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Enfermedades oculares y terapia génica

Enfermedades oculares y terapia génica

Las enfermedades oculares hereditarias son objetivos atractivos para la terapia génica y celular por tres razones: (1) factibilidad (2) accesibilidad y (3) oportunidad.

Viabilidad: Se han estudiado intensamente las degeneraciones de la retina de los ojos hereditarias, y las mutaciones que condujeron a la muerte de las células fotorreceptoras se han descrito en más de 200 genes.

Accesibilidad: A diferencia de otros componentes del sistema nervioso central, la retina es accesible desde fuera del cuerpo, y las inyecciones se pueden ver a través de la lente. La claridad de la córnea y la lente también permite a los médicos para medir el grosor de las capas de la retina y la integridad de los fotorreceptores en el ojo vivo. Tales métodos de alta resolución pueden ser aprobados como medidas de resultado en ensayos clínicos.

Oportunidad: Las enfermedades prevalentes relacionadas con la edad afectan la visión: retinopatía diabética, glaucoma y degeneración macular relacionada con la edad. Estas enfermedades requieren un tratamiento a largo plazo que puede ser accesible mediante terapia génica o terapia celular.

El éxito de la terapia génica de una degeneración bien definida de la retina hereditaria proporcionaría la prueba de concepto necesaria para desarrollar un tratamiento similar para una enfermedad más compleja pero más frecuente.

Terapias genéticas monogénicas en ensayos clínicos:

Los ensayos de terapia génica para el tratamiento de una enfermedad cegadora de la infancia, Leber Amaurosis congénita tipo 2 (LCA2) ha atraído la mayor atención en este campo. Al menos ocho ensayos clínicos fase I o fase I / II se encuentran en diversas etapas de terminación de esta enfermedad. Todos utilizan el virus adeno-asociado serotipo 2 (AAV2) para entregar el gen que es defectuoso. RPE65 se expresa en células epiteliales de pigmento retiniano (RPE), y se requiere para isomerizar un derivado de vitamina A a su forma activa como un componente de opsinas, los componentes de recolección de luz de las células fotorreceptoras de varilla y cono. Los niños con LCA2 tienen una sensibilidad a la luz limitada, pero, lo que es más importante, retienen todos los componentes celulares de la retina, de modo que se espera que la entrega del gen RPE65 a las células correctas restablezca la visión.

Los ensayos clínicos en humanos para LCA2 han demostrado ser alentadores. Desde 2008, más de 40 pacientes han sido tratados con AAV que expresa RPE65, y no se han reportado eventos adversos asociados a los vectores en ninguno de los ensayos. En los cuatro estudios que informaron los resultados, la mejora de la función de la retina o función visual se informó en todos los pacientes sometidos a tratamiento. En un estudio, hubo aumentos en los incrementos de sensibilidad visual de 10 a 10.000 veces por encima de la línea de base. Las áreas de mejora del campo visual correspondieron bien con la localización de la inyección subretinal del vector. En todos los estudios iniciales, los pacientes fueron tratados en un solo ojo, pero un estudio más reciente ha probado el tratamiento del segundo ojo, meses o años después de la inyección subretinal del primer ojo. Tres pacientes mostraron sólo una inflamación modesta y una mejor visión después de la re-administración del mismo vector al segundo ojo.

Sin embargo, los ensayos clínicos de LCA2 proporcionaron cautela. En primer lugar se hizo evidente que la inyección subretinal puede presentar riesgos inaceptables para la región foveal de una retina enferma. Esto es importante ya que la fóvea es responsable de la visión central nítida. En segundo lugar, a pesar de la mejoría funcional en los pacientes, la tasa de degeneración retiniana fue la misma en las áreas tratadas y no tratadas de las retinas LCA2. Si bien la explicación biológica y la importancia clínica de este resultado no son claras, es evidente que la evaluación cuantitativa de la función visual y la estructura de la retina son necesarias son las medidas de resultado necesarias de los ensayos clínicos.

La corionemia es una enfermedad ligada al cromosoma X, responsable de la degeneración de la retina y la coroides, que suministra sangre a la retina externa, en aproximadamente 1: 50.000 niños varones. La enfermedad está asociada con la delación del gen que codifica la proteína 1 de escolta de Rab (REP-1), que se requiere para la modificación postraduccional y el tráfico de membrana de proteínas Rab.

Una diferencia de los ensayos de LCA2, los pacientes en este ensayo de terapia génica retiniana tienen una buena visión central en el momento del tratamiento, por lo que este estudio está diseñado para preservar la visión en el lugar de la restauración. También en contraste con la ACV, la corionemia afecta a los fotorreceptores, el RPE y las coroides, lo que sugiere que las capas múltiples de las células deben estar tratadas eficazmente.

