Desarrollo de terapias para la atrofia muscular espinal: perspectivas para las distrofias musculares y los trastornos neurodegenerativos, parte 10

Tratamientos ASO para distrofias musculares

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) y la distrofia muscular de Becker (DMO), las dos formas de distrofia muscular ligada al cromosoma X, son causadas por mutaciones en el gen de la distrofina. La DMD ocurre con una incidencia de aproximadamente 1:5000, mientras que la DMO afecta a niños con una incidencia de 1:30.000 [155].

La distrofia muscular de Duchenne es una enfermedad genética poco común que causa debilidad muscular, fatiga, rigidez y otros síntomas. Sin embargo, la mayoría de los pacientes aún pueden mantener su vida y su capacidad de ejercicio mediante el tratamiento farmacológico y el entrenamiento de rehabilitación, y es posible que su relación con la memoria no se vea muy afectada.

Muchas personas con distrofia muscular de Duchenne pueden demostrar excelentes habilidades de memoria en la escuela, el trabajo y la vida. Las investigaciones muestran que esto tiene mucho que ver con sus habilidades de autocontrol y estrategias de afrontamiento. Debido a que la enfermedad causa fatiga y debilidad muscular, los pacientes a menudo necesitan ser más organizados en cuanto a su tiempo y actividades para aprovechar al máximo sus horas más activas. Esta capacidad también ejercita sus capacidades de autocontrol y autogestión, lo que a su vez ayuda a mejorar su memoria y sus capacidades de aprendizaje.

Por lo tanto, aunque la distrofia muscular de Duchenne tendrá un cierto impacto en la salud física de las personas, eso no significa que los pacientes inevitablemente vayan a la zaga de la gente común en términos de memoria y capacidad de aprendizaje. Por el contrario, tienden a tener mayores ventajas en la autogestión y las estrategias de afrontamiento, lo que también les ayuda a lograr mejores resultados en el estudio y la competencia laboral. Por ello, debemos tratar esta enfermedad y a los pacientes con una actitud positiva, y darles más apoyo y estímulo, para que puedan tener una vida más sana y plena. Se puede ver que necesitamos mejorar la memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente la memoria, porque Cistanche deserticola tiene efectos antioxidantes, antiinflamatorios y antienvejecimiento, que pueden ayudar a reducir la oxidación y las reacciones inflamatorias en el cerebro, protegiendo así la salud del sistema nervioso. Además, Cistanche deserticola también puede promover el crecimiento y la reparación de las células nerviosas, mejorando así la conectividad y la función de las redes neuronales. Estos efectos pueden ayudar a mejorar la memoria, el aprendizaje y la velocidad del pensamiento, y también pueden prevenir el desarrollo de disfunciones cognitivas y enfermedades neurodegenerativas.

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La forma grave, DMD, suele comenzar antes de los 4 años. Los niños afectados pierden la deambulación alrededor de los 12 años y reciben ventilación a los 18 años [119]. La esperanza de vida promedio hoy en día es de 20 a 30 años debido a los avances en la atención cardíaca y respiratoria.

A diferencia de la AME, el espectro de mutaciones en la DMD es amplio y abarca desde mutaciones puntuales hasta deleciones, así como desde pequeñas inserciones hasta grandes duplicaciones [24]. El gen de la distrofina es uno de los genes humanos más grandes y contiene 79 exones y aproximadamente 2,4 millones de pares de bases [2, 24, 41]. La función principal de la proteína distrofina es unir el citoesqueleto de actina con la matriz extracelular en los músculos cardíacos y esqueléticos mediante la formación de interacciones con la subsarcolemalactina y el gran complejo oligomérico de distrofina-glicoproteína (DPG).

Esto regula el buen funcionamiento de las fibras musculares. Los defectos del DPG dan como resultado debilidad muscular debido al daño inducido por la contracción, necrosis e inflamación, y un reemplazo de las miofibras funcionales por tejido conectivo fibroso y graso [29].

La gravedad de la enfermedad depende en gran medida de las funciones residuales de la proteína distrofina truncada, que se deriva del gen mutante. Curiosamente, las formas leves de la enfermedad no sólo se han detectado en pacientes con mutaciones puntuales que sólo tienen consecuencias menores para la estructura y función de las proteínas, sino también en pacientes con DMO en los que no se transcriben múltiples dominios codificados por exones, lo que da como resultado un ARNm de distrofina altamente truncado de sólo 8,8. kb[79].

Esta observación ha allanado el camino para definir subdominios esenciales dentro de la proteína distrofina y exones dentro de las transcripciones que son funcionalmente importantes y deben estar presentes para mitigar la gravedad de la enfermedad. De manera similar, estos hallazgos son la base para el diseño de genes artificiales de minidistrofina que podrían usarse para terapia génica a través de vectores virales que sólo pueden transportar ADNc de longitud limitada [52].

omisión de exones

La retención o preservación del marco de lectura abierto (ORF) es una opción para restringir las consecuencias fisiológicas de la pérdida de distrofina en pacientes con DMD con mutaciones sin sentido. La retención del ORF puede mediarse mediante la entrega de ASO.

La unión de los ASO al transcrito del pre-ARNm de distrofina induce la eliminación/salto de ciertos exones y, por lo tanto, puede restaurar el ORF [72]. El ORF más corto resultante produce un fenotipo similar al descrito para la forma más leve de DMD: la BMD. Árbol ASO con columna vertebral de morfolinooligomero fosforodiamidato (PMO) que se utilizan para omitir exones: elegize (exón 51), Goodison (exón 53) y viltolarsen (exón 53)-han sido aprobados por la FDA.

