ENFERMEDAD DE LESCH-NYHAN: Clínica de la deficiencia de HPRT en una serie de 42 pacientes 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Hipoxantina-Guanina Fosforribosil-Transferasa Las purinas son compuestos esenciales para la síntesis de ácidos nucleicos. Las bases purínicas adenina y guanina se unen a una pentosa y forman un nucleósido que, tras la adición de un residuo fosfórico, origina un nucleótido1. En el metabolismo de las purinas están implicadas múltiples enzimas, entre las que se encuentra la hipoxantina-guanina fosforribosil-transferasa (HPRT), que tiene un papel fundamental en la regulación de la síntesis de ácido úrico. La reacción que la HPRT cataliza tiene como objetivo la síntesis de nucleótidos purínicos (inosina monofosfato y guanosina monofosfato) mediante la reutilización de las bases purínicas hipoxantina y guanina. En este proceso se utiliza el fosforribosilpirofosfato (PRPP) como un cosustrato y fuente de energía2. Esta reutilización de las bases purínicas ahorra mucha energía en el proceso de síntesis de nucleótidos ya que utiliza sólo un mol de adenosina trifosfato (ATP) por mol de nucleótido en comparación con los seis moles necesarios para la síntesis de novo de los nucleótidos. 1.2. Síndrome de Lesch-Nyhan En 1964, M. Lesch y W. Nyhan describieron los casos de dos hermanos con un cuadro clínico peculiar. Este síndrome estaba caracterizado por hiperuricemia, hiperuricosuria y disfunciones neurológicas severas tales como coreoatetosis, retraso mental y comportamiento automutilante3. Posteriormente, en 1967, JE. Seegmiller y cols establecieron que la causa del ya mencionado síndrome era el déficit completo de la actividad de la enzima HPRT4. Prevalencia La prevalencia del síndrome de Lesch-Nyhan se estima en torno al 1 por cada 280 000 recién nacidos vivos (RNV) en Canadá. En España, la prevalencia del déficit de HPRT se estima en 1 de cada 235 000 RNV. En Reino Unido, la prevalencia está en 1 de cada 2 millones con una tasa de incidencia de 0,18 por cada 100 000 RNV5. Variantes No todos los pacientes con deficiencia de HPRT presentan con la misma intensidad los síntomas neurológicos, y algunos sólo sufren los síntomas correspondientes a la sobreproducción de ácido úrico, nefrolitiasis y gota6. Estos fenómenos de atenuación fenotípica (que se han denominado “variantes atenuadas de Lesch-Nyhan”)6, se producen debido al menor grado de deficiencia enzimática (deficiencia parcial), aunque pueden aparecer con actividad enzimática HPRT indetectable por los métodos convencionales7. Base Genética La HPRT humana está codificada en un único gen (HPRT1) que abarca cerca de 45kb del brazo largo del cromosoma X en la región Xq26. Está integrado por nueve exones con una secuencia codificante de 654pb. Su deficiencia tiene una herencia de carácter recesivo ligada al cromosoma X, de tal forma que normalmente los afectados son varones mientras que las mujeres son portadoras asintomáticas (a pesar de que se hayan descrito cinco mujeres con el síndrome de Lesch-Nyhan)5. Las mutaciones del gen HPRT1 responsables del síndrome son muy heterogéneas en cuanto al tipo de mutación y localización. De entre las más de 600 mutaciones relacionadas con la patología se han descrito desde delecciones e inserciones, hasta duplicaciones y mutaciones puntuales8. Sin embargo, estas últimas se han relacionado con más frecuencia con el déficit

