Exon Skipping: nueva estrategia farmacológica para la Distrofia Muscular de Duchenne

publicado a la‎(s)‎ 28 sept. 2013 12:36 por Lopeztricas Jose-Manuel

EXON SKIPPING

NUEVA ESTRATEGIA FARMACOLÓGICA PARA LA DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE

 Estructura de la distrofina (imagen de la izquierda)

Guillaume Benjamin-Amand Duchenne (Boulogne, 1806 – Paris, 1875)

La Distrofia Muscular de Duchenne es una genopatía recesiva ligada al brazo corto del cromosoma X (loci Xp21), que afecta a 1 de cada 35.000 nacimientos. Los niños con este déficit genético sufren una debilidad muscular progresiva que conduce al fallecimiento al final de la adolescencia o comienzo de la vida adulta.

La base genética es una mutación del gen que codifica la síntesis de la proteína distrofina. Este gen, uno de los más largos conocidos, designado dmd (Duchenne Muscular Dystrophy), contiene 79 exones. La mutación de los exones 47 o 48 da lugar a la síntesis de una versión acortada de la proteína distrofina, siendo responsable de la Distrofia de Becker. Sin embargo, la mutación en el exón número 50 del gen de la distrofina hace inviable la síntesis de distrofina. La carencia de esta proteína da lugar a la Distrofia de Duchenne, la versión más grave de todas las distrofias musculares.

 El gen asociado con la Distrofia Muscular de Duchenne se identificó en el año 1989.  La distrofina se localiza en el sarcolema [membrana que recubre las fibras musculares], tanto del músculo esquelético como liso; localizándose también en el músculo cardíaco, sistema nervioso central y periférico, y retina. La falta de distrofina (como en la Distrofia Muscular de Duchenne) o la existencia de una distrofina parcialmente funcional (Distrofia Muscular de Becker) conduce a un deterioro progresivo de la función muscular, cuyas consecuencias más graves, mortales en última instancia, derivan de la afectación de la musculatura cardíaca y respiratoria.

La Distrofia Muscular de Becker es más benigna porque se sintetiza una versión parcialmente funcional de distrofina. La esperanza de vida de los pacientes con Distrofia de Becker es superior en varias décadas a la de los pacientes con Distrofia de Duchenne, en los cuales hay una falta total de síntesis de distrofina.

Tristemente no existe tratamiento para estas genopatías, usándose solo terapia esteroide, con la cual se mejora la sintomatología y, en el mejor de los casos, se retrasa el deterioro muscular asociado a la enfermedad.

Una serie de publicaciones de estudios clínicos con fármacos desarrollados con una vanguardista tecnología denominada “omisión del exón” (exon skipping) ha ilusionado a muchos padres de niños afectados de distrofia (en sus dos manifestaciones, Duchenne  y Becker). La técnica per se parece prometedora, y extrapolable al tratamiento de otras enfermedades raras, entre ellas la corea de Huntington. La idea que está detrás del exon skipping (“omisión de exón”) es que una enfermedad genética puede mejorarse, curarse incluso, no mediante el remplazamiento del gen defectuoso por un gen correcto (en que se fundamenta la terapia génica), sino mediante la corrección del gen defectuoso. El viernes, 20 de septiembre (2013) la nueva técnica sufrió un revés cuando se comunicaron los resultados  del ensayo clínico más extenso realizado hasta ahora con un fármaco desarrollado con la tecnología exon skipping. Este fármaco, Drisapersen, no consiguió mejorar la función muscular de los niños afectados de Distrofia de Duchenne en una magnitud significativamente superior a la observada en el grupo placebo.

La comunicación de los resultados echó un jarro de agua fría sobre las familias con niños afectados, planteando la cuestión de si la tecnología exon skipping, conceptualmente novedosa, permitirá desarrollar algún día medicamentos útiles.

Los resultados no han mostrado una eficacia significativa, aunque muchos familiares se resisten a aceptar la decisión de la Food and Drug Administration (F.D.A.) norteamericana. Debra Miller, responsable de CureDuchenne, un grupo de apoyo a los pacientes y familiares que ha financiado parcialmente la investigación, considera que es demasiado temprano para rechazar esta línea de investigación.

Drisapersen ha sido desarrollado por la multinacional británica GlaxoSmithKline Pharma, y Prosensa, una pequeña empresa farmacéutica holandesa. El valor de capitalización de Prosensa cayó un 70% tras conocerse el fracaso del ensayo clínico.

Otro fármaco desarrollado mediante la técnica del exon skipping denominado Eteplirsen, de Sarepta Therapeutics, se halla en la actualidad en fase en ensayo clínico. Los resultados se esperan con verdadera ansiedad.

