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Avances en el diagnóstico genético y la terapia de enfermedades oculares: resumen de ARVO 2012

25.05.2012, Roser González y Gemma Marfany

El congreso anual de la Asociación Americana para la Investigación en Oftalmología y Ciencias de la Visión (ARVO) tuvo lugar del 6 al 10 de Mayo en Fort-Lauderdale, Florida.

Dentro del mundo de la investigación básica y traslacional destacaríamos los avances en:
1. SECUENCIACIÓN MASIVA. APLICACIÓN AL DIAGNÓSTICO GENÉTICO Y A LA IDENTIFICACIÓN DE NUEVOS GENES.
2. IDENTIFICACIÓN DE MARCADORES GENÉTICOS DE RIESGO PARA LA PREDICCIÓN DE ENFERMEDADES FRECUENTES COMPLEJAS, COMO EL GLAUCOMA, DMAE, RETINOPATÍA DIABÉTICA
3. NUEVOS AVANCES EN TERAPIA GÉNICA
4. NUEVAS ESTRATEGIAS DE TERAPIA BASADAS EN LA REPARACIÓN DEL ARN

1.- SECUENCIACIÓN MASIVA. APLICACIÓN AL DIAGNÓSTICO GENÉTICO Y LA IDENTIFICACIÓN DE NUEVOS GENES.

Se han presentado muchos trabajos realizados en centros de investigación muy diversos que utilizan la estrategia de secuenciación masiva (NGS) para identificar el gen y la mutación responsable de múltiples enfermedades genéticas oculares, de fenotipo bien caracterizado. La resolución diagnóstica de esta técnica innovadora depende de si el análisis se realiza en casos familiares o esporádicos, y si la secuenciación está dirigida a genes concretos, al exoma, o a todo el genoma. Y además para el éxito final, es muy importante un buen soporte bioinformático y equipo de expertos.

Como resultados a destacar mediante el uso de NGS ya se han identificado 4 nuevos genes de RP y muchas mutaciones nuevas en genes conocidos. Esta estrategia revoluciona el diagnóstico genético porque permite analizar simultáneamente todos los posibles candidatos, conocidos o no, tanto en familias como en casos aislados, a unos costes cada vez más reducidos y con mayor fiabilidad. Sin duda es la estrategia del futuro para el diagnóstico molecular de cualquier tipo de patología hereditaria, tanto si afecta la visión como cualquier otro órgano.

2. IDENTIFICACIÓN DE MARCADORES GENÉTICOS DE RIESGO PARA ENFERMEDADES FRECUENTES COMO EL GLAUCOMA, LA DMAE, Y LA RETINOPATÍA DIABÉTICA.

Se han presentado varios estudios interesantes que abordaban la identificación de marcadores genéticos, tipo SNP, localizados en todo el genoma (GWAS, Genome Wide Association Analysis) para predecir el riesgo genético. Sólo los estudios que analizan un número muy elevado de pacientes y controles han producido resultados fiables. Como ejemplo de este requisito, el análisis de 1500 pacientes Australianos afectos de retinopatía diabética, identifica tan sólo una única variante genética con consistencia estadística. De forma similar, otro estudio en Japón para determinar variantes asociadas con Glaucoma Primario de Ángulo Abierto (POAG) en 1200 pacientes, acaba también con un único locus. Como contrapunto positivo, un análisis GWAS multicéntrico para encontrar las variantes genéticas implicadas en la DMAE, que ha implicado a 18 países (entre los que no se encuentra España), 30 centros y 77.000 genomas (17.000 pacientes y 60.000 controles) ha obtenido una asociación robusta con variantes de 19 genes. Entre ellos, sobresalen varios genes de la vía del complemento y otros implicados en la angiogénesis. A pesar de que los resultados son positivos y consistentes, la contribución de cada una de las variantes genéticas identificadas, es pequeña.

