La investigación de las formas para mejorar la eficacia de la terapia génica para la distrofia muscular de Duchenne

El líder del proyecto: Prof. George Dickson
Ubicación: Royal Holloway, University of London
Estado: distrofia muscular de Duchenne
Duración del proyecto: 2 años
Costo total del proyecto: £ 130,931 (A partir de marzo de 2010)
el título del proyecto oficial: Mejora de las funciones terapéuticas de los virus adeno-asociado (AAV) vectores que codifican para la distrofina muscular de Duchenne Distrofia Terapia Génica

 

Profesor George Dickson y sus colegas en el Royal Holloway están investigando el uso de la terapia génica para tratar la distrofia muscular de Duchenne. Su objetivo es mejorar un tipo específico de terapia génica que utiliza un virus inofensivo llamado vector viral adeno-asociado (AAV) para entregar el gen de la distrofina en el músculo. El profesor Dickson espera desarrollar un gen seguro y eficaz que puede provocar en el futuro un ensayo clínico.

 

La terapia génica para la distrofia muscular de Duchenne tiene como objetivo aumentar la cantidad de la proteína distrofina mediante la entrega de un gen en el músculo. Los virus, que han sido modificados para evitar que causen enfermedad, pueden actuar como vehículos muy eficientes para la entrega de micro-distrofina en las células musculares. El profesor Dickson ha estado investigando el virus adeno-asociado (AAV) como un medio para entregar la distrofina en el músculo.

Los vectores virales funcionan mediante la adopción de las instrucciones de la proteína que falta y la entrega a la célula diana, en este caso las células musculares. Vectores AAV estan limitados en la cantidad de información que pueden llevar, por lo que los investigadores han tenido que producir una versión abreviada del gen de la distrofina llamado micro-distrofina que se ajuste dentro de la AAV-vector. Se han producido muchas versiones diferentes de micro-distrofina y hacer un pequeño cambio en el gen de la micro-distrofina puede que sea más eficiente en la producción de la proteína distrofina en el músculo.

El profesor Dickson y su equipo han elaborado una serie de diferentes genes de micro-distrofina que pondrán a prueba su capacidad de producir proteínas con eficacia y seguridad en la célula muscular.

Los investigadores también explorarán un proceso natural que ocurre en las células para tratar de entregar un gen de la distrofina de larga duración en el músculo. Utilizando un gen de la distrofina de longitud completa podría tener ventajas sobre micro-distrofina ya que entonces puede estar seguro de que todas las partes importantes están presentes para el funcionamiento correcto de la distrofina.

Este proceso, denominado trans-splicing, implica el uso de tres diferentes vectores AAV-. Cada vector lleva un diferente, pero que se solapan, trozo del gen de la distrofina. Cuando la célula muscular comienza a procesar la información contenida en las piezas de losgenes, se cree que la célula los monta juntos. Esto creará una molécula mensajera única con todas las instrucciones para una proteína distrofina de extensión completa.

El diagrama de arriba muestra cómo el profesor Dickson tiene la intención de usar la terapia génica para entregar el gen de la distrofina en el músculo

El profesor Dickson utilizará un modelo de ratón de la distrofia muscular de Duchenne para probar los diferentes genes de micro-distrofina y el trans-empalme de vectores AAV. Se estudiará lo eficientes que son en la producción de distrofina en los músculos, así como determinar cuál es el mejor en la entrega de la distrofina a todos los músculos del cuerpo. Un aspecto importante de esto será evaluar como restaura la función muscular, así como si dan lugar a una respuesta inmune.

El objetivo del profesor Dickson es el de abordar los tres retos principales que han impedido que la terapia génica sea utilizada para tratar la distrofia muscular de Duchenne. Estos son el tamaño del gen de la distrofina, entregar suficiente gen en el músculo para aliviar los síntomas, y la respuesta inmune que se genera a menudo como una reacción a la terapia génica.

