Terapia Antisentido para FSHD

Preguntas y respuestas con el Dr. Yi-Wen Chen
por JIM ALBERT, Eldersburg, Maryland

La terapia antisentido es una forma de tratamiento para trastornos genéticos. En el pasado año los medicamentos antisentido han sido aprobados por la FDA para el tratamiento de dos tipos de distrofias musculares: algunas formas de distrofia muscular de Duchenne y atrofia muscular espinal. Aunque la terapia antisentido para el tratamiento potencial de la FSHD se encuentra todavía en la fase preclínica, escuchamos ocasionalmente resultados de investigación alentadores que implican tecnología antisentido dirigida a FSHD. Mi entrevista con Yi-Wen Chen, doctorado en DVM del Children’s National Medical Center y la Universidad George Washington, presenta una interesante cartilla para una comprensión básica de la tecnología antisentido y el estado actual de la investigación antisentido en la lucha contra FSHD. Gracias a la generosidad de nuestros donantes, la Sociedad FSH está financiando la investigación, descrita en este artículo, por los laboratorios del Dr. Chen y del Dr. Jones.

P. ¿Qué es la terapia antisentido?
A. La terapia antisentido es una forma de tratamiento de trastornos genéticos. Un enfoque consiste en crear una molécula sintética que se unirá al ARN mensajero (ARNm) producido por el gen diana, inactivando así ese gen o volviéndolo “apagado”.

P. ¿Cómo funciona la terapia antisentido?
A. Si puede recordar de nuevo a la biología de la escuela secundaria, hay ADN y ARN, que son ácidos nucleicos que juegan papeles complementarios en las células vivas. El ADN es lo que compone los cromosomas de la célula. La información genética de una célula se transfiere entre el ADN y el ARN en un proceso llamado transcripción , donde el ADN se utiliza como plantilla para crear una cadena de mRNA. En un proceso llamado traducción , la célula utiliza el mRNA para crear proteínas. El ADN está contenido en el núcleo celular mientras que la creación de proteína a través de ARNm tiene lugar en el ribosoma de la célula con la ayuda adicional de proteínas ribosómicas, ARN ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt). Se puede pensar en el ribosoma como la “fábrica de proteínas” de la célula.

Recuerde que el ADN se compone de las cuatro nucleobases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). El ARN se compone de las cuatro nucleobases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), y uracilo (U). En el ARN, que es importante para la terapia antisentido particularmente para la FSHD, A se une a U, y C se une a G.

Una “receta” dada para una proteína se define por una secuencia de nucleobases. Para un ejemplo muy simple, AAGGUC se conoce como la secuencia de sentido para crear una proteína dada. Queremos que la secuencia complementaria, vinculante o anti sentido se una con esa secuencia de sentido y la apague. En nuestro ejemplo, esa secuencia antisentido sería UUCCAG. Dado que el mRNA es de cadena sencilla, si podemos unirnos a él, esencialmente podemos evitar que haga su trabajo en el ribosoma y evitar que produzca la proteína diana.

P. ¿La mayoría de las proteínas no están definidas por cadenas muy largas de nucleobases?
R. Sí, son, a menudo unos pocos miles, como es el caso de DUX4. Sin embargo, hemos descubierto que sólo necesitamos una secuencia antisentido pequeña para unirse con el mRNA para degradarla y desactivarla. Una de las moléculas de oligonucleótidos antisentido estudiadas en nuestro laboratorio se llama “tercera generación antisentido (3GA)”. Este trabajo es en colaboración con Idera Pharmaceuticals en Boston. Idera encontró que un conjunto de 19 longitudes de nucleobases, denominado 19-mer, es más eficaz en el cierre de DUX4. Además, se utilizó una estrategia única para reducir la respuesta inmune en ratones inyectados con la 3GA y mejorar la eficacia de la terapia antisentido. Este es uno de los retos de la terapia antisentido. Queremos que las células musculares acepten la terapia antisentido y no la rechacen, y además aumentan la vida media de la terapia mientras limitan la toxicidad. (La semivida es la cantidad de tiempo que una molécula permanece en el cuerpo antes de que se degrada.)

P. Cuando leemos acerca de la terapia antisentido, a menudo vemos los términos oligonucleótido y Morfolino . ¿Puedes explicar esos términos?
A. Oligonucleótido significa moléculas cortas de ADN o ARN que consisten en un pequeño número de nucleótidos (A, T, C y G). Cuando nos referimos a oligonucleótidos con respecto a la terapia antisentido, nos referimos a oligonucleótidos antisentido . Los oligonucleótidos antisentido son las hebras individuales de ADN o ARN complementario que previenen o alteran la traducción de proteínas de un ARNm diana. Para aumentar la estabilidad y reducir la toxicidad, se han desarrollado modificaciones químicas de las espinas dorsales de los oligonucleótidos antisentido . El morfolino es un tipo de oligonucleótido antisentido con un tipo específico de esqueleto modificado. Las ventajas de los oligonucleótidos antisentido de Morpholino son una semivida larga y una toxicidad reducida. La desventaja es que no entra naturalmente en las células musculares a menos que el músculo esté “permeable”, como en la distrofia muscular de Duchenne.

