N-karbamüülglutamaat suurendab märkimisväärselt u-geneesi n-atsetüülglutamaadi defitsiidi ja propioonse atsideemia korral, mõõdetuna isotoopse liitmise ja vere biomarkeritega | laste uuringud

N-karbamüülglutamaat suurendab märkimisväärselt u-geneesi n-atsetüülglutamaadi defitsiidi ja propioonse atsideemia korral, mõõdetuna isotoopse liitmise ja vere biomarkeritega | laste uuringud

Anonim

Abstraktne

N- atsetüülglutamaat (NAG) on endogeenne oluline kofaktor ammoniaagi muundamiseks maksas karbamiidiks. NAG defitsiit põhjustab hüperammonemiat ja tekib selle tootva ensüümi, NAG süntaasi (NAGS) päriliku vaeguse või lühikese rasvhappe derivaatide funktsiooni häirimise tõttu. N- karbamüülglutamaat (NCG) võib leevendada hüperammonemiat NAGS-i vaeguse ning propioonse ja metüülmaloonse atsideemia tagajärjel. Uregeneesi mõõtmiseks ja NCG mõju hindamiseks inimestel töötasime välja stabiilse isotoobi 13 C märgistusmeetodi. Seitseteist tervet täiskasvanut uuriti 13 C-märgise lisamiseks karbamiidi. [ 13 C] karbamiid ilmus verre mõne minuti jooksul, ulatudes maksimaalselt 100 minutini, samal ajal kui sissehingatav 13 CO 2 jõudis maksimumini 60 minutiga. NAGS-i puudulikkusega patsient näitas karbamiidi märgistust väga vähe enne NCG-ravi ja pärast seda normaalset märgistamist. Vastavalt vähenes ammoniaagi ja glutamiini sisaldus plasmas märkimisväärselt ning karbamiid kolmekordistus pärast NCG-ravi. Sarnaselt põhjustas NCG-ravi propioonse atsideemiaga patsiendil karbamiidi märgistamise märgatava tõusu ning glutamiini, alaniini ja glütsiini taseme languse. Need tulemused pakuvad usaldusväärset meetodit NCG mõju mõõtmiseks lämmastiku metabolismile ja viitavad kindlalt sellele, et NCG võiks olla efektiivne päriliku ja sekundaarse NAGS-i puuduse raviks.

Peamine

N-atsetüülglutamaat (NAG) on karbamüülfosfaadi süntetaasi 1 (CPS1) reaktsiooni kohustuslik aktivaator, uurea tsükli esimene etapp (1). Ureageneesi reguleerimine, eriti vastuseks ammoniaagi või valgukoormuse sissevõtmisele, sõltub suuresti NAG-i kontsentratsioonist maksa mitokondrites (2–4). NAG-i kaasasündinud puudumine, mille põhjuseks on tavaliselt NAG-süntaasi (NAGS) defitsiit, põhjustab hüperammonemiat ja arengu hilinemist ning võib lõppeda surmaga (5–8).

Varasemad uuringud näitavad, et N- karbamüülglutamaat (NCG), glutamiinhappe stabiilne sünteetiline derivaat, aktiveerib tõhusalt CPS1 (1, 9). NCG manustamine NAGS-i puudulikkusega patsientidele võib vere ammoniaagi kontsentratsiooni normaliseerida (10–12). Ravi NCG-ga on kasulik ka mõnele pärilike haigustega, näiteks propioonse ja metüülmaloonhappe atsideemiaga patsientidele (13, 14), mis näitab, et neil patsientidel on CPS1 kaudu vähenenud ammoniaagi voog. Seega võib NCG-teraapia aidata edendada karbamüülfosfaadi sünteesi erinevates kliinilistes tingimustes, kus see reaktsioon on ohustatud, sealhulgas CPS1 puudulikkuse teatud vormid, orgaanilised atsideemiad, rasvhapete oksüdatsiooni häired ja maksa entsefalopaatia. Sarnaselt võib NCG manustamine olla kasulik ka patsientidele, kellel on valproehappega ravi tagajärjel tekkinud hüperammonemia (15).