parcial de HPRT, mientras que las mutaciones que provocan el síndrome de Lesch-Nyhan clásico suelen ser mutaciones que dan lugar a la ausencia completa de la actividad enzimática. Se han descrito algunos casos con región codificante del gen HPRT1 normal y una expresión reducida del ARNm, por causas aún desconocidas9. Objetivo Desde el año 1984, se han diagnosticado en la Unidad Metabólico Vascular (UMV) del Hospital Universitario La Paz 42 pacientes con deficiencia de HPRT. Esta serie es la más numerosa de enfermos con deficiencia de HPRT diagnosticados en un único centro hospitalario. El propósito de este estudio es ofrecer las características clínicas, bioquímicas, enzimáticas y moleculares de estos pacientes para conocer el espectro clínico de la deficiencia de HPRT. 2. PACIENTES Y MÉTODOS 2.1. Pacientes Se han estudiado, en el Hospital Universitario La Paz (Madrid, España), un total de 42 pacientes pertenecientes a 35 familias distintas con deficiencia total o parcial del enzima HPRT. Todos los pacientes eran varones, y el rango de edad en la primera visita a la consulta oscilaba entre 16 días hasta 35 años. 2.2. Criterios Diagnóstico El déficit de HPRT se sospechó ante la presencia de síntomas y signos característicos del síndrome, así como resultados bioquímicos indicativos de una sobreproducción de purinas. El diagnóstico se alcanzó mediante la detección de reducción de la actividad de HPRT en hemolisados, con un incremento simultáneo en la actividad de la adenina fosforribosiltransferasa (APRT). 2.3. Determinaciones bioquímicas: metabolismo de purinas El metabolismo de las purinas fue examinado mediante la determinación de las concentraciones en plasma de ácido úrico, xantina e hipoxantina, y con su excreción en orina de 24 horas, en los casos en que fue posible su obtención, o mediante la determinación del cociente úrico/creatinina en una muestra aleatoria de orina. Los niveles en plasma y orina de xantina e hipoxantina se determinaron mediante cromatografía de alto rendimiento (HPLC). En aquellos casos en que fue posible, el metabolismo de las purinas fue examinado una vez fueron suspendidos todos los fármacos que pudiesen influenciar sobre él. Se pautó colchicina (0.5mg al día) como profilaxis de la artritis aguda en aquellos pacientes con antecedentes de gota. Antes de las pruebas, los pacientes siguieron durante 7 días una dieta isocalórica de mantenimiento con restricción de purinas (menos de 75mg al día) y con un contenido de proteínas del 10-15%. 2.4. Determinaciones enzimáticas La actividad de las enzimas HPRT y APRT en hemolisado se determinó con HPLC. Para evaluar la posibilidad de cierta actividad residual, se determinó la actividad HPRT en eritrocito intacto. Para ello, los eritrocitos obtenidos de sangre venosa se incubaron durante 40 minutos, y a 37°C, en 10mM HEPES, 125 mM NaCl, 2,6 mM KCl, 5,5mM glucosa, 1mM CaCl2, 50mM MgCl2, 18mM NaH2PO4 y 10 μM [14C] hipoxantina. Tras el tiempo de incubación, el IMP radiactivo se separó de la hipoxantina por HPLC, y se midió la radioactividad en el pico de IMP. Además, la actividad de HPRT se expresó como el porcentaje de [14C] hipoxantina transformada en [14C] IMP (valores normales: 98-100%) para caracterizar mejor el déficit enzimático. 2.5. Análisis Molecular El diagnóstico molecular del déficit de HPRT es importante porque permite un diagnóstico prenatal más rápido y preciso, así como determinar la condición de portadora en las mujeres de la familia. Este diagnóstico requiere el análisis en cada paciente de la región codificante del gen

HPRT1 a partir del ARN del paciente y mediante RT-PCR, o, en los casos en que el gen HPRT1 no se expresa o no es posible obtener ARN mensajero (ARNm), la amplificación y secuenciación de los nueve exones del gen HPRT1 con las secuencias intrónicas flanqueantes para encontrar la mutación. En algunos casos, la región codificante de HPRT1 es normal y, sin embargo, los pacientes presentan niveles reducidos de ARNm de HPRT1 con disminución o ausencia de actividad enzimática de origen desconocido. En nuestra experiencia, alrededor de un 80% de las madres son portadoras, con lo que sólo un 20% de los pacientes tienen una mutación de novo. 3. RESULTADOS 3.1. Características Clínicas Generalidades Los pacientes fueron clasificados en dos categorías según la clínica que presentaron: 1) “Enfermedad de Lesch-Nyhan clásico” y 2) “Variantes atenuadas de Lesch-Nyhan”. La clínica de los pacientes con el síndrome clásico quedó definida por distonía severa generalizada, conducta autolesiva (siendo característica la automutilante), movimientos involuntarios como balismo o coreoatetosis, y alteraciones cognitivas (Figura 1). Los pacientes con alguna de las variantes, o bien no tenían clínica neurológica, o bien ésta era moderada-severa (sin presentar conducta automutilante). Además, algunos de estos pacientes podían llevar a cabo actividades cotidianas vitales que los enfermos con la enfermedad de Lesch-Nyhan no podían. En aquellos pacientes que por su temprana edad no presentaban la clínica típica de la enfermedad de LeschNyhan pero cuya mutación del gen HPRT1 era sugestiva del diagnóstico, fueron diagnosticados de enfermedad de Lesch-Nyhan.

