheia este detectarea timpurie.

Povestea modificării „nutriției creierului” pentru tratarea bolilor genetice începe cu o mamă înțeleaptă care a observat mirosul ciudat al scutecelor copiilor ei. Saga continuă astăzi la o mică clinică din centrul Pennsylvania, unde un medic pediatru dedicat și echipa sa aplică biochimie pentru a salva viețile copiilor.

Această postare continuă o serie despre vizita mea de două ore la clinica pentru copii speciali din Strasbourg, Pennsylvania, la începutul lunii decembrie. (a se vedea partea 1: un avocat pentru amish la o clinică foarte specială și partea 2: autism, convulsii și amish). M-am ocolit de Crăciun pentru a-i înfuria pe oameni cu o postare despre găsirea unei variante genetice neandertaliene în populațiile moderne din America Latină.

Screening-ul nou-născutului a început cu scutece puturoase.

Povestea scutecului murdar PKU
În 1931, în Norvegia, o mamă a doi copii mici cu dizabilități a observat un miros de mucegai în urină. Tatăl a menționat acest lucru unui prieten, care ia spus unui prieten, care era, în mod convenabil, un medic interesat de biochimie. Intrigat, el a analizat urina urâtă într-un laborator de la Universitatea din Oslo, cu ajutorul mamei, care a transportat peste găleți din lucruri. Medicul, Asbjörn Fölling, a identificat problema în metabolismul copiilor - denumită ulterior fenilcetonurie (PKU) - și apoi a găsit-o în rândul persoanelor care suferă în instituțiile mentale. O enzimă lipsă sau care nu funcționează le-a blocat corpul să transforme aminoacidul fenilalanină într-o altă, tirozină.

În PKU, fenilalanina în exces se varsă în urină, sânge și otrăvește creierul. La începutul anilor 1960, medicul și microbiologul Robert Guthrie, care avea PKU în familia sa, a dezvoltat ceea ce va deveni cunoscut sub numele de „testul Guthrie” pentru a detecta metaboliții din sânge (folosind spectrometria de masă) preluați de pe un toc de călcâie la scurt timp după naștere.

Deoarece fenilalanina este un aminoacid, restricționarea proteinelor alimentare previne întârzierea mintală (dizabilitate intelectuală) a PKU. De câțiva ani, fotografiile familiilor cu PKU au arătat copiii cei mai mari, născuți în prealiment, stând în scaune cu rotile lângă frații lor mai mici, care au moștenit PKU, dar care au urmat dieta. A trebuit să scot o astfel de fotografie din manualul meu de genetică umană atunci când un student și-a recunoscut mătușa drept unul dintre copiii cu dizabilități. Regimul PKU nu este ceva disponibil, cum ar fi brownies fără gluten sau iaurt cu conținut scăzut de grăsimi - este un „aliment medical” complex pe care îl acoperă asigurarea medicală.

O poveste mai familiară a dietei/bolii genetice este cea a „Uleiului lui Lorenzo” pentru tratarea adrenoleucodistrofiei (ALD), subiectul unui film din 1992.

ULEIUL LORENZO
Lorenzo Odone s-a născut în 1978 în Augusto, economist la Banca Mondială, și Michaela, lingvist. În vara anului 1983, Augusto a fost trimis în Insulele Comorros, în largul coastei sud-estice africane, și au venit Michaela și Lorenzo. A fost o perioadă idilică, mi-a spus Augusto în 2010. „Lorenzo a învățat franceza și câteva cuvinte comoriene. Era un copil foarte talentat, precoce. ”

Când Odonii s-au întors în Statele Unite, Lorenzo a început grădinița și, în curând, a început să aibă dificultăți în a acorda atenție. Apoi arunca tantrumuri și încălca regulile. Până în noul an cădea des și până în primăvară nu vedea. Apoi au început întreruperile și pierderea memoriei. Curând, un Lorenzo epuizat nu a mai putut vorbi, iar apoi au început convulsiile.

După excluderea unei tumori cerebrale, epilepsie, boală Lyme și tulburare de hiperactivitate cu deficit de atenție, pete albe pe un RMN cerebral au indicat ALD. Straturile grase înfășurate ca bulele din jurul neuronilor lui Lorenzo dispăreau, dar părinții lui au refuzat să accepte prognosticul de moarte până la vârsta de 8 ani. În schimb, au ajuns la biblioteca NIH din Bethesda și au citit despre o mamă din Norvegia care a ajutat la dezvoltarea dietei PKU.

Michaela și Augusto Odone s-au învățat suficient despre biochimie și nutriție pentru a inventa o strategie pentru a ataca defectul metabolismului acizilor grași care topea izolația de pe celulele creierului fiului lor. Au descoperit că cercetătorii au încercat deja să trateze ALD prin restricționarea acizilor grași care se acumulează, dar nu a funcționat. Apoi, în 1986, cercetătorii au descoperit că acidul oleic elimină enzima necesară pentru a produce excesul de acizi grași. Odonii au combinat uleiuri de canola, măsline și muștar bogate în acid oleic, pentru a crea amestecul omonim, cu ajutorul unui biochimist din Anglia.

Lorenzo's Oil nu a fost o operațiune de tip mama și pop. Odones a lucrat cu cercetători proeminenți și lucrările care raportează rezultatele studiilor clinice au apărut în Annals of Neurology, The New England Journal of Medicine și Journal of the American Medical Association. În momentul în care au apărut rezultatele, creierul lui Lorenzo era deja prea deteriorat pentru ca el să poată răspunde la petrol, dar oricum l-a luat. Lorenzo Odone a murit pe 30 mai 2008. S-a înecat și apoi a sângerat până la moarte, posibil din cauza efectelor de subțire a sângelui ale petrolului. Era a doua zi după cea de-a treizecea aniversare.