NCG laiaulatuslik kasutamine hüperammonemiaga patsientide ravimisel võimaldaks tundliku ja reprodutseeritava meetodi olemasolu selle aine efektiivsuse hindamiseks uregeneesi soodustamisel. Selle eesmärgi saavutamiseks uurisime massispektromeetriat, et jälgida [ 13 C] uurea in vivo sünteesi pärast [1- 13 C] atsetaadi manustamist. Meie põhjendus oli see, et maksa mitokondrid muundasid märgistatud atsetaadi kiiresti 13 CO 2 -ks, mis inkorporeeritakse esmalt 13 C-karbamüülfosfaadiks ja lõpuks [ 13 C] karbamiidiks. See mitteinvasiivne, stabiilne isotoopide lähenemisviis ei tähenda radioaktiivsusega kokkupuudet ja on põhimõtteliselt ilma igasuguse suure riskita inimkatsetega.

Selles aruandes demonstreerime meetodi teostatavust tervetel vabatahtlikel inimestel. Samuti dokumenteerime, et see meetod kvantifitseerib ureageneesi normaliseerimise NCG abil NAGS-i puudulikkusega ja propioonse atsideemiaga patsiendil.

MEETODID

Juhtelemendid.

Terved vabatahtlikud, keda uuriti, olid noored täiskasvanud (vanuses 20–40 a). Enne uuringut nõuti kõigilt naissoost isikutelt negatiivset rasedustesti. Uuring kiideti heaks Philadelphia lastehaigla ja laste riikliku meditsiinikeskuse institutsionaalsetes hindamiskomisjonides. Enne registreerumist saadi igalt isikult teadlik nõusolek.

Pärast üleöö paastu asetati veeni vere võtmiseks sisenev kateeter. Saadi hepariniseeritud vere lähteproov (5 ml) ja väljahingatud õhu proov süstiti vaakumis 20 ml klaastuubi.

Ajahetkel 0 neelas iga katsealune 0, 33 mmol / kg (27 mg / kg) [1- 13 C] naatriumatsetaati (98 aatomi protsendiline liig), mis oli lahustatud 60 ml vees. Seejärel saadi vereproovid (5 ml) 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180 ja 240 minuti jooksul. Kõik vereproovid asetati eeljahutatud hepariniseeritud tuubi ja tsentrifuugiti kohe plasma eraldamiseks, mida hoiti kuni analüüsimiseni külmutatuna (-70 ° C). Uuring viidi lõpule 240 minuti pärast. Igas proovis mõõdeti üldine uurea sisaldus plasmas.

Hingamisproovid võeti samaaegselt verega, lastes isikul hingata välja ühesuunalise klapi kaudu plastikogumisvahendisse.

Patsient 1 (NAGS-i puudus).

Patsient, nüüd 57-aastane naine, oli hea tervisega kuni 40. eluaastani, kui tal tekkisid sagedased migreeni peavalud, vahelduvad vahtimisloitsud, iiveldus, korduv oksendamine, letargia ja ataksia, millele järgnes kooma. Plasma ammoniaagi tase oli koguni 500 μM. Lisaks avaldas ta vere glükoosisisalduse suurenemist ja vere uurea lämmastiku taseme langust. Hüperammonemiat seostati pigem metaboolse häirega kui maksahaigusega, kuid spetsiifilise ensüümi puudust ei tuvastatud. 17 aastat oli tal mitu hüperammonemiahoogu, mis vajasid korduvat hospitaliseerimist. Tal diagnoositi esialgselt osaline ornitiinitranskarbamülaasi puudulikkus ning teda raviti madala valgusisaldusega dieedi ja laktuloosiga. Viimane ravi katkestati ja kroonilise iivelduse korral raviti teda Na-fenüülbutüraadi (bufenüül) ja l-tsitrulliiniga, samuti ondansetrooniga. Need sekkumised ei suutnud vältida püsivat hüperammonemiat. Suure süsivesikute ja vähese valgusisaldusega dieet põhjustas rasvumist ja II tüüpi diabeeti, mis vajas insuliini. Järgnev meie laboris läbi viidud uuring näitas NAGS-i puudulikkust, mis põhines mutatsioonianalüüsil, mis näitas ühendi heterosügootsust V350I (GTC kuni ATC) ja L442V (CTG kuni GTG) mutatsioonide suhtes (8).

