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Neuer Wirkstoff macht PKU-Patienten das Essen schmackhaft

Jahrzehntelang war eine spezielle eiweißarme Diät die einzige Möglichkeit, bei Kindern mit einer Phenylketonurie (PKU) das Auftreten einer schweren geistigen Entwicklungsstörung zu verhindern. Doch diese Art der Ernährung ist wenig schmackhaft und stellt die Kooperationsbereitschaft der Betroffenen auf eine harte Probe. Der Reutlinger Pädiater Professor Dr. Friedrich Trefz konnte jetzt zeigen, dass der Wirkstoff Sapropterin den blockierten Stoffwechselweg soweit reaktivieren kann, dass ein Teil der Patienten wieder ganz normal essen darf.

Das Neugeborenen-Screening auf PKU markiert einen Meilenstein in der Prävention angeborener Stoffwechselerkrankungen. © wikimedia commons

Ein kleiner Pieks in die Ferse und ein paar Tropfen Blut, die mit einem Stück Filterpapier aufgefangen werden - auf diese Weise werden seit vier Jahrzehnten alle in Deutschland geborenen Kinder auf das Vorliegen einer PKU untersucht. Ein enormer Aufwand für eine äußerst seltene Erkrankung, denn nur etwa eines von 10.000 Neugeborenen leidet an diesem genetisch bedingten Enzymdefekt, der zur Blockade des Phenylalanin-Stoffwechselweges führt. Doch der Chefarzt der Reutlinger Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Professor Dr. Friedrich Trefz, weiß, dass sich die dramatischen Folgen einer PKU nur dann verhindern lassen, wenn binnen weniger Tage nach der Geburt mit einer ärztlich kontrollierten phenylalaninarmen Diät begonnen wird: „Sonst entwickeln die Kinder schon in den ersten Lebensmonaten gravierende neurologische Störungen, die eine ausgeprägte geistige Behinderung zur Folge haben."

Die Diät war bis vor kurzem die einzige zur Verfügung stehende Behandlungsmethode. Etabliert wurde sie bereits 1953 von dem deutschen Kinderarzt Professor Dr. Horst Bickel, der zeigen konnte, dass jene Kinder, die rechtzeitig phenylalaninarm ernährt wurden, sich körperlich und geistig meistens vollkommen normal entwickelten. „Die Einführung dieser Spezialdiät markiert - gemeinsam mit dem Neugeborenen-Screening auf PKU - einen Meilenstein in der präventiven Medizin", so Trefz, der an der Uniklinik Heidelberg noch viele Jahre mit Bickel zusammengearbeitet hat, „dadurch konnten Tausende von Kindern vor einer schweren Behinderung bewahrt werden."

Diät erfordert Disziplin

Verantwortlich für die PKU sind Mutationen im Gen der Phenylalanin-Hydroxylase (PAH), ein Enzym, das die über die Nahrung aufgenommene Aminosäure Phenylalanin in der Leber zu Tyrosin metabolisiert. Durch den Enzymdefekt kommt es im Blut der Betroffenen zu einem starken Phenylalanin-Anstieg, der die Reifung des kindlichen Gehirns dramatisch beeinflusst. Es kommt außerdem zu einer Verminderung der Neurotransmitter im Gehirn und des Farbpigments Melanin, weshalb die Betroffenen auffallend blond und blass erscheinen und blaue Augen haben.

Wird die Aufnahme von Phenylalanin mit der Nahrung - Phenylalanin findet sich vor allem in Fleisch, Fisch und Milchprodukten in hoher Konzentration - gleich nach der Geburt auf ein Minimum beschränkt, lassen sich die folgenschweren neurologischen Symptome weitestgehend vermeiden. Doch die Diät hat ihren 'Preis' - zum einen ist sie sehr teuer, weil die Patienten industriell gefertigte Aminosäure-Mischungen als Nahrungsergänzung benötigen, zum anderen sind diese Zusätze alles andere als schmackhaft. „Je älter die Patienten werden, desto schwerer fällt ihnen die notwendige Disziplin“, weiß Trefz aus seiner langjährigen Erfahrung.

Lebensaufgabe 'Maternale PKU'

Professor Dr. Friedrich Trefz behandelt an der Kinderklinik in Reutlingen Kinder mit angeborenen Stoffwechselerkrankungen. © Trefz

Nach dem Abschluss der Gehirnentwicklung hat ein erhöhter Phenylalaninspiegel zwar keinen direkten Einfluss mehr auf den Intelligenzquotienten, dennoch wird von den Experten inzwischen eine lebenslange Fortsetzung der Diät empfohlen. „Es hat sich gezeigt, dass die Informationsverarbeitung im Gehirn sonst doch in multipler Weise beeinträchtigt wird", berichtet der Mediziner. Kopfschmerzen und Konzentrationsschwächen können die Folge sein. „Allerdings muss der Spiegel nicht mehr ganz so streng eingestellt werden wie im Kleinkindalter", so Trefz.

