Luis Alejandro Barrera Avellaneda - La criptología de la enfermedad

Desde el punto de vista molecular, los errores innatos del metabolismo son defectos muy pequeños que no producen alteraciones visibles cuando se examinan los cromosomas en el microscopio de luz o con el microscopio electrónico. Su identificación inicialmente se puede hacer midiendo el producto que no se sintetiza normalmente o las sustancias que se acumulan por el bloqueo del camino metabólico. Hay otras alternativas como medir la proteína o enzima, cuantificar la acumulación de productos o hacer el análisis de ADN; estos análisis aislados no dan la información necesaria para decidir —fuera de toda duda— qué error innato del metabolismo sufre el paciente. Un buen especialista combina los resultados bioquímicos con los moleculares y en ocasiones pruebas farmacológicas o nutricionales para lograr el diagnóstico. En cierta forma, cada diagnóstico de un EIM es un proceso de investigación; en unos se llega rápidamente a identificar su causa molecular, en otros se requieren muchos ensayos y análisis y en otro número significativo de pacientes no se logra precisar su causa ( 5, 15- 17).

Los síntomas de un EIM pueden ser muy inespecíficos: vómito, diarrea, falta de energía para el ejercicio, fatiga, dolores musculares, convulsiones, retardo en el desarrollo, discapacidad intelectual, síntomas de intoxicación o de infección. Por lo tanto, para diagnosticar un defecto que se manifiesta por signos y síntomas que se presentan en muchas enfermedades, se requiere una observación muy rigurosa de las causas desencadenantes y seguir una ruta secuencial y lógica de pruebas de laboratorio.

Entender las causas de un defecto determinado señala el camino para el diagnóstico por el laboratorio. En la figura 1-1, es claro que tenemos varias aproximaciones posibles: podríamos analizar la elevación de los compuestos antes del bloqueo, es decir, el aumento en la sustancia D, o la disminución de las moléculas que están después del bloqueo, P en nuestro ejemplo.

Estas fueron las primeras aproximaciones usadas para identificar los EIM. Los precursores del campo desarrollaron métodos químicos muy laboriosos para su cuantificación, mediante los cuales aislaban y purificaban las sustancias de la orina de los pacientes. En ocasiones las cristalizaban, medían su poder de rotación óptica, determinaban su peso molecular, etc., lo cual implicaba un grado alto de refinamiento en los análisis físico-químicos ( 18).

En ausencia de modelos experimentales, en muchos casos los propios investigadores o sus auxiliares asumieron el papel de controles “normales”. Ellos consumían algunas de las sustancias que se creía estaban incrementadas a consecuencia del bloqueo, por ejemplo B ( figura 1-1), y luego buscaban y medían en la orina o en las heces el producto P y comparaban esos resultados con los de los pacientes. Se esperaba que los individuos sin ningún tipo de patología podrían metabolizar esos intermediarios, en tanto que los afectados los excretaban en la orina sin modificar. También medían las variaciones en la excreción de P con la ingesta de diferentes tipos de dietas ( 19).

Uno que otro investigador o “voluntario” ofició como conejillo de indias con riesgos y consecuencias a veces muy nocivas para su salud. Actualmente, existen regulaciones para frenar esas riesgosas prácticas y proteger al ser humano (tanto paciente como investigador), impidiendo la realización de este tipo de experimentación en uno mismo, en los subordinados y en los pacientes, a menos que se haya demostrado la inocuidad de la sustancia almacenada, o que se trate de algo que se consume ordinariamente en los alimentos. La confirmación de los caminos metabólicos en bioquímica ha sido posible gracias a la existencia de los errores innatos del metabolismo en los humanos y animales como gatos, perros, ovejas o cabras ( 20- 26), pero, después de la década de los treinta del siglo pasado, se logró determinar que vías metabólicas como la glicólisis, la respiración y la síntesis y degradación de aminoácidos están presentes en toda la escala evolutiva, excepto en los virus, y se comenzó a utilizar a las bacterias y levaduras —en vez de sujetos humanos o mamíferos— para el estudio de las transformaciones bioquímicas producidas por alteraciones en el material genético ( 27, 28).

