Anita MacDonald

Una pubblicazione del Birmingham Children's Hospital ne ripercorre la storia dello sviluppo fino alle miscele a rilascio prolungato di ultima generazione

Ai sostituti proteici viene spesso data poca importanza, eppure le loro azioni farmacologiche e il loro beneficio clinico sono fondamentali nella gestione della fenilchetonuria (PKU). Si tratta di una fonte sintetica di proteine comunemente basata su L-amminoacidi, in grado di fornire gli elementi costitutivi delle proteine dei tessuti umani e il necessario per la sintesi di enzimi, ormoni e altre molecole. Pertanto, la loro composizione e il loro profilo nutrizionale sono fondamentali e aiutano a prevenire la devastazione neurologica che accompagna questa patologia se non adeguatamente trattata, permettendo così la crescita e le normali funzioni biosintetiche.

Gli aminoacidi sono substrati che forniscono azoto, scheletri idrocarburici e zolfo: sono precursori essenziali per la sintesi di proteine, peptidi e sostanze a basso peso molecolare come il glutatione, la dopamina, l'ossido nitrico e la serotonina. La fenilchetonuria è dovuta a mutazioni nel gene della fenilalanina idrossilasi (PAH), un enzima epatico necessario per il metabolismo della fenilalanina (Phe), un aminoacido essenziale presente nella maggior parte degli alimenti contenenti proteine. La carenza di PAH si traduce in un aumento della concentrazione sanguigna di Phe, con effetti tossici per il sistema nervoso centrale. Il trattamento dietetico è stato reso possibile grazie all'introduzione di proteine sintetiche a basso contenuto (o nullo) di fenilalanina, che si sono gradualmente evolute nel tempo: una review del Birmingham Children's Hospital, sotto la guida della professoressa Anita MacDonald, ha ripercorso le tappe dello sviluppo dei sostituti proteici.

All’inizio degli anni ’40, Asbjørn Følling identificò per primo l'acido fenilpiruvico nelle urine di bambini non trattati con PKU, ma fu Lionel Sharples Penrose a riconoscere che si trattava di un disturbo genetico recessivo e, nel 1935, a battezzarlo con il nome con cui oggi conosciamo la malattia: fenilchetonuria. Fu anche il primo a provare un trattamento dietetico a base di frutta, zucchero, olio d'oliva e vitamine, ma questa dieta priva di proteine portava a malnutrizione e quindi il trattamento fu abbandonato. Vent'anni dopo, furono introdotti i sostituti delle proteine, ma il loro ruolo centrale ruolo centrale nella gestione della PKU rimane ancora oggi sottovalutato.

I primi sostituti proteici sono stati formulati da un chimico, Louis Wolf, e utilizzati sperimentalmente al Birmingham Children's Hospital su una bambina sintomatica di 2 anni nel 1951, dopo averla sottoposta al test del cloruro ferrico - un’analisi chimica sulle urine che, già a qualche settimana dalla nascita, permetteva di identificare la patologia - per confermare la diagnosi di PKU. Molte sono state le sfide nella somministrazione dei sostituti proteici e nel mantenimento di una dieta così restrittiva: perdita di peso, concentrazioni plasmatiche sballate delle proteine, vomito. Le formulazioni nutrizionali e il loro design sono però stati perfezionati nel tempo, migliorando la qualità di vita dei pazienti.

Nel 1960, il Ministero della Salute del Regno Unito fornì delle linee guida sullo screening della PKU, insieme a delle raccomandazioni sulle concentrazioni ottimali di fenilalanina nel sangue e sulla fornitura di sostituti delle proteine. Il test del cloruro ferrico venne raccomandato a 4-6 settimane di età e venne poi sostituito nel 1969 dal test di Guthrie, procedura essenziale per lo screening neonatale.