Unverzichtbar ist eine konsequente Diät allerdings für Frauen mit einer PKU im Falle einer Schwangerschaft, denn ein erhöhter Phenylalaninwert bei der werdenden Mutter hätte katastrophale Auswirkungen auf die Entwicklung des ungeborenen Kindes. Das Krankheitsbild ähnelt einer Alkohol-Embryopathie und ist durch Verhaltensauffälligkeiten und eine geistige Behinderung gekennzeichnet. Trefz hat zahlreiche Patientinnen während dieser für sie kritischen Lebensphase medizinisch betreut - eine Erfahrung, die ihn nachhaltig geprägt hat. „Die Prävention der 'maternalen PKU' ist für mich ein Stück weit eine Lebensaufgabe geworden", so Trefz, der bereits vor Jahren in Reutlingen eine Spezialsprechstunde für angeborene Stoffwechselerkrankungen ins Leben gerufen hat.

Neuer Wirkstoff stabilisiert Enzym

Mit dem Wirkstoff Sapropterin (Tetrahydrobiopterin, BH4) ist dem Mediziner und seinen Mitstreitern jetzt ein wichtiger therapeutischer Fortschritt in der Behandlung von PKU-Patienten gelungen. BH4 ist ein notwendiger Kofaktor für das Enzym Phenylalanin-Hydroxylase (PAH) und spielt in der Behandlung einer seltenen Form der PKU bereits seit langem eine wichtige Rolle. „Es ist bekannt, dass ein kleiner Prozentsatz der Menschen mit einem erhöhten Phenylalanin-Spiegel keinen PAH-Defekt, sondern stattdessen einen genetisch bedingten Mangel an BH4 aufweist“, so Trefz. Behandelt man diese Patienten mit Sapropterin – einem synthetisch hergestellten BH4 - normalisieren sich die Phenylalanin-Werte innerhalb kürzester Zeit.

Schematische Darstellung des Abbauweges von Phenylalanin: Durch die Zufuhr hoher Dosen BH4 (KUVAN®) ist eine Umwandlung von Phenylalanin in Tyrosin auch bei defekter PAH möglich. Das künstliche Enzym PAL ermöglicht den Abbau von Phenylalanin auf einem Seitenweg des Stoffwechsels. © Trefz

Dass BH4 auch bei der klassischen, autosomal-rezessiv vererbten PKU eine Wirkung entfaltet, war dagegen lange Zeit unbekannt. „Doch offensichtlich führt BH4 in hoher Dosierung in den Zellen zu einer deutlichen Stabilisierung der mutierten Phenylalanin-Hydroxylase“, so Trefz. Allerdings funktioniert dieser sogenannte Chaperon-Effekt nicht bei allen Patienten, sondern nur bei jenen, deren PAH noch eine enzymatische Restaktivität aufweist.

Phenylalanin-Toleranz steigt

Ein Großteil der über 400 verschiedenen Mutationen im Gen der Phenylalanin-Hydroxylase führt zu Veränderungen im Proteinaufbau, die so schwerwiegend sind, dass das gebildete Enzym – und damit auch BH4 - vollkommen wirkungslos bleibt. „Doch bei immerhin 30 Prozent der Patienten lässt sich ein deutlicher Effekt auf die Aktivität der PAH und damit auch auf den Phenylalanin-Spiegel nachweisen“, berichtet Trefz, „bei diesen Menschen kann die Diät jetzt erheblich gelockert werden oder sogar ganz entfallen.“

Damit schmeckt nicht nur das Essen wesentlich besser, sondern es lassen sich auch handfeste klinische Vorteile ableiten - denn eine phenylalaninarme Diät hat auch Nebenwirkungen. Insbesondere der Knochenstoffwechsel wird beeinträchtig. „Viele Menschen mit einer PKU entwickeln unter der speziellen Diät bereits in jungen Jahren eine Osteoporose“, so Trefz, „oder zeigen andere Mangelerscheinungen, die mit einer normalen Ernährung zu verhindern wären.“

Hoffnung auch für klassische PKU

Trotzdem wird die neue Therapie nicht von allen Patienten sofort mit Begeisterung aufgenommen. Oft hört der Klinikchef den Einwand, dass die Diät eine natürliche Behandlungsmethode darstelle, während BH4 ein chemischer Wirkstoff sei. „Da braucht es manchmal etwas Überzeugungsarbeit“, so Trefz, der darauf verweist, dass BH4 in der Regel hervorragend vertragen wird. Doch auch für die Patienten mit einer klassischen, schweren Form der PKU, die auf BH4 nicht anspricht, sieht der Mediziner inzwischen Licht am Ende des Tunnels. „Eine Enzymersatzbehandlung mit Phenylalanin-Ammonia-Lyase befindet sich gerade in der klinischen Prüfung“, berichtet Trefz, „dieses rekombinant hergestellte Enzym kann das überschüssige Phenylalanin in Zimtsäure und Ammoniak abbauen und es somit für den Organismus unschädlich machen.“

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