Efeito neuroprotetor, antioxidante e anti-inflamatório da carnitina em pacientes com doença da urina do xarope de bordo

Abstract

A doença da urina de xarope de bordo (“Maple Syrup Urine Disease”- MSUD) é uma condição metabólica rara caracterizada por um metabolismo prejudicado de aminoácidos de cadeia ramificada, levando a complicações neurológicas e sistêmicas graves. Este estudo teve como objetivo investigar os efeitos da restrição dietética e suplementação de L-carnitina em 8 pacientes no momento do diagnóstico (idade média 39 ± 28,10 dias) e durante o tratamento dietético. No momento do diagnóstico, os principais sintomas clínicos e sinais laboratoriais eram convulsões, hipotonia, hipoglicemia, má alimentação, cetoacidose e atraso psicomotor. O grupo controle foi composto por indivíduos saudáveis (n=10; média de idade 4,10 ± 2,83 anos). Os pacientes receberam uma fórmula semissintética enriquecida com L-carnitina por aproximadamente 3 anos. Os biomarcadores de neurodegeneração (BDNF e PDGF), níveis de aminoácidos e cetoácidos, L-carnitina, parâmetros de danos oxidativos em lipídios e proteínas, e inflamação (IL-6) foram analisados em amostras de plasma e urina. Os resultados do estudo mostraram que pacientes com MSUD em tratamento apresentaram um aumento significativo nos níveis plasmáticos de BDNF e PDGF-BB, sugerindo um efeito positivo da L-carnitina na prevenção da neurodegeneração. Além disso, houve uma redução significativa nos biomarcadores de dano lipídico oxidativo (TBARS e isoprostanos) e um aumento nos níveis de sulfidrila, indicando uma diminuição da lipoperoxidação e do dano oxidativo às proteínas após o tratamento com L-carnitina. A concentração plasmática de IL-6, também diminuiu significativamente com o tratamento, indicando um efeito anti-inflamatório da carnitina na MSUD. Além disso, os níveis plasmáticos de triptofano aumentaram após o tratamento, sugerindo um possível efeito protetor contra a peroxidação lipídica. A L-carnitina também aumentou significativamente após o tratamento, indicando aderência terapêutica. Por fim, os níveis de aminoácidos de cadeia ramificada no plasma e α-cetoácidos de cadeia ramificada na urina diminuíram após o tratamento, o que sugere a eficácia da terapia com L-carnitina na redução dos níveis desses metabólitos acumulados nesta doença. Essas descobertas ressaltam a importância da intervenção dietética e da suplementação de carnitina no manejo eficaz da MSUD, oferecendo informações valiosas para otimizar a terapia e melhorar os resultados clínicos.

Maple syrup urine disease “MSUD” is a rare metabolic condition characterized by impaired metabolism of branched-chain amino acids, leading to serious neurological and systemic complications. This study aimed to investigate the effects of dietary restriction and L-carnitine supplementation in 8 patients at the time of diagnosis (mean age 39 ± 28.10 days) and during dietary treatment. At the time of diagnosis, the main clinical symptoms and laboratory signs were seizures, hypotonia, hypoglycemia, poor nutrition, ketoacidosis and psychomotor delay. The control group was composed of healthy individuals (n=10; mean age 4.10 ± 2.83 years). Patients received a semisynthetic formula enriched with carnitine for approximately 3 years. Biomarkers of neurodegeneration (BDNF and PDGF, levels of amino acids and ketoacids, L-carnitine, parameters of oxidative damage to lipids and proteins, and inflammation (IL-6) were analyzed in plasma and urine samples. The results of the study showed that patients with MSUD undergoing treatment showed a significant increase in plasma levels of BDNF and PDGF-BB, suggesting a positive effect of carnitine in preventing neurodegeneration. Furthermore, there was a significant reduction in biomarkers of oxidative lipid damage (TBARS and isoprostanes) and an increase in sulfhydryl levels, indicating a decrease in lipoperoxidation and oxidative damage to proteins following carnitine treatment. Plasma IL-6 concentration also decreased significantly with treatment, indicating an anti-inflammatory effect of carnitine in MSUD. Furthermore, plasma tryptophan levels increased after treatment, suggesting a possible protective effect against lipid peroxidation. Free carnitine also increased significantly after treatment, indicating therapeutic adherence. Finally, levels of branched-chain amino acids in plasma and branched-chain α-keto acids in urine decreased after treatment, suggesting the effectiveness of carnitine therapy in reducing levels of these metabolites accumulated in MSUD. These findings highlight the importance of dietary intervention and carnitine supplementation in the effective management of MSUD, offering valuable information to optimize therapy and improve clinical outcomes.