FOSFATASA ALCALINA: BIOMARCADOR DE HIPOFOSFATASIA Y OTROS TRASTORNOS

La mayor parte de la fosfatasa alcalina (FA) sérica (más del 90 %) proviene del hígado y de los huesos. Normalmente, la contribución de otros tejidos, como el intestino o el riÑón, es mucho menor, aunque la placenta es una fuente importante durante el embarazo. La elevación de la FA suele ser, por tanto, indicativa de enfermedad hepática u ósea. El análisis de otras enzimas hepáticas, y en particular de la γ-glutamiltransferasa (GGT) (elevada en caso de lesión hepática y normal en las enfermedades óseas), suele aclarar el origen. En caso de duda, puede medirse la isoforma ósea o hacer un perfil de todas las isoenzimas.

La disminución de la FA es un hallazgo transitorio frecuente en diversas enfermedades agudas. De forma más mantenida, puede verse en trastornos sistémicos diversos, como la celiaquía, el mieloma, la anemia grave (sobre todo por deficiencia de vitamina B₁₂) o diversas situaciones que cursan con la ralentización de la actividad osteoblástica, como el hipoparatiroidismo, el hipotiroidismo, el hipercortisolismo, algunas alteraciones esqueléticas asociadas a insuficiencia renal avanzada o el tratamiento con fármacos antirresortivos (bisfosfonatos o denosumab). Para ser activa, la molécula de la FA requiere la unión de algunos cofactores, por lo que el déficit de cationes como el zinc, el magnesio o el calcio puede asociarse también a una disminución de su actividad sérica (¹).

Si se excluyen esas causas adquiridas, cabe pensar que la causa del descenso de la FA sea genética. Entre las enfermedades hereditarias que cursan con FA baja se encuentran la displasia cleidocraneal y la enfermedad de Wilson. Las alteraciones de las clavículas y del hígado, respectivamente, suelen permitir enfocar correctamente el diagnóstico de estos raros trastornos (Tabla I). Si los datos clínicos y analíticos no apoyan esos diagnósticos y tampoco se identifica una causa secundaria adquirida, cabe pensar que la FA sérica baja indique que el paciente padece una hipofosfatasia (HPP) en relación con una mutación en el gen ALPL, que codifica la FA no específica de tejido (FANET), que incluye las isoformas hepática y ósea. Estas isoformas, codificadas por el mismo gen, comparten la secuencia de aminoácidos, si bien difieren en algunas modificaciones postraduccionales, como el patrón de glicosilación.

Tabla I. Causas de disminución persistente de la fosfatasa alcalina sérica. 

Sin embargo, cuando se secuencian las regiones codificantes del gen ALPL, solo se observan variantes en alrededor del 60 % de los pacientes con FA baja (²). En los demás casos, la causa de la FA baja permanece oscura. Quizás esa disminución esté relacionada con otros cambios genómicos o epigenómicos o con variaciones postraduccionales de la proteína (³).

Un parámetro útil para confirmar la deficiencia de FA es la determinación de fosfato de piridoxal 5 (PLP) en plasma. Este constituye la principal forma circulante de vitamina B₆ y es hidrolizado por la FA, de manera que, cuando la actividad de la FA es deficiente, los niveles de PLP aumentan. Hay que tener en cuenta que los niveles de PLP dependen del aporte de vitamina B₆. Por tanto, pueden aumentar si el paciente está recibiendo suplementos vitamínicos. Al contrario, sus niveles pueden ser normales o incluso bajos, aunque el paciente tenga una deficiencia de FA, si presenta un déficit asociado de vitamina B₆ (⁴), de ahí que la determinación de PLP no sea un test diagnóstico perfecto; aun así, puede ser de mucha ayuda, en especial si no es posible secuenciar el gen ALPL.

Las variantes patogénicas del gen ALPL dan lugar a HPP, un trastorno con un espectro clínico variado. Las formas infantiles suelen ser graves con un cuadro florido de raquitismo, pues la FA es necesaria para la mineralización ósea. En adultos, las manifestaciones suelen ser mucho más leves. A menudo se manifiestan como fracturas de estrés, condrocalcinosis, tendinopatías o alteraciones dentarias (⁵,⁶). Algunos pacientes pueden estar totalmente asintomáticos, por lo que a veces es difícil separar los casos con manifestaciones leves de los que son simplemente “portadores asintomáticos” de la variante genética. Así, el diagnóstico de HPP requiere la integración de datos clínicos, bioquímicos y genéticos, como hemos revisado recientemente (³). En todo caso, se debe ser cuidadoso con el uso de antirresortivos (en particular, bisfosfonatos) en estos pacientes, pues se ha sugerido (aunque no se ha demostrado claramente) que pueden presentar un mayor riesgo de fracturas atípicas (⁷).

El tratamiento de los pacientes con HPP con manifestaciones moderadas, como ocurre generalmente en los casos de inicio en la edad adulta, es generalmente sintomático. Sin embargo, en los casos con manifestaciones graves, y en particular en niÑos y adolescentes, puede estar indicado el tratamiento de reemplazo enzimático con asfotasa alfa, una glicoproteína soluble de 726 aminoácidos obtenida por ingeniería celular que combina la parte activa de la FANET, el dominio Fc de la IgG1 humana y un dominio peptídico deca aspartamo (⁸,⁹). Se han sugerido algunos criterios para su indicación en adultos (¹⁰), y algunos estudios con pequeÑos grupos de pacientes han ofrecido resultados prometedores (¹¹), aunque su papel tras la finalización del crecimiento está menos establecido.