Patsient 2 (propioonne atsideemia).

Patsient oli 6-aastane poiss, kellel oli propioonne atsideemia ja kellel esines 4-aastaselt raske hüperammonemia ja metaboolne atsidoos, mis vajas hemodialüüsi. Maksimaalne ammoniaagi tase ületas sel ajal 1000 μM. Proioonse atsideemia diagnoos tehti uriini orgaaniliste hapete analüüsi abil ja ravi alustati spetsiaalse valemi, l-karnitiini ja biotiiniga. Naatriumfenüülbutüraadi lisamine oli vajalik plasma ammoniaagi taseme hoidmiseks vastuvõetavas vahemikus. Imik tühjendati ühe kuu vanuselt ilma naatriumfenüülbutüraadita, kuid taandus tagasi 2 nädalat hiljem, põhjustades ägeda haiguse ägenemise ja plasma ammoniaagi taseme 1100 μM. Ta tühjendati naatriumfenüülbutüraadiga ja seda jätkati 7 kuud. Pärast fenüülbutüraadi kasutamise lõpetamist varieerus ammoniaagi sisaldus vereplasmas pisut normist kõrgemale kuni kahekordsele normaalsele tasemele, kui patsiendil oli hea olla. Haiglasse lubati ta esimese 3 eluaasta jooksul mitmel korral, tavaliselt oma häire ägedate ägenemiste, kuid üks kord ägeda pankreatiidi tõttu. Nende episoodide ajal täheldati plasma ammoniaagi olulisemat tõusu, mis oli vahemikus 3 kuni 6 korda normist suurem. Tema areng lükkus märkimisväärselt edasi. Nüüd on ta ambulatoorne, kuid tal pole kõnet. Teda toidab täielikult gastrostoomitoru. Mutatsioonianalüüs näitas, et ta on homosügootne PCCA geeni G216fs mutatsiooni suhtes.

Kaks ülalkirjeldatud patsienti läbisid identse stabiilse isotoobi protseduuri, mida on kirjeldatud tervete kontrollide jaoks enne, seejärel ja pärast 3-päevast ravi NCG-ga (Carbaglu®, Orphan Europe, Pariis, 2, 2 g / m 2 / d). Lisaks analüüsiti nende vereproove igast ajapunktist ka plasma ammoniaagi (RXL Dade Behring, Siemens Healthcare Diagnostics, Deerfield, IL) ja kvantitatiivsete aminohapete (Biochrom, Cambridge, Suurbritannia) suhtes.

[ 13 C] karbamiidi mõõtmine.

Plasttorusse lisati 0, 5 ml plasmasse 40 ui 60% perkloorhapet ja 0, 5 ml deioniseeritud vett. Sadestunud valk eemaldati tsentrifuugimisega. Plasttoru suleti 30 minutit, et hõlbustada süsiniku aurustumist. Seejärel viidi supernatant uude tuubi ja pH viidi KOH lahusega väärtusele 6–7. Pärast sadestunud kaaliumperkloraadi eemaldamist viidi proov vesinikkarbonaadi jälgede eemaldamiseks AG-1 kolonni (1 ml; Cl - vorm; 100–200 silma). Eluaat ühendati 10 ml HCl-i pesemisega 2 ml. Proov viidi kuivaks klaasist katseklaasis, mida kuumutati temperatuurini 80 ° C. Kuivatatud proov jäeti seejärel ööseks õhukindlasse anumasse, mis sisaldas 1 N NaOH-ga leotatud marli, et eemaldada süsinikdioksiidi jääkjäljed . Seejärel loputati klaastoru heeliumiga ja suleti kummikorgiga. Korgi kaudu süstiti nelisada mikroliitrit 0, 5 M kaaliumfosfaati, pH 6, 0, mis sisaldas 3 mg ureaasi / 0, 4 ml. Fosfaatpuhvrit keedeti ja lasti jahtuda enne ureaasi lisamist, et vältida eksogeenset saastumist mis tahes C02- ga . Pärast 60-minutist inkubeerimist süstiti kummikorgi kaudu 100 μL 20% fosforhapet. Fosforhappe lõppkontsentratsioon oli 0, 4 mol / l. 60 minuti pärast eemaldati õhu alikvoot gaasikindla süstlaga ja seda analüüsiti 13 CO 2 suhtes Finnigan Delta Plus isotoobi suhte massispektromeetriga (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). Standardina kasutati kaubanduslikku CO 2 allikat (Airgas, Radnor, PA).