Nei primi anni di studio e ricerca sulla dieta e sui sostituti proteici per la fenilchetonuria, i problemi più grossi erano le carenze, la malnutrizione e, a volte, il decesso. Alla fine degli anni '60, le formule commerciali erano composte da puri cristalli di aminoacidi creati per fermentazione di batteri. Il primo prodotto per la PKU fu Aminogram Food Supplement, che aveva diversi vantaggi rispetto alle formule idrolizzate, tra cui un miglior gusto e un volume giornaliero inferiore, con una composizione di aminoacidi che poteva essere facilmente adattata per il trattamento di altre malattie metaboliche come la malattia delle urine a sciroppo d'acero, l’omocistinuria e la tirosinemia di tipo 1. Era però necessaria un'integrazione separata con vitamine e minerali e un attento monitoraggio dello stato nutrizionale, anche a causa degli effetti collaterali riportati, come vomito e anoressia.

Nel 1980, nel Regno Unito è stato prodotto il primo preparato di aminoacidi integrato con carboidrati, vitamine, minerali e oligoelementi e progettato per i bambini oltre 1 anno di età con PKU. Il composto era stato aromatizzato per migliorarne il gusto e l'appetibilità. Nel 1988 fu introdotto un prodotto simile (con aggiunta di taurina e carnitina), ma formulato per bambini di età superiore agli 8 anni. A partire dagli anni '90, sono stati fatti ulteriori progressi nelle formulazioni nutrizionali, ma anche nel gusto e nella presentazione dei sostituti proteici, che devono essere appetibili e adatti all’età e alle necessità nutrizionali del paziente per garantire l’aderenza terapeutica e gli effetti desiderati.

Negli ultimi 20 anni la scienza ha fatto passi da gigante in questo settore, migliorando la composizione, la precisione, l’aderenza e la facilità di prescrizione dei sostituti proteici. Tra le varie opzioni ci sono:
- sostituti proteici al cucchiaio, prodotti nel 2000 e basati su aminoacidi senza fenilalanina e amido a cui veniva aggiunta una piccola quantità di acqua, formando un gel/pasta simile per consistenza a un alimento per lo svezzamento;
- sostituti proteici liquidi pronti da bere: nel 2005 sono state introdotte le buste di aminoacidi senza fenilalanina aromatizzate "pronte da bere", adatte ai bambini più grandi e agli adolescenti;
- compresse sostitutive: sono state introdotte intorno al 2000 e sono adatte a adolescenti e adulti;
- sostituti proteici a rilascio prolungato: sviluppati per la prima volta nel 2014, ma allora c'erano pochi dati pubblicati che dimostrassero la sua efficacia. Nel 2018, è stata prodotta una preparazione contenente aminoacidi rivestiti con etilcellulosa e alginato: la tecnologia prolunga il rilascio di aminoacidi nella circolazione sistemica e suggerisce un assorbimento fisiologico di aminoacidi simile al processo naturale.

Forse sembra un’affermazione scontata, ma l’assunzione delle quantità appropriate di aminoacidi è fondamentale per il benessere dell’organismo: il fabbisogno di aminoacidi è specifico per età, esigenze metaboliche e crescita e, proprio per questo, va monitorato e gestito nel migliore dei modi per garantire il miglior benessere possibile dei pazienti con PKU (e altre malattie metaboliche). Anche se questi principi rimangono invariati da circa 70 anni, ogni decennio ha visto miglioramenti nello studio, nella progettazione e nella composizione nutrizionale dei sostituti proteici, che rimangono di fondamentale importanza nel trattamento della patologia.

Grazie allo screening neonatale e ai sostituti proteici, la fenilchetonuria non spaventa più come negli anni ’40: probabilmente in futuro ci saranno ulteriori cambiamenti nelle formulazioni dei sostituti proteici, ma la strada fatta in questi anni è stata determinante per tutte le persone che convivono con la malattia - siano essi pazienti, familiari o caregiver.

Leggi anche: “Fenilchetonuria: oggi, 28 giugno, si celebra la Giornata Mondiale

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