RETIMUR - Asociación Afectados de Retina de la Región de Murcia

Los avances en las tecnologías de terapia génica para el tratamiento de la retinitis pigmentosa

Hilda Petrs-Silvay Rafael Linden

La retinitis pigmentosa (RP) es un tipo de enfermedad que conduce a la degeneración progresiva de la retina. Enfoques experimentales para la terapia génica para el tratamiento de distrofias retinianas hereditarias han avanzado en los últimos años, ambos inclusive de la entrega segura de los genes de la retina humana. Esta revisión se centra en el desarrollo de la terapia génica para RP usando vectores virales adenoasociados recombinantes, que muestran un historial de seguridad positiva y hasta el momento han tenido éxito en varios ensayos clínicos para la enfermedad retiniana congénita. La terapia génica para RP se encuentra en desarrollo en una variedad de modelos animales, y los resultados a elevar las expectativas de futura aplicación clínica. Sin embargo, la traducción de este tipo de estrategias a la cabecera del paciente requiere una mayor comprensión de las mutaciones y los mecanismos que causan defectos visuales, así como el examen exhaustivo de los posibles efectos adversos.

 

Introducción

Las principales causas de la ceguera están asociados con un mal funcionamiento y / o degeneración de las células de la retina, lo que dificulta el flujo de la información visual desde el ojo hasta el cerebro. Similar a otras áreas del sistema nervioso central de los mamíferos, las neuronas de la retina no se reemplazan tras la degeneración. Sin embargo, los esfuerzos de todo el mundo tienen como objetivo desarrollar nuevas terapias para preservar o mejorar la función de la retina. Se espera que tales tratamientos para disminuir la progresión de la degeneración, y si es posible también para revertir su curso. Para ayudar a este esfuerzo, un número de modelos animales de degeneración de la retina han llevado recientemente a una mejor comprensión de los mecanismos de enfermedades de la retina, y en consecuencia han promovido el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas.

Enfermedades de la Retina muestran heterogeneidad genética y clínica notable.

La retinitis pigmentosa (RP) es el subtipo más común de degeneración de la retina, responsable de la pérdida de la visión en uno de cada 4.000 personas en todo el mundo.RP puede ser el resultado de defectos en cualquiera de los más de 60 genes que se heredan como autosómica dominante (30% -40% de los casos), autosómica recesiva (50% -60%), o X-linked (5 %% -15), y puede ocurrir ya sea solo o junto con otros trastornos sistémicos. No obstante, las mutaciones en 30% -35% de los pacientes con RP no pueden ser identificados.

A pesar del origen genético heterogéneo, pacientes con RP muestran características clínicas comunes, tales como, espícula ósea anormal, pigmentación, adelgazamiento de las capas, la retina degenerada; vasos atenuados de la retina; disfunción de los fotorreceptores o del epitelio pigmentario de la retina (RPE) , marcado por la disminución de electrorretinograma (ERG) las respuestas de ambos conos y bastones, y la muerte progresiva de los fotorreceptores. En la mayoría de los casos, las barras se ven afectadas primero, lo que lleva a la ceguera nocturna, pérdida del campo visual periférico que conduce a una visión de túnel, y la ceguera total. En unos pocos casos, los conos se afectan primero, causando la pérdida de la visión central. Todas las condiciones de RP son progresivos, pero la velocidad y el patrón de deterioro de la visión varía entre los pacientes. De hecho, la misma mutación del gen puede causar síntomas variables en función del entorno.

El conocimiento de los mecanismos subyacentes de la enfermedad es compatible con el diseño de terapias óptimas. Tal es el caso con la terapia génica, el objetivo de los cuales es ya sea para reducir la velocidad o detener el progreso de la degeneración de la retina en RP. Dado que la naturaleza de la mutación subyacente reduce la gama de opciones de tratamiento, la terapia génica para RP se discute a continuación de acuerdo a las clases genéticos de la enfermedad.