TULEMUSED

Juhtelemendid.

Joonis 1 A illustreerib 13 süsinikdioksiidi ilmnemist hingeõhus 33 uuringus 17 kontrollrühmaga (9 naist ja 8 meest, 16 isikut uuriti kaks korda), kes tarbisid [ 1-13 C] atsetaadi annust. Märgistatud atsetaadi oksüdeerumine CO 2 -ks oli kiire, maksimaalne etiketi sisaldus 13 CO 2 -s oli 0, 6 aatomi protsendiline ülejääk 45–60 min. Seejärel langes märgistamine järk-järgult, langedes 240 minuti võrra tasemeni (∼ 0, 01 aatomprotsendi ülejääk), mis oli veidi üle algtaseme.

Image

Hingamisel tekkiva isotoopse rikastamise suurenemine aja jooksul 13 CO 2 ( A ) plasma [ 13 C] uurea ( B ) ja plasma [ 13 C] uurea ( C ) kontsentratsioon tervetel täiskasvanud vabatahtlikel, kellele manustati suu kaudu 0, 33 mmol / kg (27). mg / kg) [1- 13 C] naatriumatsetaati. Tulemused on 17 indiviidi 33 individuaalse uuringu keskmised ± SEM.

Täissuuruses pilt

Joonisel 1 B on näidatud etikett plasma [ 13 C] uureas. See parameeter suurenes uuringu esimese tunni jooksul sigmoidselt, saavutades platoo excess 0, 08–0, 09 aatomiprotsendilise ületamise 60 minuti jooksul. Seejärel vähenes karbamiidi rikastamine aeglaselt, eriti võrreldes 13 CO 2 -ga, kajastades karbamiidi aeglasemat käivet võrreldes vesinikkarbonaadiga.

Plasma [ 13 C] uurea absoluutkontsentratsioon, mis vastab uurea kontsentratsiooni korrutisele (mmol / L) ja isotoopilisele arvukusele, on näidatud joonisel fig 1 C. 60 minuti jooksul oli selle parameetri keskmine kontsentratsioon 4, 01 ± 0, 59 μM. Eeldades, et keha uurea jaotusruum on ligikaudu võrdne keha veega (∼ 55% kehakaalust), võime hinnata uurea sünteesi pärast selle väärtuse normaliseerimist prekursoris 13 CO 2 60 minuti jooksul (0, 609 aatomprotsendi ülejääki; joonis 1 A). ). See annab väärtuse 362, 2 μmol / kg / h, mis on sarnane kirjanduses avaldatud väärtustega (16–18).

Patsient 1 (NAGS-i puudus).

Ülaltoodud meetod osutus kasulikuks in vivo uregeneesi mõõtmiseks NAGS-puudulikkusega patsiendil, mida uuriti enne ja pärast ravi NCG-ga 3 päeva. Nagu on näidatud joonisel 2 A , saavutas [1- 13 C] atsetaadi oksüdeerumine 13 CO 2 -ks enne NCG-ravi maksimaalse kontsentratsiooni umbes 0, 7 aatomprotsenti ja pärast 0, 8 aatom%, mis viitab sellele, et ravim ei mõjutanud vooluhulka märkimisväärselt atsetaat süsiniku sisaldus trikarboksüülhappe tsükli vältel. Seevastu [13C] uurea tootmine 13 CO 2-st oli põhjalikult muutunud. Eeltöötlusmärgis plasmas [ 13 C] karbamiidis saavutas piigi ainult 0, 01 aatomi protsendilises ülejäägis (joonis 2 B ) ehk umbes 10% kontrollväärtusest (joonis 1 B ). Järeltöötlus suurenes see parameeter peaaegu neljakordseks. Absoluutne vere [ 13 C] uurea sisaldus enne NCG manustamist tõusis peaaegu algtasemest kõrgemale ja jäi alla 1 μM (joonis 2 C ). Kolm päeva kestnud ravi NCG-ga suurendas seda väärtust umbes kaheksakordselt, saavutades tipu umbes 8 μM, väärtus oli peaaegu kaks korda suurem kui kontrollväärtus (joonis 1 C ).

