NEFROLOGÍA. Vol. XXII. Número 6. 2002 Enfermedad de Fabry: diagnóstico clínico y enzimático de homocigotos y heterocigotos. Nuevas perspectivas terapéuticas R. Peces y T. Olea Servicio de Nefrología. Hospital Central de Asturias. Oviedo. Hospital Universitario La Paz. Madrid. RESUMEN La enfermedad de Fabry es una enfermedad de depósito, con herencia recesiva ligada al cromosoma X, causada por un déficit parcial o completo en la síntesis de la enzima lisosomal -galactosidasa A. El depósito intracelular de glicoesfingolípidos (globotriaosilceramida), el sustrato de esta enzima, da lugar a una grave y dolorosa neuropatía con disfunción progresiva renal, cardiovascular y cerebrovascular que conduce a la muerte precoz. Aunque existe un predominio de afectación en los varones, muchas mujeres portadoras tienen igual afectación clínica, incluyendo el riesgo de ictus. Los estigmas físicos corno los angioqueratomas de la piel y mucosas, y las características anomalías corneales facilitan la identificación de la enfermedad. El hallazgo de una ausencia o disminución marcada de la actividad de la enzima -galactosidasa A en el plasma, los leucocitos o los fibroblastos de la piel confirma el diagnóstico. Los avances de los últimos años han permitido optimizar, en gran medida, el diagnóstico de pacientes y portadoras, así como el desarrollo de una terapia enzimática sustitutiva. En este artículo describimos una familia con enfermedad de Fabry compuesta de sujetos homocigotos y heterocigotos, a partir de un propositus que desarrolló insuficiencia renal terminal y recibió un trasplante renal de cadáver que ha permanecido funcionante durante más de 15 años. Palabras clave: -galactosidasa A. Cromosoma X. Enfermedad de Fabry. Globotriaosilceramida. Heterocigoto. Homocigoto. Sustitución enzimática. Trasplante renal. FABRY DISEASE: CLINIC AND ENZYMATIC DIAGNOSIS OF HEMIZYGOUS AND HETEROZYGOUS. NEW THERAPEUTIC PROSPECTS SUMMARY Fabry disease is an X-linked recessive lysosomal storage disorder caused by a partial or complete deficiency of -galactosidase A. Intracellular accumulation of globotriaosylceramide, the glycolipid substrate of this enzyme, leads to severe Recibido: 22-IV-2002. En versión definitiva: 9-IX-2002. Aceptado: 9-IX-2002. Correspondencia: Dr. R. Peces Servicio de Nefrología. Hospital Universitario La Paz Paseo de la Castellana, 261 28046 Madrid E-mail: rpeces@hulp.insalud.es 540 ENFERMEDAD DE FABRY painful neuropathy with progressive renal, cardiovascular, and cerebrovascular dysfunction and early death. Men are predominantly affected but many female carriers have similar clinical involvement, including increased risk of stroke. Physical stigmata, such as angiokeratomas in skin and mucous membranes and characteristic benign corneal abnormalities, facilitate identification of Fabry disease. The finding of a marked decreased activity of (-galactosidase A in plasma, white blood cells or cultured skin fibroblasts confirms the diagnosis. Treatment thus far has been symptomatic only. Etiology-based therapies are being developed that include enzyme replacement therapy, gene therapy, and substrate deprivation. The recently completed double-blind, placebo-controlled trials of intravenous infusions of (-galactosidase A in patients with Fabry disease demonstrated the safety and efficacy of this treatment. We report a family with Fabry disease composed of hemicygous and heterocygous. The propositus developed chronic renal failure and received a cadaver renal transplant, which remained with adequate renal function during 15 years. Key words: Fabry disease. X-linked. -galactosidase A. Globotriaosylceramide. Hemizygous. Heterozygous. Renal transplantion. Enzyme replacement therapy. INTRODUCCIÓN La enfermedad de Fabry es una rara enfermedad con herencia recesiva ligada al cromosoma X (locus Xq 22.1). Resulta de un déficit de actividad de la enzima lisosomal -galactosidasa A, lo que da lugar al depósito de glicoesfingolípidos (globotriaosilceramida o ceramidatrihexósido) en los diferentes órganos de la economía 1-5. Como consecuencia del depósito tisular masivo, muchos pacientes fallecen entre la cuarta y la quinta décadas de la vida debido a complicaciones renales, cardíacas o cerebrovasculares. En aquellos casos que llegan a la insuficiencia renal terminal, la diálisis y el trasplante renal pueden prolongar