 

La terapia génica para las enfermedades oculares

Actualmente, la terapia génica representa la mejor esperanza terapéutica para muchas enfermedades retinianas hereditarias y adquiridas, y muchos ensayos preclínicos y clínicos se han realizado utilizando estrategias de terapia génica. Virus recombinante adenoasociado (VAAr) es el vector más ampliamente utilizado para la entrega de genes oculares, debido a su capacidad para transducir varios tipos de células de la retina in vivo de manera eficiente, resultado probablemente debido a su pequeño tamaño en relación con otros vectores virales. Otras ventajas de AAV son la falta de patogenicidad y la capacidad de transducir células que se dividen. Mientras que los vectores de AAV recombinantes no contienen secuencias de genes virales, una respuesta de anticuerpos neutralizante puede ir en contra de proteínas de la cápside, lo que puede afectar el uso de este vector en ciertos entornos.

El ojo es posiblemente más susceptible a la terapia génica que otros órganos, por varias razones: la estructura y la accesibilidad de la retina permiten la administración local, relativamente no invasiva del agente en comparación con el de otros órganos internos los resultados del tratamiento pueden ser fácilmente controlados, tanto objetiva como subjetivamente por métodos no invasiva, tales como el electrorretinograma y tomografía de coherencia óptica, además de la entrada del paciente, y el ojo cerrado y la presencia de la barrera sangre-retina pueden prevenir la propagación sistémica no intencional de vectores, y confieren un estado inmune privilegiado al ojo, lo que limita respuestas de rechazo hacia el transgén y las proteínas de vector.  A pesar de estas características, los vectores de rAAV están sujetas a una intensa investigación para mejorar su eficacia en la terapia génica.

Idealmente, la modulación terapéutica de genes debe ser restringido a tipos de células específicos. La penetración de los vectores de AAV puede ser limitado por el sitio de inyección para inyecciones intravítreas permiten llegar a la capa de células ganglionares, mientras que las inyecciones subretinales se dirigen a los fotorreceptores y RPE. Además, distintos serotipos de vectores varían tanto en su orientación y la eficacia de transducción.

Table 1

El tropismo serotipo también puede variar entre especies distintas. En modelos caninos, diversos serotipos se ha demostrado la transducción de la retina externa, pero el trabajo reciente tiende a favorecer especialmente los serotipos 5 y 8 para el ataque directo de los fotorreceptores.  En los primates no humanos, AAV2 muestra buena transducción en las células ganglionares de la fóvea de área, fotorreceptores de los bastones y el RPE ; AAV5 transduce principalmente en bastones,  mientras que los conos de primates pueden ser el blanco de AAV5 en combinación con promotores específicos de conos.

Un trabajo más reciente en primates mostraron transducción eficaz de fotorreceptores con los serotipos 1, 5, 8, y 9, con el último mostrando particularmente buena transducción de conos.  En varias especies, incluyendo primates, el serotipo 4 fue demostrado que el objetivo efectivamente es el RPE.

Mutaciones de tirosina en la cápside de AAV logran prevenir la ubiquitinación del vector y la consiguiente degradación.  nuevos vectores se han desarrollado en el que las cápsidas de diversos serotipos de AAV contienen sustituciones de fenilalanina para los residuos de tirosina. Estos proporcionan una mayor eficacia de la transducción, por lo tanto, la reducción de la cantidad de vector vírico requerido para efectos terapéuticos, y por consiguiente la disminución de la respuesta inmune al vector propio. Tales sustituciones resultan en un aumento de la penetración de la retina después de las inyecciones intravítreas, lo que permite la focalización de los fotorreceptores y RPE evitando al mismo tiempo el trauma de inyecciones subretinales que actualmente se utilizan para transducir estos tipos de células.