PROTEÍNA DEFECTUOSA

La expresión de los genes comienza con la transcripción de una de las hebras de la doble hélice del ADN. El transcrito es un ácido nucleico, químicamente reducido, formado por una sola hebra, ARN mensajero. Éste contiene fragmentos que no se traducen en proteínas, denominados intrones; y fragmentos que se traducirán en proteínas, denominados exones. La molécula de ARN mensajero experimenta un proceso de “maduración” en el que se eliminan los intrones y se empalman los exones para constituir lo que se denomina ARN mensajero maduro. El ARN mensajero maduro constituye el molde para la estructura primaria (secuencia de aminoácidos) de la proteína.

Cualquier mutación que cause la deleción de uno o varios exones derivará en la imposibilidad de que se sintetice la proteína, o, en el mejor de los casos, se sintetice una proteína defectuosa que retenga solo una fracción de su actividad biológica.

Cada aminoácido está codificado por un conjunto de tres nucleótidos denominados codones. Uno de estos códigos de lectura (tres nucleótidos de ARN) puede comenzar en un exón y continuar en el siguiente. Consideremos un ejemplo teórico: un conjunto de exones consecutivos: CA-UUUU-CAA-GAAG-CC. El código de lectura de los codones (conjunto de tres nucleótidos) en la secuencia de exones propuesto sería la siguiente: CAU-UUU-CAA-GAA-GCC. Imaginemos que una mutación causa la deleción del segundo exón (-UUUU-). La lectura de los codones del ARN mensajero maduro sería la siguiente: CAC-AAG-AAG. La secuencia de aminoácidos que se sintetizaría sería distinta de la correcta, además de insertarse dos aminoácidos menos.

Una ingeniosa solución a este problema es la siguiente: desarrollar un fármaco que omita la lectura del exón contiguo al que la mutación ha eliminado. Ello hace factible que la lectura del ARN continúe de manera correcta, al precio de que la secuencia de la proteína sintetizada carezca de varios aminoácidos. En el caso de la secuencia propuesta inicialmente (CA-UUUU-CAA-GAAG-CC), tras la mutación que causa la deleción del exón (UUUU), el fármaco podría omitir la lectura del primer exón (CA), y continuar con la lectura correcta de los codones (tripletes de nucleótidos) (CAA-GAA-GCC). En este ejemplo, la proteína que se sintetice carecerá de dos aminoácidos, pero, por lo demás, su secuencia será muy parecida a la original, siendo total o parcialmente funcional. En cualquier caso una situación mejor que la síntesis de una proteína no funcional o la carencia de síntesis de dicha proteína.

En el caso de la distrofina (la proteína de la que carecen los pacientes con Distrofia de Duchenne, o con actividad residual en los pacientes con Distrofia de Becker), la técnica de exon-skipping da lugar a una versión de distrofina que carece de dos aminoácidos en la zona central de la secuencia de aminoácidos, a pesar de lo cual sigue siendo funcional.

La distrofina, integrada en el sarcolema de los músculos (lisos y esqueléticos) actúa a manera de un amortiguador de los impactos sobre el músculo.

En la Distrofia Muscular de Becker, la presencia de distrofina parcialmente funcional mejora la prognosis de la distrofia. En cierta forma, la técnica de exon-skipping pretende convertir la Distrofia de Duchenne en su versión más benigna, la Distrofia de Becker.

Sin embargo, no se conoce cuánta distrofina se sintetiza en los pacientes que toman el fármaco de modo experimental, cómo funciona esta distrofina modificada, y cuánta proteína es realmente necesaria.

Algunos estudios experimentales sugieren que en más de la mitad de las fibras musculares de pacientes en los estudios iniciales se sintetizó distrofina tras el tratamiento experimental con el fármaco desarrollado siguiendo la técnica exon-skipping.

La distrofina protege las fibras musculares frente a las injurias. Probablemente la sustitución por una proteína modificada en relación a la original no consiga revertir la genopatía de Duchenne, pero podría retrasar la progresiva limitación del paciente en las actividades de la vida diaria, tales como el requerimiento de ayudas técnicas (vg silla de ruedas).

Según Steve Wilton, profesor en Murdoch Universtiy, Australia, que colaboró en el desarrollo de Eteplirsen, el tratamiento se debería instaurar lo más temprano posible con objeto de minimizar el progresivo deterioro muscular.

Una medida usual para valorar la progresión de la Distrofia de Duchenne es cuánta distancia puede caminar un paciente durante 6 minutos. Antes de iniciarse el estudio clínico con Drisapersen, los 186 pacientes incluidos en el ensayo clínico podían caminar, como valor promedio, 340 metros.

Tras administrar Drisapersen en formulación inyectable durante 48 semanas, el grupo tratado con placebo había reducido 58 metros su autonomía en deambulación, mientras que la disminución promedio en el grupo de estudio tratado con Drisapersen fue de 42 metros, en relación al valor inicial (promedio) de 340 metros. La diferencia no se puede considerar significativa. En otros estudios con menos pacientes, la diferencia observada entre ambos grupos apenas superaba los 30 metros.