FOSFATASA ALCALINA E HIPOFOSFATASIA: MECANISMOS MOLECULARES

El gen ALPL codificante de FANET está localizado en el cromosoma 1p34-36 (¹²) y se expresa en diferentes tipos de tejidos, como los huesos, el hígado y el riÑón (¹³). La FANET es una ectoenzima que se une a la membrana plasmática a través de una molécula de anclaje de glicosilfosfatidilinositol (GPI) (¹²). Su función principal es catalizar la hidrólisis de fosfomonoésteres (¹⁴), como el PLP, el pirofosfato inorgánico (PPi), el trifosfato de adenosina (ATP), el lipopolisacárido (LPS) difosforilado y la osteopontina fosforilada (p-OPN), con liberación de fosfato inorgánico (12,15-17). La FANET necesita dos iones Zn²⁺ y un ion Mg²⁺ para constituirse como homodímero (¹⁸) y desarrollar de forma correcta su función (¹⁹).

En cuanto a la genética de la HPP, se ha demostrado que el gen ALPL tiene una gran heterogeneidad alélica (¹²). Según las bases de datos de variantes de ALPL (https://alplmutationdatabase.jku.at) y LOVD (https://databases.lovd), se han descrito unas 500 variantes de pérdida de función del gen ALPL (²⁰). Esta gran heterogeneidad alélica está relacionada con una expresión clínica de HPP muy variable (²⁰,²¹), lo que ha dado lugar a la clasificación de la HPP en diferentes formas clínicas. Desde las más graves a las más leves: HPP pe- rinatal letal, HPP del lactante, HPP infanto-juvenil, HPP del adulto, odontohipofosfatasia y HPP prenatal benigna (²²,²³).

La HPP puede heredarse de manera autosómica dominante o recesiva. Los fenotipos clínicos más graves se transmiten como un rasgo autosómico recesivo, mientras que las formas más leves pueden ser el resultado de una transmisión recesiva o dominante. Sin embargo, pueden encontrarse casos de HPP del adulto con mutación de sólo un alelo y fenotipo más grave. Estos casos podrían explicarse por la presencia de otras mutaciones intrónicas o en la secuencia reguladora o por la existencia de una mutación heterocigota que tenga un efecto negativo dominante (²⁴,²⁵). Esto puede llevar a una disminución de la actividad del monómero de tipo salvaje en el complejo enzimático heterodimérico, lo que modifica las propiedades estructurales y funcionales de la FANET. Aproximadamente el 13,4 % de los alelos identificados en pacientes con HPP tienen un efecto negativo dominante en la población europea (²⁶). El examen del modelo tridimensional de FANET revela que la proteína consta de cinco áreas distintas: el sitio activo (que incluye los tres puntos de unión a metales), la zona de unión al homodímero, el dominio corona (implicado en funciones como la inhibición no competitiva, la estabilidad térmica, el comportamiento alostérico, la estabilidad del dímero y la unión al colágeno), el dominio de unión al calcio (cuya función aún no se comprende completamente) y la hélice alfa N-terminal (que contribuye a la estabilidad de la estructura dimérica). La mayoría de las mutaciones que han demostrado tener un efecto negativo dominante medible experimentalmente se encuentran en la región de unión al homodímero, el sitio activo y el dominio corona (²⁰).

Como se ha descrito anteriormente, puede ser difícil la interpretación de los casos con la FA persistentemente baja sin identificación de variantes patogénicas en el gen ALPL. Cabe seÑalar que, además de las ya comentadas, existen otras situaciones menos comunes que también pueden disminuir la formación ósea y, por tanto, asociarse a niveles bajos de FA. Así, el hierro y la ferritina se han mostrado como potentes inhibidores de la osteogénesis, inhibiendo significativamente la actividad de la FA. Se piensa que la actividad ferroxidasa de la ferritina es el elemento central de esta inhibición (²⁷). Por otra parte, existen otros factores implicados en la regulación de la FA, como el factor de transcripción RUNX2 (²⁸), así como otros factores reguladores de los niveles de Pi, como PHOSPHO1 o ENPP1, que actúa como fosfatasa en ausencia de FANET (¹). En este contexto, no puede excluirse la existencia de otros genes modificadores relacionados con el desarrollo de manifestaciones clínicas heterogéneas en los pacientes con niveles disminuidos de FA. Adicionalmente, las modificaciones epigenéticas podrían contribuir al grado de severidad de las manifestaciones clínicas en los pacientes con HPP. En esta línea, se ha demostrado que la metilación del ADN desempeÑa una función importante en la regulación de la expresión de ALPL (²⁹). Asimismo, diferentes estilos de vida o comportamientos parecen tener un efecto directo en los niveles de FA. Así, la actividad física se ha relacionado directamente con el aumento de los niveles de FA (³⁰,³¹). Por lo tanto, para el estudio del fenotipo asociado a HPP, parecería razonable explorar el papel de estos factores reguladores, así como la contribución de factores externos, como el estilo de vida. En cualquier caso, en pacientes con clínica y bioquímica compatibles con HPP, sería interesante realizar la secuenciación completa del genoma para identificar posibles mutaciones en las regiones reguladoras o no codificantes del gen ALPL, así como posibles mutaciones en otros genes reguladores de la actividad FA. Además, sería conveniente realizar estudios funcionales que permitan la caracterización de cada variante genética para explorar la relación con fenotipos concretos con el objetivo de conocer con mayor certeza los posibles efectos de estas variantes en el paciente portador. Aunque es difícil establecer una correlación genotipo-fenotipo en pacientes con HPP, la correcta identificación de nuevas variantes y el estudio de su fenotipo permitiría mejorar el conocimiento de este trastorno metabólico, lo que permitiría un mejor manejo de la enfermedad.