Los científicos han creado un nuevo modelo de ratón de la enfermedad de Pompe que muestra las graves deficiencias respiratorias que experimentan muchos pacientes, pero que nunca se observaron en otros modelos animales del trastorno.
Usando este modelo más estricto, los investigadores también demostraron el potencial terapéutico de una nueva forma de terapia génica que utiliza una versión modificada de la alfa-glucosidasa ácida (GAA), la enzima que falta en los pacientes con Pompe, para mejorar la función respiratoria y la supervivencia.
Estos hallazgos se describieron en el estudio, «La terapia génica con alfa-glucosidasa ácida secretada rescata la enfermedad de Pompe en un modelo de ratón novedoso con defectos respiratorios y de la médula espinal de inicio temprano», publicado en la revista EBioMedicine.
La enfermedad de Pompe se caracteriza por la acumulación excesiva de glucógeno (una molécula de azúcar) dentro de las células debido a la falta de GAA. Esta acumulación de glucógeno ocurre principalmente en las células musculares, incluidas las del corazón y otros órganos, y por esta razón las personas con Pompe tienden a desarrollar debilidad muscular progresiva, enfermedades cardíacas y problemas respiratorios.
Los ratones modificados genéticamente para que no puedan producir GAA, conocidos como ratones knock-out (KO) de Gaa, son el modelo animal de Pompe más utilizado. Sin embargo, estos animales generalmente no muestran ninguno de los problemas respiratorios típicos que experimentan muchos pacientes con Pompe.
En este estudio, investigadores en Francia describieron cómo crearon y validaron un nuevo modelo de ratón de Pompe que muestra las mismas deficiencias respiratorias que a menudo se ven en los pacientes.
Para crear el modelo, criaron ratones Gaa KO con animales DBA2 / J, una cepa particularmente susceptible a ciertas condiciones de salud como convulsiones y problemas de audición y visión. Luego realizaron una caracterización completa de los animales utilizando principalmente ratones machos, ya que investigaciones anteriores demostraron que los ratones hembra Gaa KO tienden a tener síntomas más leves.
Los investigadores encontraron que los nuevos animales (ratones Gaa KODBA2 / J) habían desarrollado muchos de los síntomas clave que a menudo se ven en los pacientes, como debilidad muscular, agrandamiento del corazón, problemas respiratorios graves y muerte prematura.
Estas características se acompañaron de alteraciones en el transcriptoma de sus células musculares y médula espinal. El transcriptoma es el grupo de todas las moléculas de ARN, o transcripciones, producidas a partir de genes activos en células de tejidos. Estas transcripciones son las moléculas que las células utilizan como plantillas para producir proteínas.
Para evaluar si la restauración de la actividad de GAA corregiría la firma genética anormal en la médula espinal y las células musculares, los científicos trataron a los animales recién nacidos con una nueva forma de terapia génica y los volvieron a evaluar cuatro meses después.
Esta nueva terapia génica se basa en una tecnología con licencia de Spark Therapeutics y utiliza un vector de virus adenoasociado (AAV) inofensivo para administrar una versión modificada de GAA a las células.
Cuatro meses después de tratar a los animales con la nueva terapia, los investigadores encontraron que el 90,5% de los genes que tenían una actividad anormal en las células musculares estaban parcial o totalmente normalizados. Este porcentaje fue ligeramente menor (62,5%) en los genes con actividad anormal en la médula espinal.
Los niveles de glucógeno en las células musculares y en la médula espinal también volvieron a la normalidad dentro de este período de tiempo.
Luego, los investigadores administraron la terapia a ratones adultos (2 meses de edad) para evaluar si la restauración de la actividad de GAA podría aliviar las deficiencias musculares y respiratorias.
En este caso, cuando reevaluaron a los animales tres meses después, los científicos encontraron mejoras en la función respiratoria y muscular, así como una mayor supervivencia. Como se vio en los animales recién nacidos, el tratamiento también normalizó los niveles de glucógeno en la médula espinal, el cerebro y las células musculares de los adultos.
“En conclusión, este trabajo proporciona un modelo de ratón único y muy estricto de la enfermedad de Pompe, que ofrece información sobre los mecanismos y biomarcadores de la enfermedad, y demuestra una nueva prueba de concepto de la eficacia de la transferencia de genes del vector de AAV sistémica para abordar la patología neuromuscular características de la enfermedad de Pompe ”, escribieron los investigadores.
Dos autores del estudio figuran como inventores en la solicitud de patente que describe esta nueva terapia génica que ha sido autorizada por Spark Therapeutics, y uno de ellos es actualmente un empleado de la empresa. Este estudio fue parcialmente financiado por Spark.
Joana Carvalho, PHD