Image

Hingatava õhu isotoopse rikastamise suurenemine aja jooksul 13 CO 2 ( A ) plasma [ 13 C] uurea ( B ) ja plasma [ 13 C] uurea ( C ) kontsentratsioon NAGS-puudulikkusega patsiendil enne (○) ja pärast (• ) 3-d töötlemine N- karbamüülglutamaadiga.

Täissuuruses pilt

Nagu on näidatud joonisel 3, olid need isotoopsed tulemused kooskõlas valitud vere metaboliitide reageerimisega NCG-ravile. Seega langes plasma ammoniaagi tase peaaegu normaalseks (joonis 3 A ) ja uurea sisaldus plasmas suurenes (umbes kolme- kuni neljakordseks, joonis 3 B ). Plasma ammoniaagi taseme vastus NCG-ravile on tähelepanuväärne, kuna patsient ei avaldanud tema esmasele kliinilisele esitamisele järgneva 17 aasta jooksul kunagi üht normaalset kontsentratsiooni. Plasma glutamiini kontsentratsioon vähenes pärast töötlemist umbes 200 μM (joonis 3 C ).

Image

Ammoniaagi ( A ), vere uurea lämmastiku ( B ) ja glutamiini ( C ) plasmakontsentratsioon NAGS-puudulikkusega patsiendil enne ( A- sinine, B- heleroheline, C- magenta lilla) ja pärast ( A- punane, B - tumeroheline, C- oranž) 3-d töötlemine N- karbamüülglutamaadiga.

Täissuuruses pilt

Patsient 1 jätkas ravi NCG-ga eraldi individuaalse ravi IND-i egiidi all. Sellele järgnenud kaheaastase perioodi jooksul oli ta üldise tervisega märkimisväärselt paranenud. Ravi ondansetrooni ja Na-fenüülbutüraadiga (bufenüül) katkestati ilma hüperammonemia kordumiseta. Toiduvalgu tarbimine on normaliseeritud ja diabeet lahenes dieedil, mis ei tähendanud enam suurt süsivesikute tarbimist.

Patsient 2 (propioonne atsideemia).

NCG-ravi positiivne mõju NAGS-i puudulikkusega patsientidele ajendas uurima selle aine kasutamist propioonse atsideemiaga patsiendil. Neid tulemusi illustreerib joonis 4. Selle subjekti huvitav leid on see, et piigi märgistus aegunud 13 CO 2 (joonis 4 A ) enne NCG-ravi oli madalam kui maksimaalne kontrollväärtus (joonis 1 A ) (0, 5 vs > 0, 6 aatomprotsendi ülejääki), mis võib-olla tähistab mitokondriaalse hingamise kahjustus, mis on selle häire patofüsioloogia tõenäoline tegur (19, 20). Pärast NCG manustamist tõusis 13 CO 2 piik hinges siiski märkimisväärselt (0, 7 aatomprotsendi liig).

Image

Hingatava õhu isotoopse rikastamise suurenemine aja jooksul 13 CO 2 ( A ) plasma [ 13 C] uurea ( B ) ja plasma [ 13 C] uurea ( C ) kontsentratsioon propaanilise atsideemiaga patsiendil enne (○) ja pärast (• ) 3-d töötlemine N- karbamüülglutamaadiga.

Täissuuruses pilt

Plasma [ 13 C] karbamiidi algtaseme etikett saavutas piigi ainult 2 0, 02 aatomiprotsenti ülejääki ehk umbes ühe neljandiku kontrollväärtusest (joonised 4B ja 1 B ). Pärast 3-päevast ravi NCG-ga kahekordistus see väärtus, kuid ainult umbes poole kontrollväärtusest. Sarnaselt suurendas NCG-ravi absoluutse [ 13 C] uurea tootmist peaaegu kolmekordseks (joonis 4 C ), kuid see oli siiski oluliselt madalam kui normaalne maksimaalne väärtus (joonis 1 C ). Nagu tabelis 1 näidatud, vähenesid glutamiini, alaniini ja glütsiini plasmakontsentratsioonid pärast NCG-ga töötlemist märkimisväärselt, ehkki enne NCG-ravi oli ammoniaagi ja karbamiidi sisaldus normaalses või normi lähedases muutuses vähe. Seega näis, et NCG parandas sellel subjektil üldist lämmastiku metabolismi, kuid mitte nii dramaatiliselt kui NAGS-i puudulikkusega patsientidel.