Los errores innatos del metabolismo se descubrieron midiendo las sustancias bioquímicas que se acumulan anormalmente o los productos que no se sintetizan. Esta continúa siendo la aproximación inicial en las enfermedades de los carbohidratos, aminoácidos, ácidos orgánicos y defectos en el metabolismo del amonio. Basados en los resultados bioquímicos o en la clínica, en algunos EIM para los cuales hasta ahora no hay marcadores bioquímicos apropiados se procede con la medición de la actividad enzimática (X), la que se realiza usando sustratos específicos para cada enzima; si la enfermedad afecta fundamentalmente al músculo o al hígado, la mejor muestra para hacer la medición enzimática serán las células musculares o las hepáticas, respectivamente. En caso de que la misma enzima se exprese también en los glóbulos blancos o rojos, se prefieren las células sanguíneas por su facilidad de extracción y para evitarle al paciente las incomodidades de una biopsia ( 29, 30). Sin embargo, en los casos en que los resultados de los análisis enzimáticos en células sanguíneas sean dudosos, se tiene que recurrir a las células del tejido directamente afectado.

El análisis enzimático tiene la ventaja de ser un ensayo directo, pues, siendo las proteínas responsables de la acción fisiológica, si su actividad es deficiente, indica claramente que es la causante de la enfermedad.

Teóricamente, entre más disminuida esté la actividad de la enzima, más severo debería ser el fenotipo y más grave el pronóstico. Esto es generalmente cierto; sin embargo, en algunos casos, no hay una estricta relación entre la actividad residual de la enzima y la severidad de la sintomatología, lo cual se explica en parte por las diferencias que hay entre las condiciones en que trabajan las enzimas en las células y la forma en que se determina su actividad en el laboratorio. Generalmente, el análisis enzimático se ha tenido como la prueba de oro para comprobar o descartar un EIM. Cuando la actividad enzimática encontrada es cero o cercana a cero, el resultado es fácil de interpretar; el inconveniente es que en muchos casos los valores encontrados en las determinaciones enzimáticas son hasta 30 % del valor normal, o inclusive se sobreponen con valores encontrados en individuos normales o en portadores asintomáticos de la enfermedad. Por lo tanto, la interpretación de valores enzimáticos en esos rangos puede ser difícil y requiere confirmación con otras pruebas como los análisis de ADN. La determinación enzimática se puede usar para hacer diagnóstico prenatal; no obstante, se requiere tener como controles a células de embriones normales de la misma edad gestacional, que son muy difíciles de obtener.

Como el daño en la proteína está codificado en el gen, otra alternativa es estudiar sus cambios o mutaciones. Esta aproximación solo es posible desde hace algún tiempo, ya que muchos genes no habían sido identificados hace 30 años. Recordemos además que los genes constituyen solo aproximadamente el 2 % del genoma y que existen cerca de 21 000 genes diferentes ( 31), sin contar los reguladores sobre los cuales poco conocemos y que las mutaciones en un mismo gen pueden ser desde asintomáticas hasta muy severas.

Garrod predijo que buscar un error en un gen era como buscar una aguja en un pajar ( 1), y no estaba lejos de la verdad. Cuando se está en la búsqueda de una mutación puntual, es estar tras un defecto en un par de bases de los 30 000 millones de pares de bases que constituyen el genoma. A través del proyecto del genoma humano se han identificado todos los genes, pero en uno solo (por ejemplo, el de la fenilcetonuria) se conocen más de 1200 mutaciones, las cuales tienen relevancia distinta para la actividad de la proteína, que al final resulta en un continuo en la severidad de la enfermedad que va desde las variantes asintomáticas a las muy graves. Por lo demás, hay otros factores epigenéticos IIIque complican la interpretación de esa información y también el efecto llamado impronta genética, que en algunos casos hace que la expresión del gen dependa de si ha sido heredado del padre o de la madre.