la vida del enfermo, pero no detienen la progresión de la enfermedad en otros órganos. Mientras que en algunos receptores de un trasplante renal se comunicaron mejorías clínicas, bioquímicas o ambas, en otros pacientes no se pudieron constatar efectos bioquímicos 6-12. Aunque el trasplante renal no representa una fuente de aporte enzimático sistémico, que evite el acúmulo de glicoesfingolípidos en los tejidos y la progresión de la enfermedad, sí permite la excreción de grandes cantidades de ceramida y la disminución de sus niveles circulantes. Por otra parte, aunque existe alguna evidencia de recurrencia precoz del acúmulo de ceramida en el riñón trasplantado, en otros casos no se encontraron depósitos apreciables después de varios años de supervivencia del injerto. Las nuevas terapias ofrecen la esperanza de tratar la enfermedad de Fabry precozmente, dirigiéndose al defecto metabólico subyacente, y previniendo o frenando las complicaciones a largo plazo de la enfermedad 13-15. De todos los tratamientos emergentes sólo la terapia sustitutiva enzimática ha alcanzado el estadio de ensayos clínicos. La disponibilidad de estos nuevos tratamientos hace que el diagnóstico precoz adquiera hoy nueva importancia. Las perspectivas que se abren con ello cambiarán, sin duda, el abordaje de esta enfermedad desde el punto de vista de los nefrólogos. Por esta razón, describimos una familia con enfermedad de Fabry compuesta de sujetos homocigotos y heterocigotos, que tuvimos ocasión de estudiar en 1987 a partir de un propositus que desarrolló insuficiencia renal terminal, y que recibió un trasplante renal de cadáver a los 32 años de edad, y que se ha mantenido funcionante durante más de 15 años. MATERIAL Y MÉTODOS La determinación de los niveles de (-galactosidasa A en plasma se llevó a cabo mediante fluorometría de punto final de Desnick modificada 16 utilizando como sustrato 4-metilumbeliferil--D-galactopiranósido (Sigma). Brevemente, se incubaron 250 µl de solución acuosa de sustrato 17,3 mmol/l con 50 µl de plasma y 150 µl de tampón citrato-fosfato 0,3 M, pH 4,6 durante 120 minutos a una temperatura de 37 ºC. Tras la incubación se paró la reacción con 3 ml de tampón glicina-sosa 0,2 M, pH 11. A continuación se midió la fluorescencia en un fluorímetro con excitación a 365 nm y emisión a 450 nm. Las extinciones se extrapolaron a concentración median541 R. PECES y T. OLEA te curva de calibración de 4-metil-umbeliferona en solución tampón glicina-sosa, pH 11, con linearidad hasta 20 µm/l. La actividad enzimática se expresa en nmoles/h/ml de sustrato. La actividad de -galactosidasa A en plasma se midió en los sujetos homocigotos, heterocigotos y en 10 controles sanos. En estos últimos, los valores normales oscilaron entre 33-84 nmoles/h/mI. RESULTADOS En la tabla I se resumen los datos clínicos y analíticos de los miembros de la familia estudiada. Las figuras 1 a 5 muestran las distintas alteraciones que pueden orientar al diagnóstico. DISCUSIÓN La prevalencia estimada de la enfermedad es de 1:117.000 habitantes, por lo que en España debe de haber unos 170 casos. El número de portadores heterocigotos es igual o mayor que el número de homocigotos 17, 18. Todos los varones con el defecto enzimático desarrollan la enfermedad, mientras que las mujeres portadoras son normalmente asintomáticas o expresan una forma atenuada de la misma. Sin embargo, debido a una inactivación preferente del cromosoma X sano que permite que el gen defectuoso se manifieste (efecto Lyon), algunos heterocigotos desarrollan una forma florida de la enfermedad. El porcentaje de heterocigotos que presentan manifestaciones clínicas es desconocido. Los estudios más recientes sugieren que las formas más ligeras de la enfermedad, que se presentan más tardíamente y afectan primariamente al sistema cardiovascular, pueden ser más frecuentes y pueden estar infradiagnosticadas. Los pacientes con estas variantes tienen niveles residuales pero insuficientes de (-galactosidasa A 19-21. El gen de la (-galactosidasa A está localizado en el brazo largo del cromosoma X (locus Xq 22.1). El Fig. 1.