El principal problema, que los investigadores han estado trabajando para superar, es el tamaño del gen de la distrofina – es muy grande. El virus de la AAV sólo puede llevar una cantidad limitada de información y el gen de la distrofina completo es demasiada información para que se mantenga. La investigación el profesor Dickson está abordando este problema y buscando la manera de modificar el micro-gen para obtener la mayor cantidad de proteína producida en el músculo o para entregar el gen de la distrofina en su totalidad por un método diferente.

Con el fin de detener la progresión de la distrofia muscular de Duchenne el vector viral debe ser capaz de entregar cantidades suficientes del gen de la distrofina a todos los músculos afectados. Haciendo un pequeño cambio en el gen de la micro-distrofina puede aumentar su eficiencia en la producción de la proteína distrofina en el músculo. Con la combinación de este enfoque con las pruebas de diferentes tipos de vectores AAV, el profesor Dickson espera optimizar la entrega del gen de la distrofina a los músculos.

Finalmente, se sabe que la terapia génica puede provocar una respuesta inmune. Esto puede que sea desencadenada por el vector viral o por la proteína distrofina recién introducida en sí. El cuerpo ve proteínas que reconoce como extrañas. Dado que los niños con distrofia muscular de Duchenne no producen la proteína distrofina, se cree que el cuerpo ve la distrofina recién producida como una proteína extraña y se puede montar un ataque en su contra. Con el fin de solucionar este problema el profesor Dickson estará investigando formas para hacer que el sistema inmunológico haga caso omiso de la proteína distrofina y el vector AAV que cuando las células musculares producen la proteína distrofina que no será atacado por el sistema inmunológico.

Al abordar estos problemas, el profesor Dickson puede acelerar la traducción de esta tecnología desde el laboratorio al paciente.

¿De qué manera los resultados de los pacientes se benefician de investigación?

Se trata de la investigación preclínica, una etapa crucial para conseguir un tratamiento en el ensayo clínico. Los modelos animales se utilizan para tratar de optimizar la seguridad y la eficacia de esta terapia génica en particular. Si estos investigadores pueden demostrar que es posible la entrega de cantidades suficientes del gen de la distrofina en el músculo, y reducir al mínimo o prevenir una reacción inmune, estos estudios pueden proporcionar un agente de la terapia génica que pueden avanzar en el ensayo clínico. Varias de las terapias que actualmente están bajo investigación y en ensayos clínicos, como la omisión de exón y Ataluren (antes PTC124) sólo se puede aplicar a los niños con determinados tipos de mutación y por lo que no sería de beneficio para todos los chicos con Duchenne. Este enfoque de terapia génica no es dependiente del tipo de mutación y así podría ser utilizado para tratar todos los niños con Duchenne.

Información general

El objetivo de la terapia génica es compensar los genes defectuosos mediante la introducción de una copia normal del gen en la célula. En el caso de la distrofia muscular de Duchenne, es el gen que codifica la proteína distrofina el defectuoso. El defecto genético causa una ausencia de la proteína distrofina funcional, que finalmente conduce un debilitamiento muscular y el desgaste.

Para obtener el nuevo gen en la célula se requiere un vector. Los virus a menudo se utilizan como vectores, ya que han evolucionado para entregar el material genético en las células cuando se infectan. Los virus se han modificado de modo que ya no pueden causar infecciones en las personas. En el caso del vector AAV, éste lleva el gen dentro de  la célula y lo inyecta en el núcleo. Es en el núcleo donde el ARN mensajero puede “leer” el código del ADN, que es el primer paso en la producción de una proteína. Los vectores AAV se utilizan actualmente en varios ensayos clínicos, incluyendo la distrofia muscular de Duchenne y en la distrofia muscular de cinturas tipo 2D.

 

(Fuente: http://www.muscular-dystrophy.org/research/grants/current_grants/1591_investigating_ways_to_improve_the_efficiency_of_gene_therapy_for_duchenne_muscular_dystrophy