Figura 1. Manifestaciones clínicas y repercusiones de la Enfermedad de Lesch-Nyhan (grado 4).

Las variantes atenuadas se clasificaron, según la clínica, en tres grados: 1) clínica de sobreproducción y sobreexcreción de purinas (hiperuricemia e hiperuricosuria), con exploración neurológica aparentemente normal, 2) distonía aparente sin privación de la realización de actividades básicas de la vida diaria, y 3) clínica neurológica severa, muy similar a la de la enfermedad de Lesch-Nyhan (con la excepción de ausencia de conducta autolesiva). La enfermedad de Lesch-Nyhan se consideró como grado 4 (Tabla 1). CLÍNICA Enfermedad de Lesch-Nyhan Distonía severa generalizada, autolesión, movimientos involuntarios, alteraciones cognitivas. Variantes Atenuadas de Lesch-Nyhan Distonía severa generalizada, movimientos involuntarios, alteraciones cognitivas. Distonía aparente, capacidad para realizar actividades básicas de la vida Hiperuricemia, hiperuricosuria, exploración neurológica aparentemente normal Tabla 1. Categorías establecidas según la clínica de los pacientes con deficiencia de HPRT.

GRADO 4 3 2 1

Enfermedad de Lesch-Nyhan Un total de 27 pacientes, cuyas edades al diagnóstico oscilaban entre 16 días y los 31 años, fueron incluidos dentro de la categoría de Enfermedad de Lesch-Nyhan clásico. Debido a la gran diferencia de edad entre los sujetos, la clínica que presentaron en su primera visita a la consulta fue muy variable. En su primera consulta, un total de 10 pacientes (todos mayores de 3 años) ya presentaban las características típicas de la enfermedad de Lesch-Nyhan, incluyendo conducta automutilante (Pacientes 1,3,4,5,6,7,8,12,15,20). Estos pacientes eran extremadamente dependientes para realizar las actividades básicas de la vida diaria y eran incapaces de andar. Aquellos pacientes menores de tres años de edad, presentaron como manifestación neurológica más precoz, un retraso en el desarrollo psicomotor e hipotonía. En algunos casos habían sido diagnosticados de parálisis cerebral distónica o tetraparesia distónica. A uno de los pacientes (Tabla 2, Paciente 11) inicialmente diagnosticado de enfermedad de Lesch-Nyhan finalmente se le clasificó como grado 3 de variante atenuada debido a que en su evolución no presentó conducta autolesiva. El resto de pacientes permanecieron en la clasificación inicial debido al desarrollo de dicha conducta. Variantes Atenuadas A quince pacientes inicialmente se les atribuyó como diagnóstico alguna de las variantes atenuadas del síndrome. El diagnóstico tan solo se modificó en uno de los pacientes (Tabla 3, Paciente 34) al que inicialmente se le había atribuido un grado 2 que, finalmente, progresó a 3 debido al desarrollo de distonía severa generalizada y coreatetosis (ausentes en su primera consulta). Por ausencia de comportamiento autolesivo, se incluyó en la categoría 3 de variables atenuadas del síndrome a un paciente inicialmente diagnosticado de enfermedad de LeschNyhan. 3.2. Características Bioquímicas En todos los pacientes con déficit de HPRT se detectó una sobreproducción de purinas. En comparación a individuos control, tanto los pacientes con Síndrome de Lesch-Nyhan clásico como los que padecen alguna de sus variantes, mostraron tener unas concentraciones significativamente elevadas en plasma de urato, hipoxantina y xantina. Consecuente con este hallazgo, la excreción urinaria de ácido úrico, hipoxantina y xantina también estaba elevada en todos los individuos enfermos, sin diferencias destacables entre los que padecen el síndrome clásico o alguna de sus variantes. 3.3. Estudio Enzimático Todos los pacientes estudiados mostraron niveles indetectables o disminuidos de la actividad de la HPRT en los hemolisados. Fenotipo Lesch-Nyhan Ninguno de los pacientes con el síndrome de Lesch-Nyhan clásico (déficit total de HPRT) mostró niveles detectables de HPRT en los hemolisados (HPRT