--Lesiones rojo vinosas de angioqueratomas en la región periumbilical. Tabla I. Datos clínicos y analíticos de los pacientes homocigotos y heterocigotos en la familia estudiada en 1987 Caso Edad/sexo Relación Piel y mucosas Neurológico 1 34/varón Paciente Angioqueratomas Parestesias, dolor lacerante, anhidrosis Opacidad cristalino, dilataciones vasculares en conjuntiva y retina IRC, trasplante, cruces de Malta Hipertrofia VI Lesiones típicas 1,34 2 39/varón Hermano Angioqueratomas Parestesias, dolor lacerante, anhidrosis Opacidad cristalino ND Córnea verticílica Cruces de Malta Córnea verticílica Cruces de Malta 3 66/mujer Madre 4 4/mujer Hija 5 12/mujer Sobrina Ocular Renal Cardíaca Biopsia de piel -galactosidasa A nmoles/h/ml Proteinuria, cruces de Malta Hipertrofia VI Lesiones típicas 7,01 Proteinuria, cruces de Malta Arritmia 11,60 3,90 7,52 ND = No determinado. 542 ENFERMEDAD DE FABRY A B Fig. 2.--A) Biopsia de piel mostrando una dilatación vascular en la región papilar del dermis (HE × 100). B) Se puede apreciar la presencia de células espumosas cargadas de vacuolas lipídicas (HE × 250). gen codifica un polipéptido que tiene 429 aminoácidos, incluyendo un péptido señal de 31 aminoácidos, tiene una longitud de 12 kilobases y contiene 7 exones. Hasta la fecha se han descrito más de 160 mutaciones en las familias con Fabry. La mayoría de ellas son mutaciones de significado erróneo o sustituciones de nucleótidos sin significado, sin embargo se han encontrado también deleciones pequeñas y grandes, inserciones, inserciones/deleciones contiguas, grandes duplicaciones y agrupaciones complejas 22, 23. El amplio rango de mutaciones puede explicar las variaciones en la presentación clínica. Muchas familias tienen mutaciones privadas (que se encuentran sólo en esa familia). Los primeros síntomas de la enfermedad suelen aparecer de forma insidiosa en la infancia o adolescencia, e incluyen episodios de dolor neuropático grave que causa sensaciones de quemazón en las manos y los pies, e hipohidrosis. Estos síntomas tienden a empeorar con el ejercicio y durante las estaciones calurosas. Los afectados también desarrollan problemas en la circulación arterial, lo que puede derivar en infartos. Los estigmas físicos como los angioqueratomas de la piel (figs. 1 y 2) y mucosas, y las características anomalías corneales facilitan la identificación de la enfermedad. Los pacientes pueden presentar también opacidades en el cristalino y lesiones vasculares en la conjuntiva y en la retina (figs. 3 y 4). Algunas mujeres portadoras también pueden mostrar síntomas de la enfermedad como las opacidades corneales, y desarrollar una afectación sistémica grave. La confirmación diagnóstica requiere la demostración de una deficiente actividad de -galactosidasa A en plasma, leucocitos, lágrimas o fibroblastos de la piel, o de niveles elevados de globo- triaosilceramida en plasma o en orina 1, 20, 24. La determinación de los niveles de -galactosidasa A en plasma resulta de utilidad clínica para investigar e identificar los pacientes con Fabry, tanto en los sujetos homocigotos como en los heterocigotos. Mientras que los primeros tienen niveles indetectables o muy bajos de la enzima, los segundos presentan niveles intermedios. La causa más frecuente de muerte es la insuficiencia renal crónica 25 y los signos de afectación renal pueden iniciarse precozmente. Según los re- Fig. 3.--Dilatación vascular en la conjuntiva. 543 R. PECES y T. OLEA Fig. 4.--Fondo de ojo con dilataciones vasculares en la retina. gistros de la ERA-EDTA cada año inician tratamiento renal sustitutivo en Europa, entre cuatro y 13 pacientes afectos por la enfermedad de Fabry. La presencia del depósito de esfingolípidos en el riñón se puede determinar indirectamente mediante el estudio del sedimento urinario. La identificación de cruces de Malta en el sedimento urinario (fig. 5) es un test sencillo de despistaje de la enfermedad que está al alcance de cualquier laboratorio clínico. El estudio del sedimento mediante microscopia electrónica puede ser también muy útil. Fig. 5.