Classical galactosemia - a case report

Abstract

Background: Galactosemia is an autosomal recessive metabolic error which is caused by deficiency in four enzymes coded by GALT, GALK, GALE, and GALM genes. Accumulation of galactose and its metabolites causes nervous system injuries, cataracts, kidney and liver damage, etc. The form of galactosemia characterized by the most severe manifestations is classic galactosemia associated with mutations in GALT gene. The current report is based on a case of a 9 month old patient manifesting hepatosplenomegaly, failure to thrive and incipient cataract, suggesting galactosemia, inducing the process of diagnosis. The aim: Presentation of a galactosemia case and association of the biochemical parameters with the molecular genetics results in order to find a correlation between the genotype and the phenotype. Material and methods: Quantification of the total blood galactose was performed on dry blood spots at CytoGenomic laboratory in Bucharest, Romania. Urine galactose and galactitol levels were determined using NMR spectroscopy of body fluids at the “Petru Poni” Institute of Macromolecular Chemistry Iași, Romania. The DNA was obtained from patient’s whole blood samples using salt- out method. The identification of p.Q188R mutation in GALT gene was done using PCR/RFLP technique with visualization in polyacrylamide and agarose gel. The second mutation, p.K285N, was established using Sanger Sequencing of all GALT gene exons. Results: The DBS analysis revealed an elevated level of total galactose- 40.34 mg/dL. The further step was NMR Spectroscopy of body fluids revealed high levels of urine galactose- 10255 mmol/mol creatinine on the first day of diagnosis and 25287 mmol/mol creatinine on the second day. The galactitol value on the first day was 9244 mmol/mol creatinine, on the second day- 8777 mmol/mol creatinine, and on the day 62 after the beginning of the treatment- 714 mmol/mol creatinine. The molecular genetics analysis revealed that the patient’s GALT gene genotype is p.Q188R/p. K285N, presenting a classical form of galactosemia. Conclusion: Galactosemia is a serious inborn error of galactose metabolism that needs fast and efficient biochemical diagnosis through neonatal screening and molecular genetics study for an effective treatment for prevention of the multisystem complications that the disease may cause.

Introducere: Galactozemia este o eroare metabolică autozom-recesivă, care este cauzată de deficiența a patru enzime codate de genele GALT, GALK, GALE și GALM. Acumularea galactozei și a metaboliților săi provoacă afecțiuni ale sistemului nervos, cataractă, leziuni ale rinichilor și ficatului, etc. Forma de galactozemie caracterizată prin cele mai severe manifestări este galactozemia clasică asociată cu mutațiile din gena GALT. Raportul actual se bazează pe un caz al unui pacient de 9 luni, cu hepatosplenomegalie, dificultăți de dezvoltare și manifestări incipiente de cataractă, care au sugerat galactozemia, inducând procesul de diagnostic.Scopul: Prezentarea unui caz de galactozemie și asocierea parametrilor biochimici cu rezultatele geneticii moleculare pentru a elucida o corelație între genotip și fenotip. Materiale şi metode: Cuantificarea galactozei totale din sânge a fost efectuată din DBS la laboratorul CytoGenomic din București, România. Nivelurile de galactoză și galactitol în urină au fost determinate utilizând spectroscopia RMN a fluidelor corporale la Institutul de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” Iași, România. ADN-ul a fost obținut din probele de sânge ale pacientului, folosind metoda salt- out. Identificarea mutației p.Q188R în gena GALT s-a realizat folosind tehnica PCR / RFLP cu vizualizare în poliacrilamidă și gel de agaroză. A doua mutație, p.K285N, a fost stabilită utilizând secvențierea Sanger a tuturor exonilor genei GALT. Rezultate: Analiza DBS a relevat un nivel crescut de galactoză totală - 40,34 mg/dL. Pasul următor a fost spectroscopia RMN a fluidelor corporale a relevat niveluri ridicate galactoză în urină- 10255 mmol / mol creatinină în prima zi de diagnostic și 25287 mmol / mol creatinină în a doua zi. Valoarea galactitolului în prima zi a fost de 9244 mmol/ mol creatinină, în a doua zi - 8777 mmol/mol creatinină și în ziua 62 după începerea tratamentului- 714 mmol/mol creatinină. Analiza molecular - genetică a demonstrat faptul că genotipul genei GALT a pacientului este p.Q188R / p.K285N, prezentând o formă clasică de galactozemie. Concluzii: Galactozemia este o eroare înnăscută gravă a metabolismului galactozei care necesită un diagnostic biochimic rapid și eficient prin screening neonatal și studiu molecular- genetic pentru stabilirea unui tratament eficient și prevenirea complicațiilor multisistemice pe care boala le poate provoca.