El otro medicamento obtenido mediante la tecnología exon skipping es Eteplirsen, de Sarepta Therapeutics. Eteplirsen se ha estudiado solo en 12 muchachos. De éstos, dos perdieron muy pronto la capacidad de caminar tras iniciarse el estudio. Los 6 restantes del grupo de estudio redujeron su capacidad de deambulación en 20 metros (6%) a lo largo de 84 semanas. De los 12 jóvenes, 4 formaron parte del grupo placebo. La disminución de la autonomía de deambulación se frenó cuando fueron cambiados al grupo tratado con el medicamento.

TRATAMIENTOS A LA MEDIDA

El Dr. Adrian Krainer, adscrito al Cold Spring Harbor, está ensayando una modificación de la tecnología exon skipping, denominada inclusion skipping, para tratar la Atrofia Muscular Espinal, una enfermedad que suele ser fatal durante la infancia. Esta genopatía se caracteriza por la mutación del gen designado SMN1 (loci 5q13.2) que imposibilita la síntesis de una proteína necesaria para el correcto funcionamiento muscular. [SMN es el acrónimo de Survival of Motor Neuron]. Existe un segundo gen (SMN2) que codifica la síntesis de una variante funcional de la misma proteína. El gen SMN1 difiere del gen SMN2 en una omisión de exón, de tal manera que la proteína codificada por SMN2 es ligeramente disfuncional respecto la codificada por SMN1.

En la actualidad existe un fármaco en estadios iniciales de ensayo clínico que puede evitar la omisión del exón durante la lectura del gen SMN2, consiguiendo la síntesis de la proteína plenamente funcional.

Un problema de la estrategia de “omisión del exón” (exon skipping) es que distintos exones deben ser omitidos para contrarrestar las diversas mutaciones que pueden desencadenar la Distrofia Muscular de Duchenne. Así, la omisión (skipping) del exón 51 logrado por Drisapersen y Eteplirsen podrían ayudar a aproximadamente el 13% de todos los niños con Distrofia Muscular de Duchenne.

Drisapersen ha sido desarrollado en Leiden University Medical Center, en colaboración con la multinacional británica GlaxoSmithKline Pharma. Según Annemieke Aartsma-Rus, vinculada con la investigación que desarrolló Drisapersen, la tecnología exon skipping podría ser útil para el 83% de todos los pacientes con Distrofia Muscular de Duchenne. [La Dra. Aartsma-Rus leyó su tesis «Development of an antisense-mediated exón skipping therapy for Duchenne muscular dystrophy» el 10 de febrero de 2005]. Sin embargo, abarcar un índice de respuesta tan elevado implicaría la omisión (skip) de 100 exones (o combinaciones de exones) distintos. En lugar de un desarrollar un fármaco para la Distrofia Muscular de Duchenne, habría que sintetizar una gran variedad, alguno de los cuales iría destinado a un reducido número de afectados. Se trataría, pues, de una primera aproximación a la llamada “medicina personalizada”. Pero, hoy por hoy, parece difícil que tal proyecto se pueda llevar a cabo.

Hasta la fecha (octubre 2013) ningún medicamento desarrollado por la técnica de exon skipping ha sido autorizado.

GlaxoSmithKline Pharma y Prosensa se han comprometido a reevaluar los resultados del fallido ensayo clínico con Drisapersen.

En cambio, Sarepta Therapeutics tiene previsto solicitar la autorización de su fármaco Eteplirsen, a partir de los resultados de su estudio clínico realizado en 12 pacientes. En una situación óptima, Eteplirsen podría comercializarse a finales del año 2014.

Las asociaciones de padres con niños afectados por la Distrofia Muscular de Duchenne presionan a la F.D.A. norteamericana para que reconsidere la posible autorización de Drisapersen y, en cualquier caso, no entorpezca la de Eteplirsen. Está en juego la posibilidad de que sus hijos pospongan, siquiera un tiempo limitado, la necesidad de vivir condenados a una silla de ruedas. Sin embargo, la F.D.A. no parece proclive a facilitar la aprobación de Eteplirsen, teniendo en cuenta que los resultados preliminares con Drisapersen también mostraron resultados favorables.

Cuando valoramos los resultados debemos mostrar solidaridad y profundo respeto por los afectados y sus familias. Para muchas personas con esta genopatía poder dar unos pocos pasos de manera autónoma representa un enorme estímulo para sobrellevar esta terrible enfermedad.

Zaragoza, 30 de septiembre de 2013

Dr. José Manuel López Tricas

Farmacéutico especialista Farmacia Hospitalaria

Farmacia Las Fuentes

Florentino Ballesteros, 11-13

50002 Zaragoza (España)

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