Sin embargo, los ASO también muestran algunas limitaciones [75,306] [1]. Dado que los pacientes con DMD tienen variantes en muchos exones diferentes que causan múltiples alteraciones del marco de lectura, dichos tratamientos de un solo exón sólo son aplicables a un subconjunto de pacientes con DMD.

Se ha propuesto la omisión de múltiples exones para superar el alcance limitado de la omisión de un solo exón al dirigirse a pacientes con DMD con exones variantes [16]. Un cóctel de ASO dirigido a los puntos críticos variantes de los exones 45-55 puede omitir eficientemente estos exones tanto en células musculares inmortalizadas de pacientes con DMD como en modelos de ratón [73, 167].

Sin embargo, una mezcla de varios ASO también tiene un mayor riesgo de efectos no deseados. Esto debe probarse en ensayos clínicos. Si esta financiación se traslada con éxito a la clínica, podría ser útil para más del 65% de los pacientes con DMD [74].

Edición del genoma

La edición del genoma con CRISPR-Cas9 parece una opción atractiva para la restauración ORF del gen de la distrofina. La aplicación de CRISPR-Cas9 no requiere reinyecciones porque el objetivo es el ADN en lugar del pre-ARNm. Este enfoque también podría ser útil para tratar pacientes con duplicaciones en ciertos exones del gen DMD, ya que permite la eliminación de exones adicionales y otras inserciones de genes.

Se ha demostrado que el uso de un ARN guía multiplexado (ARNg) dirigido a los exones 45–55 o 47–58 propensos a variantes restaura la expresión de distrofina [306] en mioblastos cultivados derivados de pacientes. Cuando estos mioblastos se implantaron en ratones, se mantuvo la expresión [226].
Sin embargo, debido a que Cas9 induce roturas de doble hebra (DSB) por parte del ARNg de manera específica, el corte del ADN fuera del objetivo sigue siendo un problema. Actualmente, no existen ensayos clínicos que utilicen enfoques de edición del genoma para la DMD [75].

Perspectivas de las terapias genéticas basadas en AAV más allá de la AME

En el caso de LOF basada en mutaciones, los enfoques terapéuticos relevantes deben restablecer la función genética. En el caso de la AME, la terapia génica scAAV9-SMN1 proporcionó pruebas de que este enfoque es factible para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.

La dosis de 1,1 × 1014 vg/kg de peso corporal pareció suficiente para transducir el gen en un número clínicamente relevante de motoneuronas y mantener en un nivel bajo los efectos adversos, como la lesión hepática aguda grave.

Se ha discutido un aumento en los niveles de transaminasas hepáticas como consecuencia de una respuesta inmune masiva contra partículas virales [195]. Desafortunadamente, en el caso de otro trastorno neuromuscular, la miopatía miotubular ligada al cromosoma X, la administración sistémica de una dosis alta de partículas de AAV8 que contenían el ADNc de la miotubularina-1 fue fatal. Dos de seis pacientes que recibieron una dosis de 2 × 1014 mg/kg o más murieron por disfunción hepática progresiva seguida de sepsis; se supone que los AAV dañan directamente las células del hígado [117].

Por lo tanto, los AAV son, por un lado, vehículos eficaces de transferencia de genes, pero, por otro lado, tienen la desventaja de reacciones inflamatorias graves, especialmente en tratamientos sistémicos con dosis altas. Se han propuesto estrategias para identificar a los pacientes con riesgo de sufrir efectos secundarios graves [57, 58] y para superar este problema modulando la reacción inmune hacia una respuesta amortiguada.

Esto podría lograrse agotando las inmunoglobulinas mediante plasmaféresis; o incluso más específicamente, mediante el uso de las metaloproteasas de escisión de IgG IdeS o IdeZ [63]. Estos enfoques para reducir los autoanticuerpos AAV podrían ayudar a reducir los efectos secundarios de las terapias génicas basadas en AAV para trastornos como la DMD, donde es necesario un tratamiento sistémico con un gran número de partículas de virus.
Además, puede ser beneficioso para terapias para trastornos que aparecen en la edad adulta cuando se espera que los pacientes hayan desarrollado títulos altos de anticuerpos AAV debido a múltiples exposiciones previas a dichos virus. Otra estrategia podría ser la inyección local, ya sea mediante la aplicación intratecal de los virus recombinantes o la inyección en la cisterna manga. .

Este enfoque se sigue actualmente con un ensayo de terapia génica basado en AAV1-para aumentar la expresión de progranulina en pacientes con demencia frontotemporal con mutaciones de granulina [120] (Comunicado de prensa del 28 de enero de 2021: Passage Bio-Passage Bio recibe la autorización de IND de la FDA Solicitud de Terapia Génica PBFT02 Candidata para el Tratamiento de Pacientes con Demencia Frontotemporal con Mutaciones de Granulina).

Mostrará cómo reacciona el sistema inmunológico cuando se inyectan partículas de AAV en el LCR, cuántas células cerebrales pueden absorber las partículas virales para producir el transgén y qué niveles de expresión del transgén son necesarios para un efecto clínicamente relevante.

En un estudio publicado por Mueller et al., dos pacientes con ELA fueron tratados con una única infusión intratecal de AAVrh10 que contenía microARN dirigidos a SOD1. Se identificó una regulación negativa de las transcripciones y la proteína SOD1 en muestras de autopsia de la médula espinal mediante transferencia Western en uno de estos pacientes.

El mismo paciente mostró mejoras transitorias en la fuerza de su pierna derecha pero ningún cambio en la capacidad vital, mientras que el segundo paciente mantuvo una capacidad vital estable durante el 12-mes del período de observación [214].

Los autores propusieron que la infusión intratecal de microARN para SOD1 administrados por AAV podría tener el potencial de producir efectos beneficiosos sostenidos, pero posiblemente requiera inmunosupresión.

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