El desarrollo de vectores de AAV con promotores específicos de células ayuda en la selección de la célula de interés. Vectores rAAV que contienen promotores RPE65 humano fueron utilizados para inducir la expresión-RPE específica en perros deficientes en Briard-RPE65. Esto ha demostrado ser 10% más fuerte que el promotor de citomegalovirus ubicua, y fue ineficaz en animales de más edad.  Más recientemente, la guanosina trifosfatasa RP  (RPGR) la región del promotor se ha caracterizado, y puede ser útil en el futuro de focalización RPE.  Los fotorreceptores han sido abordados con éxito por tanto en rodopsina y en promotores de rodopsina quinasa, con una actividad sustancial en ratones, perros, y primates no humanos,  y un promotor arrestina cono se ha utilizado más recientemente para la distrofia de conos.  Promotores selectivos para las células bipolares de la retina y células ganglionares también se han explorado, sobre todo para las estrategias de intervención optogeneticas a través de la terapia génica, con el objetivo de examinar su uso para la recuperación de la función visual en pacientes en etapas avanzadas de la degeneración de la retina.

 

RP autosómica recesiva.

En la RP autosómica recesiva, el paciente tiene dos copias disfuncionales del gen mutado. En este caso, la terapia de sustitución genética constituye un enfoque directo para tratar tanto el genotipo y el fenotipo defectuoso. Un elemento clave de esta estrategia es que la terapia se dirige a las células de la retina donde la mutación o la falta del gen relevante hace que el defecto sea primario. Las células diana son generalmente fotorreceptores o el EPR.

Un ejemplo de terapia génica para la PR en modelos animales que imita el trastorno humano está dirigida a mutaciones en el gen MERTK. Receptor tirosina quinasa humano MER (MERTK) se clonó originalmente como una nueva tirosina quinasa, se expresa como una proteína con dos dominios de fibronectina de tipo III, dos dominios de tipo C2 similares a inmunoglobulina, y un dominio de tirosina-quinasa. Además de su capacidad potencial de transformación, la supresión del gen MERTK fue identificado como el defecto subyacente en un modelo de rata clásico por el Colegio Real de Cirujanos (RCS) las  mutaciones en MERTK son responsables de una forma autosómica recesiva rara de RP en humanos.

Los fotorreceptores están expuestos a niveles intensos de luz que conducen a la acumulación de proteínas y lípidos foto-oxidantes, así como los radicales libres, especialmente en las puntas de los segmentos exteriores. Por lo tanto, los fotorreceptores han evolucionado para someterse a constante pérdida externa del segmento en sus puntas a través de la fagocitosis del EPR, junto con la renovación de su base a través del cilio. Los  segmentos externos son digeridos en el EPR, desde donde las moléculas importantes se reciclan a los fotorreceptores. La falta de regulación de estas funciones adecuadamente puede conducir a la acumulación de escombros en el espacio interfotorreceptor y degeneración de la retina / EPR. MERTK situado en el EPR media la asociación entre estas células y los segmentos externos de los fotorreceptores, y en MERTK los ratones knock-out, así como en la rata RCS, MERTK no funcional falla para localizar a la membrana celular, la ingestión normal de células por el EPR de los segmentos externos de los fotorreceptores se deteriora. El inicio de las células apoptóticas por los fagocitos mononucleares también se altera en MERTK los ratones knock-out.  Estos datos son consistentes con la función de MERTK en la remodelación del citoesqueleto requerido para inmersión durante la fagocitosis.

Los intentos para tratar defectos MERTK hasta el momento se han centrado en la transferencia de genes. Se informó de que la transferencia de copias normales del gen MERTK  por vectores adenovirales en el espacio subretiniano de ratas RCS conduce a la mejora tanto histológica y funcional 30 días después de la inyección. Es importante destacar que esto incluía la corrección de defectos de fagocitosis RPE en las zonas cerca de la zona de inyección. Sin embargo, la supervivencia de los fotorreceptores parecía ser sólo transitoria.  Tal rescate fenotípico transitorio con vectores de adenovirus de primera generación se ha atribuido a la respuesta inmune generada contra los productos de genes virales.  En efecto, aunque el éxito de la terapia génica ocular se atribuye, en parte, por el estado de privilegio inmunitario relativo del ojo, se conoce una respuesta inmune celular significativa para ser promovida por las proteínas adenovirales, lo que limita la expresión del transgen mediada por adenovirus en la retina. A pesar de que la mayor parte del genoma adenoviral ha sido eliminado en las nuevas generaciones de vectores adenovirales, esta respuesta inmune celular todavía representa un riesgo a los ojos.  No obstante, estos experimentos de transferencia genética con vectores adenovirales validados tanto que el fenotipo de la enfermedad es causada por mutaciones en MERTK y que la condición no responde a la terapia de sustitución genética.

