Un defecto en la producción hepática de bicarbonato, causado por un déficit de anhidrasa carbónica VA, da lugar a crisis metabólicas de aparición temprana potencialmente fatales

 

Carmen Díez Fernández

Hospital Universitario Infantil de Zurich, Suiza

Estructura de la anhidrasa carbónica CA-VA. Imagen: Protein Data Base- 1DMX, visualizada con QuteMol (http://qutemol.sourceforge.net).

Estructura de la anhidrasa carbónica CA-VA. Imagen: Protein Data Base- 1DMX, visualizada con QuteMol (http://qutemol.sourceforge.net).

El bicarbonato es el tampón extracelular predominante y es esencial para mantener la homeóstasis del pH en el cuerpo humano. Las anhidrasas carbónicas (CA) catalizan la hidratación reversible del CO2. En los humanos, estas enzimas están involucradas en numerosos procesos como la respiración, la acidificación renal, la resorción ósea, la formación del humor acuoso y del fluido cerebral, la secreción gástrica, la gluconeogénesis, la lipogénesis y la ureagénesis. De las 14 CA conocidas en humanos, las isoformas VA y VB se localizan en la mitocondria. CAVA se expresa exclusivamente en el hígado, riñones y músculo esquelético. Esta isoforma se encarga de proporcionar bicarbonato a cuatro enzimas hepáticas mitocondriales involucradas en rutas metabólicas esenciales: la carbamilfosfato sintetasa 1 (CPS1, primer paso del ciclo de la urea), la piruvato carboxilasa (PC, gluconeogenesis), la propionil-CoA carboxilasa (PCC) y la 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa (3MCC) (catabolismo de los aminoácidos ramificados). Por el contrario, CAVB se expresa en numerosos tejidos, incluyendo el hígado.

El déficit de CAVA (MIM #615751) es un error innato del metabolismo de herencia autosómica recesiva. Fue descrito por primera vez en 2014 en cuatro pacientes con letargia causada por hiperamonemia neonatal o infantil en combinación con elevado lactato en sangre y cuerpos cetónicos en orina, acidosis metabólica, hipoglicemia y excreción de sustratos de carboxilasas y metabolitos relacionados en orina. Por otra parte, ninguna enfermedad ha sido atribuida a un defecto en CAVB.

Dada la posibilidad de tratamiento y por lo tanto, de prevención de daño cerebral irreversible, nos centramos en investigar el efecto del defecto de la producción hepática de bicarbonato como causa de la encefalopatía hiperamonémica, tanto a nivel clínico como bioquímico. Nuestros objetivos fueron: en primer lugar, comprobar si pacientes con hiperamonemia neonatal aislada, y cuyo perfil bioquímico no era indicativo de ningún otro error del ciclo de la urea o aciduría orgánica, tenían déficit de CAVA. Para ello, secuenciamos CA5A en un grupo de 96 pacientes, inicialmente considerados como pacientes con errores en las enzimas proximales del ciclo de la urea, pero en los cuales no se encontró ninguna mutación en NAGS ni CPS1. Además, para descartar un defecto en CAVB, secuenciamos también el gen CA5B de estos pacientes. Para demostrar el efecto patogénico de todas las mutaciones encontradas en CA5A, pusimos a punto un sistema de expresión basado en células de insecto. Expresamos y purificamos la forma silvestre de CAVA, todas las mutaciones identificadas hasta la fecha (tanto las ya publicadas como las aquí descritas) y tres variantes no asociadas a enfermedad. Posteriormente comprobamos su actividad enzimática y estabilidad térmica. Finalmente, describimos las características clínicas y bioquímicas de los pacientes con déficit de CAVA.

En 10/96 pacientes, encontramos mutaciones en CA5A en los dos alelos y ninguno en CA5B. Todas las mutaciones de CAVA resultaron ser patogénicas, debido a una actividad enzimática reducida o a una menor estabilidad térmica. Por el contrario, las tres variantes no patogénicas no mostraron ningún efecto relevante.

En conclusión, el déficit de CAVA es un diagnóstico diferencial de crisis metabólicas neonatales que cursan con hiperamonemia potencialmente fatal, hiperlactatemia y cetonuria como signos aparentemente obligados. Parece que este error es más frecuente que otras enfermedades raras metabólicas y su identificación temprana puede permitir el tratamiento específico de hiperamonemia, con lo que se podrían prevenir secuelas neurológicas.

Referencia: Diez-Fernandez C, et al. Defective hepatic bicarbonate production due to carbonic anhydrase VA deficiency leads to early-onset life-threatening metabolic crisis. Genet Med. 2016. doi: http://dx.doi.org/10.1038/gim.2015.201

 

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