Täissuuruses tabel

ARUTELU

Stabiilne isotoobi metoodika on võimaldanud suurt hulka kliinilisi uuringuid. Need isotoobid ei eralda radioaktiivsust ja on ohutud manustamiseks inimestele, sealhulgas lastele. Kehavedelikes sisalduva isotoopse rikastamise massispektromeetriline analüüs on väga tundlik ja reprodutseeritav, muutes selle meetodi kasulikuks metaboliitide käibe kineetilisteks uuringuteks ja prekursori ja toote vaheliste suhete piiritlemiseks (21, 22).

Varem mõõtsime in vivo uregeneesi, jälgides ornitiinitranskarbamülaasi puudulikkusega patsientidel [ 15 N] karbamiidi produktsiooni määra pärast 15 NH4 Cl suukaudset manustamist (23). Hiljuti kasutasime seda tehnikat NAGS-puudulikkusega patsiendi uurea tootmise normaliseerimise dokumenteerimiseks (24). See meetod osutus kasulikuks, kuid sellel oli kolm puudust. Esiteks kohustas ta manustama ammoniaaki (ehkki suhteliselt väikestes kogustes) patsientidele, kellel on kahjustatud uurea tsükkel. Teiseks põhjustab 15 NH4 Cl manustamine hüperammonemiaga inimesele märgistaja olulist lahjendamist aktiivses “metaboolses kogumis”, segades seeläbi võrdlused kontrollandmetega. Lõpuks eeldab märgise mõõtmine [ 15 N] uureas gaasikromatograafia-massispektromeetria kasutamist - meetodit, mis ei ole isotoopide arvukuse tuvastamiseks eriti tundlik.

[1- 13 C] atsetaadi kasutamine hoiab neist raskustest mööda. Atsetaadi manustamine ei põhjusta ohtu inimesele, sealhulgas hüperammonemiaga inimesele. Naatriumatsetaati lisatakse tavaliselt intravenoossetele lahustele. Lisaks on ureaasi abil [ 13 C] karbamiidist eraldatud märgise isotoopide suhte ja massispektromeetria mõõtmine 1000 korda tundlikum kui märgise tuvastamine gaasikromatograafiliselt massispektromeetriliselt [ 15 N] karbamiidis.

Suurem osa manustatud 13 C märgistusest (> 99%) elimineeritakse 13 CO 2 kujul hingamisel, kajastades atsetaadi oksüdatsiooni tõhusust inimestel. Osa sellest 13 CO 2-st ilmub vereplasmas [ 13 C] karbamiidis ja isotoopide suhte ja massispektromeetria abil suutsime selle muundamise tuvastada ja kvantifitseerida kohe, kui 15 minutit pärast isotoobi manustamist (joonis 1 B ). Tõepoolest, [ 13 C] karbamiidi rikastamise kiirus oli paralleelne 13 C02 hingetõusu tõusuga esialgse 60 minuti jooksul (joonised 1 A ja B ). Nii 13 CO 2 kui ka [ 13 C] uurea moodustumise kiiruse erinevused üksikute ja indiviidide vahel olid suhteliselt väikesed, mida näitavad iga ajapunkti keskmise standardvea suhteliselt tagasihoidlikud väärtused.

