Fenilketonüri (FKÜ) hastaları için Türk popülasyonuna özgül FAH (Fenilalanin hidroksilaz) gen mutasyonlarının taranabileceği moleküler genetik tanı kitlerinin geliştirilmesi.

Projenin Amacı;
Bu projede amacımız; popülasyonumuzdaki  fenilketonüri taşıyıcılarının belirlenebileceği ve bu bireylerin doğum öncesi tanı hizmeti ile sağlıklı çocuk sahibi olmalarına imkan sağlayarak hem popülasyonun gen havuzundaki mutant gen oranını düşürmek hem de ailelerin ve devletin ekonomik yükünün hafifletilmesini sağlamak amacıyla, fenotip-genotip ilişkisini kurarak hasta çocukların diyet tedavisinin düzenlenmesi imkanını sağlayabilmek için Türk  fenilketonüri hastalarına özgül fenilalanin hidroksilaz gen mutasyonlarının analiz edilebileceği bir moleküler genetik tanı kiti geliştirmektir.

Fenilketonürü (FKÜ) Türk popülasyonunda görülme oranı en yüksek ve diyet tedavisi ile önlenebilen önemli tek gen hastalıklarından birisidir. Avrupa ülkelerindeki insidansı ortalama 1/10.000 iken (Almanya 1/9.000, İngiltere 1/10.000, Fransa 1/18.000, İtalya 1/7000) (1)  hastalığın ülkemizde görülme sıklığı diğer ülkelere göre çok yüksek olup, insidansı 1/5.049 olarak rapor edilmiştir (2).

FKÜ hastalığı, Fenilalanin amino asidinin (FA) tirozine dönüşümünü sağlayan fenilalanin hidroksilaz enziminde (FAH) veya bu enzimin kofaktörü olan tetrahidrobiyopterinin (BH4) sentez ve rejenerasyonundan sorunlu olan diğer enzimlerdeki bozukluğa bağlı olarak ortaya çıkan heterojen hastalık grubudur. Bu nedenle hiperfenilalaninemiler olarak adlandırılmaktadır (3).

Tirozine dönüştürülemeyen fenilalanin amino asidindeki NH2 grubu, transaminazlar tarafından
α-ketoglutarat’a transfer edilerek fenilpürivat oluşmasına neden olmaktadır. Transaminasyon sonucu oluşan fenilpürivat ise, fenillaktik asit, fenilasetat, feniletilamin, fenilasetil glutamin gibi metabolitlerin oluşumuna neden olmaktadır. Serumda fenilalanin ve fenilprüvik asit metabolitlerinin artması hiperfenilalaninemilerin ortaya çıkmasına neden olmaktadır (4).

Tedavi öncesi kan fenilalanin düzeyi ve hastaların tolere edebildikleri fenilalanin miktarları dikkate alınarak kalıtsal hiperfenilalaninemiler 3 grup altında sınıflandırılmaktadır (4).

1. Fenilketonüri:
1.a) Klasik Fenilketonüri: Fenilalanin hidroksilaz enzim aktivitesi <%1 olup, kan fenilalanin düzeyi >20 mg/dl (>1200 µmol/L) dir. Hastaların tolere edebildikleri günlük fenilalanin miktarı 20 mg/kg dır.
1.b) Orta Derecede "Moderate" Fenilketonüri: Fenilalanin hidroksilaz enzim aktivitesi >%1 olup, kan fenilalanin düzeyi 15-20 mg/dl (900-1200   µmol/L) dir. Hastaların tolere edebildikleri günlük fenilalanin miktarı 20-25 mg/kg dır.
1.c) Hafif "Mild" Fenilketonüri: Fenilalanin enzim aktivitesi >% 5 olup, kan fenilalanin düzeyi 10-15 mg/dl (600-900 µmol/L) dir. Hastaların tolere edebildikleri günlük fenilalanin miktarı 25-50 mg/kg dır.

2. Hafif "Mild" Hiperfenilalaninemi: Fenilalanin hidroksilaz enzim aktivitesi >% 30 olup, kan fenilalanin düzeyi <10 mg/dl (<600 µmol/L) dir. Hastalara kontrol altında serbest diyet tedavisi uygulanmaktadır.

3. Tetrahidrobiyopterin Metabolizması  Bozukluklarına Bağlı Hiperfenilalaninemiler: Dihidropteridin redüktaz, GTP siklohidrolaz I, pterin-4-8-karbinolamin dehidrataz, 6-pürivoyil-tetrahidropterin sentaz aktivitesindeki bozuklukları ile oluşan ve BH4’ne yanıt veren hiperfenilalaninemilerdir.

12q22-q24.1 lokusunda bulunan FAH geni 100 kb’lık bir DNA bölgesini kapsamakta ve 13 ekzon içermektedir. FAH geninden kodlanan olgun mRNA 2.4 kb uzunluğunda olup, translasyon sonucunda oluşan FAH enzimi ise, 452 amino asit içermektedir (3).

FAH gen bölgesi Bgl II, Pvu II(a), Pvu II(b), Xmn I, EcoR I, Msp I, EcoR V, Hind III restriksiyon endonükleaz enzimlerinin kesim bölgeleri için 8 “Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP)”  bölgesi, biri genin 3’ uçunda  “Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) “ diğeri genin üçüncü intronunda “Short Tandem Repeat (STR)” olmak üzere iki tane multiallelik polimorfik bölge ve FAH geni içinde protein fonksiyonu için bilinen herhangi bir etkileri olmayan 17 SNP “Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)” polimorfizmi içermektedir.

Bu polimorfik bölgeler (özellikle RFLP, VNTR ve SRT bölgeleri) hastalığa neden olan mutasyonun bilinmediği durumlarda indirek moleküler genetik tanı yöntemleri ile ailelerde doğum öncesi tanı analizleri için kullanılmaktadır.

Fenilalanin hidroksilaz geninde 524 mutasyon bildirilmiştir. Bu mutasyonların %64 yanlış anlamlı, %14 delesyon, %13 “splicing”, %5 anlamsız, %3 insersiyon olarak gruplandırılmıştır (PAHdb;http://www.mcgill.ca/pahdb).

FKÜ’li ve HFA’li hastalarda günümüzde uygulanan tedavi, fenilalanin alınımının kısıtlanmasını sağlayan yarı sentetik özel bir diyettir (5). Diyet ile bireylerde fenilalanin alınımı kısıtlanmakta ve böylece mental bozukluklar önlenmektedir. Ancak yaş ilerledikçe bu tedavinin uygulanması güçleşmektedir. Özellikle adolesan döneminde birçok hasta diyet tedavisine dikkat etmemektedir. Bu uygulama güçlükleri nedeniyle araştırmacılar diyet tedavisine alternatif olarak gen tedavisi veya enzim replasman tedavisi gibi tedavi modellerini geliştirmeye çalışmaktadırlar.

1. Zschocke J. Hum Mutation 2003;21:345-356

2. Özalp İ., Coşkun T., et.al. Turk J Pediatr 2001, 43:97-101.

3.. DiLella A.G., Kwok S.C.M., et.al. Biochemistry 1986, 25: 743-749.

4.Scriver C.R., Kaufman S., et.al. (8th eds. C.R. Scriver, A.L. Beaudet, W.S. Sly, D. Valle),pp.1667-1724. New York, Mc Graw Hill.

5.Woolf LI, Griffiths R., et.al.  Arch Dis Child 2004; 33:31- 45.