3. NUEVOS AVANCES EN TERAPIA GÉNICA

Actualmente, se están llevando a cabo 5 ensayos de terapia génica ocular en humanos para tratar la Amaurosis Congénita de Leber: 3 en Estados Unidos, 1 en el Reino Unido y otro en Japón, con 40 pacientes en total. Además, se están desarrollando ensayos de terapia génica para otras enfermedades oculares, como la coroidoremia. En relación a la terapia de LCA los ensayos están ya en fase clínica I/II, fases en las que se evalúa principalmente la seguridad del tratamiento y también su posible eficacia. Hasta el momento, para introducir el gen terapéutico se han utilizado virus adenoasociados (AAV). Estos AAV terapéuticos se introducen por inyección subretinal en la fóvea o en la región parafoveal. Tal y como relatan todos los pacientes tratados, han mejorado en su capacidad visual, incluso a las dos semanas del inicio de la terapia. Los tests oftalmológicos muestran que en la mayoría de los casos hay una ampliación del campo visual, y un mejor rendimiento en los tests de movimiento con obstáculos, pero sin cambios substanciales en la agudeza visual ni en los electroretinogramas. Según los resultados que han sido recogidos durante estos últimos 5 años, esta mejora es estable. En algún caso esporádico, la cirugía subretinal ha causado un desprendimiento de retina.

Se está trabajando muy intensamente para desarrollar tratamientos menos agresivos para la retina, como la inyección intravítrea de los AAV terapéuticos. Para ello, los AAV están siendo manipulados genéticamente para que puedan franquear la membrana limitante y atravesar las capas celulares de la retina, hasta llegar a sus células diana: el epitelio pigmentario o los fotoreceptores. Los resultados presentados en este sentido, en ensayos en modelos animales como el ratón, el cerdo y primates no humanos, son extremadamente prometedores y abren nuevas perspectivas en un futuro cercano..

Además, se estudian otras vías alternativas, no relacionadas con virus y por tanto más inocuas, para transferir los genes terapéuticos a las células diana, por ejemplo, mediante el uso de nanopartículas. Estas nanopartículas están formadas por péptidos que por atracción eléctrica, atrapan el ADN terapéutico, empaquetándolo formando unas “pastillas” de proteína+gen terapéutico, fáciles de incorporar por las células y sin toxicidad aparente. Esta terapia parece ser estable en la retina, y actualmente se analiza su eficiencia para corregir el defecto genético causante de distrofias de retina, de momento sólo en modelos animales.

Respecto a la posible terapia con el micro-chip de retina sintética y por comparación con las terapias génicas anteriores, quedó claro que sólo se debería utilizar cuando se ha producido una pérdida muy severa de visión (RP y AMD), debido a una pérdida masiva de fotoreceptores. Hay que considerar que requiere de una cirugía compleja, ya que es necesario implantar el chip en la región interna de la retina, con la inclinación y posición adecuadas, en la capa superior de las células horizontales. Además, hay que evaluar su biocompatibilidad y bioestabilidad, teniendo en cuenta que la prótesis requiere un cable de unión entre la retina y la zona cortical visual del cerebro. Por esta razón, en 9 de 15 pacientes, se ha tenido que retirar la prótesis. Sin embargo, en algunos de los pacientes se ha observado una mejora en la visualización de luces, sombras, objetos de gran tamaño, y algunas letras y figuras de 8-10 cm en blanco sobre fondo negro y sin elementos cercanos que puedan distorsionar la visión.