En un estudio posterior, se utilizó un vector AAV para transferir MERTK en el espacio subretiniano de ratas RCS, que conduce a la restauración de la función fagocítica, con una disminución de los desechos del segmento exterior. Análisis ERG indicaron que mejoraba transitoriamente la función visual y la morfología de la retina. La supervivencia de los fotorreceptores era, sin embargo, prolongada por sólo 12 semanas, incluso en la presencia de la continua expresión trans-gen MERTK.  Una posible explicación es que una vez que se activa la maquinaria de la degeneración, se puede retrasar, pero no revertir.  Según la norma mediada por picos AAV a aproximadamente 3-4 semanas después del tratamiento de expresión del transgen,  la acumulación de escombros del segmento exterior pueden desencadenar la degeneración de fotorreceptores antes de la actividad terapéutica máxima. Además, una sola inyección subretiniana no puede cubrir toda el área de la retina, la degeneración de los fotorreceptores y en partes distantes de la retina puede tener un impacto negativo en la supervivencia de los fotorreceptores en la zona tratada, lo que limita aún más los efectos del tratamiento.

A pesar del rescate incompleto en fotorreceptores en los primeros estudios que emplean vectores de VAAr, la terapia génica da resultados de apoyo como un enfoque terapéutico válido, siempre y cuando se utilicen vectores más rápido de inicio. De hecho, cuando se utilizó un vector lentiviral para transferir MERTK , mejoras funcionales duraron hasta 27 semanas y la supervivencia de las células fotorreceptoras se prolongó hasta por 30 semanas.

El intento más reciente para transferir MERTK mediante terapia génica se aprovechó de un vector de AAV que contiene Y733F-tirosina-fenilalanina. Este había sido mostrado para proporcionar una rápida y eficiente reporte de expresión del gen cuando se inyecta subretinalmente a los ojos de ratón adulto.  El vector de rAAV-MERTK llegó a mayor distancia en el rescate funcional y morfológicamente es más robusto que en los estudios anteriores.

 

RP autosómica dominante

Sólo una copia mutada del gen es suficiente para producir RP autosómica dominante. La enfermedad puede ser causada por la reducción en el nivel de proteína de tipo salvaje (haploinsuficiencia), por una ganancia de una función deletérea (efecto negativo dominante), o por una combinación de ambos. Las mutaciones dominantes también pueden conducir a la enfermedad al provocar la acumulación de proteínas tóxicas. Mientras una visión mecanicista limitada ha sido obtenida de los pacientes humanos, los estudios de expresión transgénicos y focalizadas en modelos animales han sido útiles para distinguir entre los diferentes tipos de mutaciones dominantes. Debido a la naturaleza dominante de esta clase de enfermedad, una simple terapia de sustitución genética es a menudo insuficiente para superar la expresión del alelo mutante, aunque la enfermedad por haploinsuficiencia puede responder a la terapia de sustitución genética. Más bien, la terapia génica dirigida a las enfermedades dominantes requiere o bien la supresión de la expresión del alelo mutado o un aumento en la expresión del alelo de tipo salvaje, o ambos. Porque a menudo hay muchas mutaciones dominantes que causan enfermedades en un solo gen, la eliminación dirigida de genes de reparación o para cada mutación independiente es problemática. Un enfoque alternativo sería la de promover la supervivencia celular, para conservar las células de la retina afectadas y retrasar el curso de la degeneración.

