El estudio, titulado “Genetic and in silico functional characterization of a novel structural variant in the PAH gene by long-reads sequencing and structural modeling” y publicado en Frontiers, utilizó secuenciación de lectura larga (nanopore) con enriquecimiento CRISPR/Cas9 (nCATS) y confirmó la duplicación en tándem de aproximadamente 18 kb entre los exones 1 y 3 en un primer paciente y posteriormente, mediante una metodología más simple -PCR- se confirmó la misma estructura en otros 7 pacientes. A través de modelado estructural, se predijo que la duplicación genera un segmento adicional en el extremo N-terminal de la proteína PAH, lo que podría alterar la capacidad de la enzima para metabolizar fenilalanina.
Este artículo corresponde a la tesis de Magíster en Nutrición y Alimentos mención Nutrición Humana del INTA de la U. de Chile de Viviana Gallardo. “Esta variante produce una alteración leve, pero relevante, de la función enzimática, y nos permite avanzar en la comprensión de la relación genotipo-fenotipo en PKU”, explican los autores en el texto. Los hallazgos podrían contribuir al desarrollo de estrategias terapéuticas personalizadas y enriquecer las bases de datos nacionales e internacionales de variantes de PKU.
La autora correspondiente Lorena Santa María, Doctora en Ciencias y jefa del Laboratorio de Citogenética y Genómica Humana del INTA, señala que “la caracterización de esta nueva variante permite establecer una correlación genotipo-fenotipo más precisa. Las personas portadoras de esta duplicación podrían presentar hiperfenilalaninemia o un cuadro de PKU leve a moderado. Aunque el tratamiento recomendado de una dieta restrictiva en fenilalanina no cambia, la presencia de esta variante sugiere que estos pacientes podrían tolerar una ingesta ligeramente mayor de fenilalanina sin comprometer su salud”.
A continuación, Viviana Gallardo y la profesora Santa María responden algunas preguntas sobre el estudio:
-¿Podría este hallazgo estar vinculado a la metodología utilizada, a un componente genético de carácter local o a algún otro factor?
La metodología permitió dilucidar una alteración que con las metodologías disponibles hasta ese momento, no permitían caracterizar en detalle. Esto dado que antes no se había reportado y que se detectó posteriormente en varios pacientes chilenos, se cree que esta variante tendría un efecto fundador.
-¿El/la paciente presentó alguna característica especial o este es un hallazgo propio del seguimiento?
No tenía una característica especial, el hallazgo fue parte de un estudio genético iniciado por Valerie Hamilton el 2017.
-¿Qué tipo de estrategias terapéuticas personalizadas podrían pensarse para pacientes con PKU en base a este estudio?
Dado que habría una alteración que disminuye el funcionamiento pero no la anula, podría ser susceptible a manejo con cofactores enzimáticos específicos, mejorando la tolerancia a fenilalanina.
-¿Existen implicancias para el diagnóstico precoz o seguimiento clínico de pacientes que presenten variantes estructurales complejas como esta?
La utilización de metodologías de última generación permitió no sólo delinear exactamente la alteración, sino además diseñar subsecuentemente un método de detección sencillo, rápido y barato de la misma alteración, lo que permitiría estudiar a muchos pacientes sin realizar la misma metodología con la que se caracterizó, que aunque eficiente, sigue teniendo un costo elevado.
Referencia: Gallardo V, Gaete A, Maldonado J, Morales P, Peña A, Hamilton V, Faundes V and Santa María L (2025) Genetic and in silico functional characterization of a novel structural variant in the PAH gene by long-reads sequencing and structural modeling. Front. Genet. 16:1669007. doi: 10.3389/fgene.2025.1669007
Keywords: Phenylketonuria (PKU), PAH gene, CRISPR/Cas9, Oxford nanopore sequencing (ONT), Exon duplication, Protein modeling
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