P. ¿Cómo se aplica la terapia antisentido a la FSHD?
A. Se cree que FSHD es causada por la expresión aberrante del gen DUX4 que da como resultado la producción de la proteína DUX4, que es tóxica para el músculo esquelético. Dado que la terapia antisentido puede usarse para dirigir y eliminar el ARNm específico, la meta es desactivar DUX4 mediante terapia antisentido degradando el ARNm que es responsable de la fabricación de la proteína DUX4. Si podemos hacer esto, podemos detener FSHD en lo que se cree que es la causa raíz, la traducción DUX4, y todos los efectos subsecuentes en el futuro de DUX4 sería esperanzadamente aliviado.

P. En teoría, ¿podría aplicarse la terapia antisentido tanto a FSHD1 como a FSHD2?
R. En teoría, sí. La terapia antisentido podría ser aplicable tanto a FSHD1 como a FSHD2, ya que, aunque existen diferentes mecanismos genéticos que definen FSHD1 y FSHD2, ambos resultan en la expresión aberrante de DUX4.

P. ¿Cuántas terapias antisentido diferentes están involucradas en su investigación?
A. Idera Pharmaceuticals ha probado alrededor de 20 compuestos diferentes en los estudios de selección inicial centrados en DUX4. De los 20 compuestos, cinco demostraron ser suficientemente eficaces y se trasladaron a estudios in vitro e in vivo en nuestro laboratorio.

P. Hablando de estudios in vivo (en organismos vivos), ¿qué modelo animal FSHD está utilizando en sus estudios in vivo anti-sentido con DUX4?
A. Estamos haciendo uso del ratón FlexD creado por Peter Jones, PhD, de la Universidad de Nevada, Reno School of Medicine. La creación de un modelo animal útil para FSHD ha sido un reto para la investigación durante bastante tiempo. Es difícil crear un modelo de ratón que exprese DUX4 sin que el DUX4 se vuelva letal para el ratón. La cantidad de DUX4 expresada en el ratón FlexD puede controlarse mediante la exposición a una enzima, y ​​la cantidad de DUX4 “con fugas” en el ratón está funcionando bien en nuestra investigación antisentido in vivo.

P. ¿Su investigación in vivo DUX4 antisentido involucra entrega local o sistémica?
R. Ambos. Estamos estudiando la entrega de antisentido para FSHD vía inyección local en el músculo y la entrega sistémica vía inyección subcutánea (debajo de la piel). Hemos encontrado que las inyecciones subcutáneas funcionan bien para que la terapia antisentido llegue a los músculos, pero también podemos estar viendo la administración intravenosa.

P. ¿Existen terapias antisentido aprobadas por la FDA para otras formas de distrofia muscular?
R. Sí. En el último año la FDA ha aprobado eteplirsen para el tratamiento de algunos tipos de distrofia muscular de Duchenne y SPINRAZA® (nusinersen) para el tratamiento de la atrofia muscular espinal (SMA).

P. ¿Es capaz de aprender algo de los medicamentos antisentido de distrofia muscular aprobados existentes?
R. Siempre hay algo que aprender de éxitos previos. Las estrategias desarrolladas para aumentar la vida media y reducir la toxicidad son beneficiosas para la investigación FSHD. El avance de los métodos de administración es crítico para desarrollar tratamientos antisentido para FSHD ya que los músculos de los pacientes con FSHD no son tan “fugitivos” como en Duchenne. Sin embargo, existen diferencias entre las terapias antisentido aprobadas para Duchenne y SMA y los posibles fármacos antisentido para FSHD. Los fármacos Duchenne y SMA trabajan para mejorar una proteína defectuosa en pacientes. En FSHD, necesitamos detener la creación de una proteína.

P. La pregunta de un millón de dólares: ¿Espera que la terapia antisentido para la FSHD progrese a ensayos clínicos en seres humanos y, de ser así, ¿cuándo podemos esperar ver eso?
A. Sobre la base de nuestro conocimiento actual de las estrategias de oligonucleótidos antisentido, tengo la esperanza de que la terapia antisentido para FSHD progresará a ensayos clínicos en humanos pronto. La línea de tiempo depende de si somos capaces de administrar sistemáticamente los oligonucleótidos antisentido y demostrar eficacia y seguridad in vivo usando modelos animales. Existen varios grupos de investigación que estudian diferentes estrategias antisentido actualmente, y creo que tendremos candidatos prometedores para ensayos clínicos en un futuro próximo.

Fuente: FSH Society https://www.fshsociety.org/2017/10/fshd-antisense-therapy-primer/