Las mutaciones más comunes asociadas con la RP autosómica dominante son, ya sea en el RHO o las RDS / periferina gen, que representan aproximadamente el 25% y el 10% de los casos, respectivamente. La terapia génica que se acerca a cada uno de esos tipos se presentan a continuación…

 

La rodopsina RP

La primera mutación descrita para la RP fue en el gen de la rodopsina - RHO . La rodopsina es el pigmento visual en las células fotorreceptoras de varilla, que consigue visión en condiciones de poca luz, y participa en el primer paso esencial de la fototransducción. Se compone por una parte de una proteína – la opsina - y por otro lado: el cromóforo 11 - cis -retinal. Opsina es una proteína que contiene el dominio transmembranal siete de la familia de los receptores G acoplados a la proteína, localizada predominantemente en las membranas de los disco de los segmentos externos de los bastones. La Isomerización del 11 - cis -retinal a todo- trans -retinal tras la absorción de un fotón induce cambios en la estructura de la opsina que promueve la activación de la proteína transducina G, iniciando así la cascada bioquímica conocida como la fototransducción.

La primera mutación de rodopsina  identificada codifica una sustitución-prolina-a histidina en la posición 23 (P23H).  P23H mutantes de rodopsina son retenidos en el retículo endoplásmico y son incapaces de asociarse con 11 - cis -retinal.  A diferencia del tipo salvaje de la rodopsina, P23H mutante es degradada por el sistema ubiquitina-proteasoma,  pero las grandes cantidades de proteínas mutantes acumulan como ubiquitinada P23H en el citoplasma.  Al igual que en otras enfermedades neurodegenerativas dominantes heredadas, como el Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica, la formación de agregados de proteínas intracelulares se asocian con la degeneración celular. Los ratones heterocigotos para RHO tienen morfología de la retina y la función normal, que muestra que la expresión de sólo un alelo funcional de rodopsina es suficiente para la visión. Sin embargo, en muchos casos de RP, la ganancia dominante de la función de la rodopsina mal plegada induce la degeneración de los fotorreceptores, y en tales casos, las mutaciones de un alelo sólo conducen a la discapacidad visual. Un enfoque plausible para el tratamiento de las mutaciones con ganancia de función es la de aumentar la degradación de la rodopsina proteosomal mal plegada, pero hasta la fecha no ha habido informes de un éxito significativo en los modelos animales. Un procedimiento alternativo podría ser a través de terapia dirigida al ácido ribonucleico (ARN) para silenciar el alelo mutante, mientras que se favorece el mantenimiento de la expresión del alelo de tipo salvaje. Terapias de silenciación de genes basado en la destrucción selectiva de un ARN específico mensajero (ARNm) se han logrado con éxito variable el uso de ribozimas, y más recientemente por la interferencia de ARN.

Las ribozimas son enzimas de ARN de auto-escisión de aproximadamente 30 nucleótidos, que se encuentran de forma natural en los eucariotas inferiores, los virus y algunas bacterias. Su estructura secundaria se compone de tres tallos:. El tallo central es el dominio catalítico responsable de la reacción de escisión, mientras que los dos dominios flanqueantes proporcionan los brazos antisentido necesarios para la unión del mRNA que conduce a la secuencia específica de escisión. Se demostró que in vivo la expresión de una ribozima de AAV-entregado, diseñado para reconocer y escindir la única transcripción producido por la P23H RHO transgén en ratas, redujo específicamente ARNm a partir del alelo mutante, se redujo la degeneración de los fotorreceptores, y condujo a la conservación funcional de la retina en el corto . plazo.  En estudios posteriores, se demostró que la expresión continuada de la ribozima redujo notablemente la tasa de degeneración de los fotorreceptores y la función de la retina conservado, según lo evaluado por ERG, durante al menos 8 meses en ratas transgénicas.  Estos resultados fueron la primera evidencia de que la silenciación del gen se acerca para la corrección de la enfermedad que puede ser eficaz para la terapia a largo plazo en la degeneración de la retina-autosómica dominante. Sin embargo, el diseño y pruebas de tales reactivos terapéuticos para los más de 120 mutaciones diferentes para la rodopsina, actualmente se sabe que no es económica o técnicamente viable. Por lo tanto, un experimento alternativo fue diseñado para atacar todos los ARNm de rodopsina, de tipo salvaje y mutante, a la vez, con un agente de silenciamiento que reconoce una secuencia diana común, mientras que simultáneamente entrega una copia de reemplazo de RHO , la secuencia de las cuales es resistente a la acción del agente de silenciamiento.