See meetod dokumenteeris usaldusväärselt ka NAGS-i puudulikkusega naise 1 patsiendi uregeneesi tõsise kompromissi (∼ üks kümnendik kontrollist). Lisaks dokumenteeris märgistusuuring usaldusväärselt selle inimese kindla reageerimise suhteliselt lühikesele (3-päevasele) raviperioodile NCG-ga. Tõepoolest, meetod näitas ootamatut avastust, et NCG-ravi suurendas uregeneesi taset tasemeni, mis ületas (umbes kaks korda) kontrollväärtuse (võrreldes jooniseid 1 ja 2). Meetod peaks võimaldama tuvastada NCG minimaalse efektiivse annuse, mis korrigeerib sellel isikul muul viisil puuduliku uregeneesi. Lisaks olid isotoopse meetodi tulemused kooskõlas tavapäraste biokeemiliste mõõtmiste tulemustega, sealhulgas ammoniaagi, karbamiidi ja glutamiini kvantifitseerimisega.

Propionaalse atsideemiaga patsiendil ilmnes ureageneesi kiirus, mis oli palju väiksem kui 1. patsiendil. Kuid isegi sellel inimesel avaldas 13 C-põhine lähenemine NCG terapeutilist toimet, mida dokumenteerib [ 13 C] uurea tõus sünteesi järeltöötlus (joonised fig 4 B ja C ). Need andmed viitavad funktsionaalse NAG puudulikkusele propionaalse atsideemiaga patsientide ja metüülmaloonse atsideemiaga patsientide puhul. Aminohapete (glutamiini, alaniini ja glütsiini), millest igaüks on peamine lämmastiku kandja, kontsentratsioonijärgne langus on kooskõlas oletusega, et NCG-teraapia soodustas lämmastiku voolavust aminohapetest eemale uurea poole. Märkimisväärne on tõdemus, et erinevalt NAGS-i puudulikkusega patsiendist ilmnes propioonse atsideemiaga subjektil vere ammoniaagi langus väikeses, kuid statistiliselt ebaolulises languses, mis oli algul väga lähedal normaalsele tasemele. Plasma uurea keskmine kontsentratsioon, mis oli normaalne enne NCG-d, näitas väikest langust 1 mg / dl, mis võib olla füsioloogiliselt ebaoluline, kuna vastusena NCG-le toodetud suurenenud karbamiidi sisaldus oleks olnud võimalik uriinist eralduda. Seega dokumenteeris praegune meetod terapeutilise vastuse, mis oleks tõenäoliselt varjatud, kui indikaatorid oleksid olnud tavapärased biokeemilised mõõtmised.

Süsinik-13 kasutamine uregeneesi märgistajana peaks osutuma kasulikuks NCG efektiivsuse hindamiseks erinevates olukordades. Sarnased uuringud tervete inimestega näivad olevat õigustatud, kuna kontrollitud isikute uregeneesi parandamine NCG poolt kinnitaks in vivo NAG regulatiivset rolli uurea sünteesi kontrollimisel ja annaks aluse NCG kliinilisteks uuringuteks maksa entsefalopaatiaga inimestel, nagu eelpool soovitati. (25). Lisaks peaks see metoodika hõlbustama NCG efektiivsuse hindamist CPS1 puudulikkuse korral, kusjuures ravim võib pakkuda täiendavat kofaktorit indiviididele, kelle mutatsiooni tagajärjel väheneb NAG seondumine ensüümiga. Samuti on mõeldav, et NCG suurendab CPS1 jääkaktiivsust või parandab valitud CPS1 mutantide stabiilsust sarnaselt vitamiinide ja kofaktorite mõjule muudele kaasasündinud ainevahetuse vigadele (26, 27).

Näitasime, et NCG parandab lämmastiku ladestumist propioonse atsideemia korral. Sarnane tervistav toime võib ilmneda metüülmaloonhappe atsideemiaga, rasvhapete oksüdatsiooni puudulikkusega või valproaadiga ravitud patsientide hüperammonemiaga patsientidel. Mõlemal juhul on tehtud ettepanek, et NAG-l on suhteline puudujääk, kuna akumuleeruvad ülemäärased kogused CoA-estreid, mis võivad konkureerida atsetüül-CoA-ga, ja sellega kaasnev atsetüül-CoA-taseme langus, mis muutub kiiruseks - NAG sünteesi piiramine. Näib, et in vitro uuringud toetavad seda ravimvormi (28–30).

Sõnastik

CPS1

Karbamüülfosfaat süntetaas 1

NAG

N- atsetüülglutamaat

NAGS

N- atsetüülglutamaadi süntaas

NCG

N- karbamüülglutamaat