También se está avanzando en tratamientos farmacológicos convencionales dirigidos a subgrupos de pacientes que están bien caracterizados a nivel genético-molecular. En concreto, en los casos en que el gen causal está implicado en una vía metabólica o de control celular, se puede diseñar una terapia medicamentosa efectiva. En este contexto se han presentado resultados muy interesantes de una terapia oral basada en un derivado del 9-cis-retinoide (patente QLT091001), para el tratamiento de afectos de LCA y RP con mutaciones en RPE65 y LRAT. El compuesto terapéutico permite la regeneración del pigmento visual, defectiva en estos pacientes. Hay que tener en cuenta que algunas de estas mutaciones son tan severas como para afectar a niños en edad temprana, con una elevada pérdida de visión. En el caso de la LCA, hay heterogeneidad genética y más de 16 genes pueden causar la enfermedad, con una prevalencia de 1:80.000 individuos. Aproximadamente un 10% de los casos de LCA tienen mutaciones en alguno de estos dos genes, pero hay que tener en cuenta que no todos los pacientes han sido diagnósticados a nivel genético, por lo que actualmente se calcula que entre 1000-2000 pacientes podrían beneficiarse de este tratamiento. Este número de beneficiarios se podría incrementar cuando se hayan diagnosticado genéticamente más casos. Además hay que destacar que este tipo de terapia es específica de gen y podría ser contraproducente en pacientes con mutaciones en otros genes. Los resultados preliminares son muy prometedores, ya que se observa un incremento significativo del campo visual, más efectivo en pacientes con una enfermedad muy severa o avanzada, aunque no se observa incremento de la agudeza visual. Si se comprueba que los efectos secundarios del tratamiento son mínimos, se convertiría en el tratamiento de elección en pacientes con mutaciones en estos dos genes, debido a su bajo coste y su administración vía oral. Todo lo cuál redunda en la necesidad de un buen diagnóstico genético-molecular del paciente con el que abordar de forma personalizada el mejor método de intervención terapéutica en el futuro, sea terapia génica o medicamentosa.

4. NUEVAS ESTRATEGIAS DE TERAPIA BASADAS EN LA REPARACIÓN DEL ARN

Uno de los campos de investigación molecular más novedosos para futuros tratamientos de terapia génica aborda la corrección de mutaciones, pero en lugar de hacerlo directamente sobre el gen, se actúa sobre el ARN modificando el proceso de maduración (splicing). Las primeras pruebas se han realizado como ensayos modelo tanto en células en cultivo como en animales que contienen la mutación humana. Están en marcha ensayos de este tipo de terapia génica en pacientes afectos de patologías no oculares (p. ej. la distrofia muscular de Duchenne), y se han obtenido resultados exitosos. Se hipotetiza, por tanto, una rápida adaptación de esta estrategia para el tratamiento de patologías genéticas de la visión.

Como ejemplo de lo anterior, el gen mayoritario de LCA es CEP290, y la mutación más prevalente (hasta el 10% de todos los casos descritos) genera un exón críptico que podría ser corregido mediante la estrategia de corrección del ARN. El tránscrito que se sintetiza a partir del alelo mutante contiene un exón con un codón STOP prematuro que produce una proteína truncada. El diseño terapéutico previsto se basa en un oligonucleótido antisentido que al unirse al ARN, “hace invisible” una de las regiones necesarias para su maduración, consiguiendo que el exón que contiene este defecto no sea incorporado al tránscrito maduro final, y por tanto, corrige la mutación genética. Se han desarrollado ya vectores AAV terapéuticos para probarlos vía inyección subretinal en ratón. En un futuro próximo, y si los resultados continúan siendo positivos, se probará en humanos. Hay que tener en cuenta que aunque los ERG se ven muy afectados por mutaciones en este gen, los fotorreceptores continúan sobreviviendo con lo que una terapia de rescate es plausible.

Una terapia parecida se ha aplicado a un ratón portador de una mutación en el gen USH2A. Los resultados parecen muy prometedores. Además, hay que remarcar que se trata de un tratamiento sistémico (única inyección vía intravenosa del oligonucleótido antisentido) a ratones que ya han nacido, causa la corrección de la maduración del ARN en los órganos afectados (oído y retina). Se observa la regeneración de la producción de cilios en la cóclea, con lo que hay un buen rescate del sentido auditivo. Hay que tener en cuenta que estas terapias son muy específicas de mutación, pero que pueden ser más eficaces, menos costosas y con menos efectos secundarios que otras terapias más generales.

En resumen, en este congreso se han presentado avances conceptuales importantes y metodologías revolucionarias para el diagnóstico molecular y la terapia génica de muchas patologías oculares hereditarias. Existe ya una sólida y amplia base de conocimientos, que se incrementa de forma rápida y progresiva como observamos anualmente en ARVO, y que sin duda redundará en beneficio de los pacientes.

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