Más recientemente, los pequeños ARN de interferencia (siRNA) se ha convertido en más robusto y eficiente que las ribozimas para silenciar la expresión génica. 77 El mecanismo de silenciamiento se basa en procesos celulares ubicuos, que posiblemente podría conducir a un mayor éxito clínico y la aceptación del público. Interferencia de ARN (ARNi) inhibe la expresión génica mediante la degradación de mRNA en una secuencia de manera específica después de la introducción de ARN de doble cadena (ARNdc).Este largo dsRNA se corta en 21 -. A intermedios 23-mer activos, los siRNAs, que se incorporan y desenrolladas en el complejo de silenciamiento (RISC) inducida por ARN- 78 Cuando se carga con un ARNsi de hebra sencilla, RISC se une a la secuencia complementaria en el ARNm y escinde el último entre los nucleótidos 10 y 11 de la ARNsi, 79 iniciando así su degradación y la inhibición de la expresión de genes más.

A su vez, la expresión funcional de la proteína codificada por genes RHO de resistencia a ARNsi se ha demostrado a través de la transgénesis, así como por la expresión in vivo del gen de sustitución suministrado por rAAV en la presencia de las moléculas de ARNi dirigidos.  

Evidencia de beneficio terapéuticos de siRNA de supresión y sustitución en terapias AAV-entregado se obtuvo en ratones transgénicos P23H.  Estos resultados fueron los primeros en demostrar in vivo que la combinación de la supresión y sustitución puede tratar de herencia dominante RHO RP ligada a pesar de la heterogeneidad mutacional asociada.

 

Patrón RDS distrofia

Periferina / RDS (degeneración retinal lenta) es una glicoproteína transmembrana que, junto con una proteína asociada en la membrana externa del segmento de la retina, se localiza en la región de borde de los discos exterior del segmento en bastones y conos. Ratones portadores de una mutación en este gen ( RDS ) constituyen una de los primeros y mejores  modelos estudiados de degeneración de la retina desde su fenotipo fue descrito en 1978.  Este mutante nulo de origen natural no puede formar segmentos externos de los fotorreceptores, mientras que los heterocigotos tienen un fenotipo de segmentos externos desorganizados y cortos,  lo que sugiere que el nivel de proteína de un alelo de tipo salvaje no es suficiente para mantener la estructura externa del segmento y la función de la retina. Aunque estos fenotipos implican una exigencia de RDS para la morfogénesis del disco exterior del segmento correcto y el mantenimiento de los segmentos externos de los fotorreceptores, su papel estructural  aún no se entiende completamente.

RDS en Humanos , clonado en 1991, codifica una proteína de 346 amino ácidos putativa con un 92% de homología con la proteína de ratón.  En el mismo año, se identificaron mutaciones en pacientes con RP autosómica dominante.  Hasta el momento, más de 90 mutaciones en humanos se han identificado, que dan lugar a un amplio espectro fenotípico de distrofias retinianas, relacionados no sólo con RP sino también con una variedad de distrofias maculares, en particular el patrón de la distrofia. Una característica común de estos trastornos es la pérdida de la mácula (retina central) de fotorreceptores, un fenotipo también se observa a lo largo de la RDS - / - retina del ratón. La heterogeneidad genotípica y fenotípica hacen que la extensión de los estudios en modelos animales para seres humanos sea incierto. Actualmente, sin embargo, la terapia génica parece ser el enfoque más prometedor para el tratamiento de la enfermedad de periferina / RDS. Tras la inyección subretiniana de un vector de AAV que contiene RDS , los ratones homocigotos nulos respondieron con aumentos en la síntesis de la rodopsina, la corrección de la formación de exterior-segmento de varilla, y la restauración de la función visual en las primeras 14 semanas después del tratamiento.  Sin embargo, el tratamiento no dar lugar a la conservación a largo plazo de los fotorreceptores,  lo que demuestra la importancia crítica de RDS en la integridad del segmento externo de los fotorreceptores, y sugiriendo que la supresión y sustitución de las estrategias de mutación independiente discutidos anteriormente para RHO-RP autosómica dominante pueden ser útiles aquí también .