--Sedimento urinario mostrando los acúmulos lipídicos birrefringentes con luz polarizada, y las típicas cruces de Malta. Algunos pacientes con la variante cardíaca se presentan con una alteración ligera de comienzo tardío que se limita al corazón. Estos enfermos tienen mutaciones que codifican suficiente actividad enzimática residual (aproximadamente 5 a 10% de lo normal) 19-21. Esta forma puede ser más común de lo que se creía previamente. Hasta hace poco tiempo no existía tratamiento específico para la enfermedad y el único existente era de soporte, limitado al manejo sintomático de las parestesias y los episodios de dolor, así como de las complicaciones de la insuficiencia renal y de la enfermedad cardiovascular. Hasta ahora se han utilizado con éxito variable la carbamazepina y la difenilhidantoina para el tratamiento sintomático del dolor. La pentoxifilina y un ambiente frío pueden mejorar la acrodinia y la hipohidrosis. La diálisis y el trasplante renal pueden prolongar la vida de los enfermos pero no detienen la progresión de la enfermedad en otros órganos. El trasplante renal como tratamiento sustitutivo en estos pacientes fue objeto en el pasado de considerable controversia. Dado que el riñón es un órgano rico en -galactosidasa A, en la década de los setenta algunos investigadores propusieron el trasplante renal como medio de aporte enzimático definitivo 6. Aunque inicialmente los resultados a corto plazo parecieron satisfactorios, las observaciones de enfermos trasplantados a largo plazo resultaron más contradictorias. De la experiencia acumulada de estos años se puede concluir, en primer lugar, que el riñón trasplantado normofuncionante permite la excreción de una gran cantidad de ceramida evitando, en parte, su acumulación en los tejidos, y enlenteciendo así la evolución de la enfermedad, y en segundo lugar, la enfermedad no recidiva en el injerto que tiene una maquinaria enzimática normal. Por tanto, el contenido en -galactosidasa A del injerto evita la acumulación local de la ceramida, permitiendo mantener una función renal adecuada durante años 7-12. Las terapias emergentes como el reemplazamiento enzimático, la inhibición del sustrato y la terapia génica ofrecen la esperanza de tratar la enfermedad de Fabry dirigiéndose al defecto metabólico subyacente, y previniendo o deteniendo las complicaciones a largo plazo de la enfermedad 26. De todos los tratamientos emergentes sólo la terapia sustitutiva enzimática ha alcanzado el estadio de ensayos clínicos. Tanto los estudios preclínicos en ratones deficientes en (-galactosidasa A y tratados con la enzima recombinante 27, 28, como los estudios en fase 1/2 en humanos 29, han demostrado la eficacia de la terapia enzimática sustitutiva con varias formas recombinantes de (-galactosidasa A. Recientemente se han publicado los resultados de varios ensayos en fase 3 de terapia de reemplazamiento con -galactosidasa A re- 544 ENFERMEDAD DE FABRY combinante 30, 31. La terapia enzimática sustitutiva permite administrar la -galactosidasa A por vía intravenosa cada 2 semanas, tanto en los pacientes con la enfermedad avanzada como en aquellos con la enfermedad en la fase incipiente, con muy pocos efectos secundarios. En los pacientes que llegan a la insuficiencia renal terminal se podría combinar el trasplante renal precoz y el reemplazamiento enzimático para evitar la progresión del depósito del glicoesfingolípido y el daño tisular en otros órganos. Ciertos inhibidores competitivos reversibles de la -galactosidasa A, tales como la galactosa y la deoxigalactonojirimicina pueden incrementar la actividad residual de la -galactosidasa A. Estos actúan como chaperonas químicas que incrementan la estabilidad de la enzima mutante uniéndose a sus sitios activos 15, 21. Se ha comprobado que estos tratamientos son efectivos en los pacientes con la variante cardíaca de la enfermedad. La terapia génica se encuentra en sus estadios más precoces de la investigación y faltan todavía unos pocos años para que den comienzo los ensayos clínicos. Hay dos formas diferentes de aproximarse al problema. La primera implica el aporte directo del gen de la -galactosidasa A utilizando adenovirus modificados y vectores virales adenoasociados 32. El objetivo es modificar genéticamente el hígado, el pulmón o el músculo del paciente y utilizarlos como fuentes internas de -galactosidasa A 33. La segunda forma implica alterar genéticamente las células madre hematopoyéticas de los pacientes con Fabry para producir y restaurar las células alteradas del paciente a través del trasplante de médula ósea 34-36. Ambos métodos han sido exitosos en el tratamiento del modelo murino de enfermedad de Fabry 33, 37, 38. BIBLIOGRAFÍA 1. Brady RO, Gal EA, Bradley RM, Martensson E, Warshaw AL, Laster L: Enzymatic defect in Fabry's disease: ceramide trihexosidase deficiency. 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