De hecho, el concepto de una estrategia de terapia génica doble de la supresión mediada por ARNsi de RDS junto con la sustitución de genes a través de vectores de AAV que contienen ARNsi fue validado con la demostración de reducción de hasta el 50% de expresión de RDS junto con la expresión simultánea de un ARNsi-resistente transcripción de reemplazo en la retina de ratones in vivo.

 

RP ligada al cromosoma X

 RP ligada al cromosoma X (XLRP) es una de las formas más graves de RP, que se caracteriza por un inicio temprano y rápida progresión de la pérdida de la visión, que representan el 6% y el 20% de todos los casos de RP. Hasta el momento seis loci de defectos genéticos han sido mapeado en XLRP (RP2 [MIM 312600], RP3 [MIM 312610], RP6 [MIM 312612], RP23 [MIM 300424], RP24 [MIM 300155] y RP34 [MIM 300605]) , pero sólo se identificaron dos genes: RP2 y RPGR o RP3 .  Estudios en pez cebra proporcionan una idea de las funciones celulares de ambos RPGR/RP3 y RP2 ., debido al alto grado de conservaciones funcionales entre los genes humanos y sus homólogos

Las mutaciones en el RPGR/RP3 cuenta para el 70% de XLRP y la enfermedad se manifiesta en los pacientes de sexo masculino sin la transmisión de hombre a hombre del fenotipo. Sin embargo, las familias con herencia y mujeres portadores dominantes muestran síntomas de la enfermedad de grado variable. RPGR/RP3 producto es esencial para la viabilidad celular, y se localiza en los cilios de conexión y cuerpos basales de bastones y conos fotorreceptores, con un posible papel en el transporte de proteínas y microtúbulos de organización. Aproximadamente el 60% de todos los casos XLRP están asociados con mutación en fase de lectura abierta en ORF15 de RPGR/RP3 .

Un potencial de la terapia génica para RPGR/RP3 XLRP se ensayó en dos modelos caninos a través de la inyección subretiniana de rAAV serotipo 5 humano de codificación / RP3 bajo proteína humana de unión a retinoide-interfotorreceptor o G-receptor acoplado a proteína quinasa. En general, el tratamiento fue muy efectivo, con la preservación de los núcleos de los fotorreceptores y los segmentos de interior / exterior. Ambas funciones de la barra y los fotorreceptores conos estaban en niveles más altos en ojos tratados que en los ojos de control, lo que proporciona una prueba de principio para la traducción a la integridad personal.

A su vez, las mutaciones en el causante de la enfermedad RP2 cuenta aproximadamente el 15% de XLRP, y se distribuyen de manera más uniforme a lo largo del gen. Se cree que su producto para tener un papel en el tráfico de proteínas a la membrana plasmática y en el mantenimiento de la cohesión de Golgi. La mayoría de las mutaciones en RP2 se localizan en el cofactor C dominio homólogo, y se predijo para generar una proteína truncada con la localización interrumpida.  La terapia génica todavía no se ha dirigido a este gen.

 

Neuroprotección en RP

Entre el gran número de mutaciones asociadas con la enfermedad, la característica común de la enfermedad es la degeneración de conos y bastones fotorreceptores. Elementos de prueba de estrés del retículo endoplásmico, así como la ejecución de la muerte celular por apoptosis, se han identificado en la muerte de células de fotorreceptores. Por consiguiente, dos protocolos de terapia génica han sido diseñados para interferir con estos eventos, en un intento para preservar las células visuales. Incluso un retraso en la degeneración puede ser importante en una terapia de combinación, para permitir tanto que los fotorreceptores mantengan la función visual como la expresión de los transgenes de recambio aumenta.

La afectación de la respuesta de estrés del retículo endoplásmico se identificó entre los eventos patológicos de RP.  Recientemente se demostró que la sobreexpresión mediada por rAAV en fotorreceptores protegidos en la P23H RHO modelo transgénico de RP autosómica dominante, y podría ser útil para otros tipos de RP en el que la mutación está relacionada con la acumulación de proteínas mal plegadas.  Por otro lado, la resistencia a la apoptosis se logró con la entrega mediada por VAAr del gen XIAP en las células RPE humanas cultivadas,  y su sobreexpresión prolonga los efectos de AAV- PED6β terapia génica.  Además, se observó la preservación de los fotorreceptores en varios modelos de RP después de la entrega de rAAV de diversos factores neurotróficos, como el factor de células gliales derivados de la línea neurotrófics, factor neurotrófico ciliar, factor neurotrófico derivado del cerebro, y factor de crecimiento similar a la insulina, entre otros.

 

Perspectivas de futuro

La terapia génica con vectores AAV es ahora común en modelos de ratones de diferentes enfermedades de la retina humana. Algunas terapias se han abierto camino a los ensayos clínicos, pero sólo uno ha avanzado lo suficiente como para allanar el camino hacia el uso clínico, es decir, los actuales ensayos para amaurosis congénita de Leber 2. Incluso en este caso, los datos recientes desenredaron una disociación entre la recuperación funcional y la prevención de la muerte de células de fotorreceptores. Otros aspectos actualmente bajo investigación están relacionados con la respuesta inmune a los vectores de AAV recombinantes, especialmente sobre la readministración, así como la relación de la edad de inicio con ventana de oportunidad para la terapia génica dirigida a distintas formas de amaurosis congénita de Leber.

A medida que más estudios de antelación, esperamos una mayor expansión del campo en los próximos 5-10 años. Evidentemente, será necesario terapias génicas que puedan adaptarse a cada paciente, a fin de abordar de manera óptima el estado de la degeneración en el momento del tratamiento. Defectos de un único gen, si se trata a tiempo, se beneficiarán más de la sustitución directa de los genes terapéuticos o de corrección / ablación del gen infractor. Para muchos de estos trastornos, sin embargo, el número de pacientes son tan pequeños que terapias neuroprotectoras génicas más generales son propensos a ser desarrolladas primero, debido a que mantienen la promesa para prevenir o retrasar la degeneración en una amplia variedad de trastornos de la retina.

Para las distrofias de la retina de la última etapa, en la que la visión de los fotorreceptores mediada es esencialmente ausente, prótesis de retinas, terapias de reemplazo celular o modificaciones basadas en los genes de las células de la retina interna para convertirse en receptores de luz pueden ser las alternativas más probables.  Las células madre y progenitoras pueden ser aisladas a partir de un número de fuentes, incluyendo el tejido embrionario, cerebro adulto, y hasta la retina, lo que llevó a muchos investigadores a desarrollar el potencial para el uso de estas células para generar células de la retina para el trasplante.

Sin embargo, hay varios obstáculos que deben superarse ante estas técnicas puedan ser aplicadas, tales como el bajo rendimiento de la diferenciación de las células madre exógenas y la complejidad de las conexiones sinápticas necesarias entre las células de la retina trasplantadas y endógenas. Explotación de reemplazo celular requerirá una comprensión más profunda de la biología del desarrollo y la identificación de los principales reguladores de los distintos caminos de la diferenciación celular.

En conclusión, los avances en la comprensión de la genética y fisiopatología de la enfermedad de la retina ya han establecido los fundamentos de nuevas terapias basadas en genes para varios trastornos que no han respondido a los tratamientos convencionales, y los vectores AAV recombinantes son el centro de este avance hacia la cura de degeneraciones de la retina.

 

Agradecimientos

Investigación de los autores fue financiado por el CNPq y FAPERJ, y no hay conflictos de interés con respecto a esta publicación.

 

 

Fuente: ncbi.nlm.nih.gov

Traducción: Rodrigo Lanzón.

 

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