Mertk retinitis pigmentosa asociada: MERTK (mer receptor tirosina quinasa) es necesaria para la fagocitosis de los segmentos externos de los fotorreceptores por el RPE, y cuando ausente conduce a la retinosis autosómica recesiva pigmentos. En los estudios preclínicos, un lentivirus que expresa MERTK   fue capaz de preservar algunas funciones de la retina hasta 7 meses después de la inyección subretiniana.

La neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), la más frecuente de las enfermedades mitocondriales heredadas, conduce a la degeneración del nervio óptico, comenzando generalmente en la segunda o tercera década de la vida. LHON se asocia con mutaciones en tres subunidades diferentes (ND1, ND4 y ND6) en el complejo I de la cadena respiratoria mitocondrial. Dado que los vectores virales normalmente entregan ADN al núcleo, el enfoque de la terapia génica para esta enfermedad se describe como alotrópico: los marcos de lectura mitocondriales se convierten en el código genético nuclear y se añade una secuencia de orientación mitocondrial amino-terminal. El gen es entregado al núcleo, pero la proteína es transportada a mitocondrial después de su síntesis en el citoplasma. La terapia génica ha sido probada en células que contienen mitocondrias mutantes derivadas de pacientes.

Distrofia macular Stargardt recesiva autosómica: La enfermedad Stargardt recesiva provoca una pérdida progresiva de la visión central, asociada con la acumulación de depósitos ricos en lípidos en la mácula. Es la degeneración retiniana monogénica más prevalente en Estados Unidos y Europa. La enfermedad es causada por una mutación en un único gen ABCA4, cuyo producto ayuda a transportar los ésteres de retinilo fuera del lumen de las membranas del disco fotorreceptor. El tamaño del ADNc de ABCA4 (6,8 kb) es superior al límite de envasado para AAV, pero se usó un vector lentivirus basado en el virus de la anemia infecciosa equina (EIAV) para administrar este gen al ratón knockout abca4 en el día 4 o 5 postnatal , Antes de que las uniones estrechas se formen entre los fotorreceptores. Los autores observaron una reducción sustancial en la acumulación de A2E después del tratamiento y una mejora estadísticamente significativa en la respuesta del electrorretinograma.

Síndrome de Usher, tipo 1b: Los pacientes con esta forma de síndrome de Usher tienen mutaciones en el gen MYO7A, nacen sordos y desarrollan degeneración retiniana en la infancia. La administración de MYO7A con un vector EIAV llevó a la restauración del transporte de opsina y localización melanosoma después de la inyección subretinal. El vector MYO7A, UshStat, se encuentra en ensayos clínicos en Portland y París. El ARNm de este gen tiene una longitud de 9 kb y, aunque esto es demasiado largo para el AAV estándar, se han diseñado varias estrategias para empaquetar el cDNA en trozos para recombinación en la célula y recuperación funcional en la retina.

Otras enfermedades monogénicas en proceso para ensayos clínicos: Se han producido pruebas de la terapia génica para otras degeneraciones de retina hereditarias, incluyendo retinitis pigmentosa ligada al cromosoma X, causada por mutaciones en el gen RPGR-ORF15, acromatopsia asociada con mutaciones en CNGB3, CNGA3 y GNAT2, LCA1 causada por mutaciones en el gen GUCY2D, retinosquisis juvenil ligada al cromosoma X y retinitis pigmentaria autosómica dominante asociada con mutaciones de rodopsina. Los ensayos clínicos de terapia génica para algunas o todas estas enfermedades pueden anunciarse en un futuro próximo.

Terapia génica para la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE): Esta enfermedad degrada la visión central en aproximadamente el 10% de los mayores de 70 años y el 30% de los mayores de 80 años de edad. Con el envejecimiento de la población, la prevalencia de esta enfermedad se espera que aumente. La mayor parte de la pérdida de visión en la DMAE es causada por el crecimiento anormal de los vasos sanguíneos que se escapan de la coroides que suministra sangre a la capa fotorreceptora de la retina. Si bien la inyección de inhibidores de la proteína VEGF-A, como el ranibizumab, son eficaces en la prevención de la neovascularización coroidea en la mayoría de los pacientes, este tratamiento implica inyecciones oculares frecuentes que es literalmente un dolor y aumenta el riesgo de infección.

Los datos preclínicos que soportan la terapia génica para tratar la DMRE húmeda han hecho uso de una forma secretada y soluble de un receptor de VEGF. Se han probado dos versiones de FLT1 soluble en AAV: dominios 1-7 de FLT-1, designados sFLT1, o una quimera, denominada sFLT01, que comprende el dominio 2 de Flt-1 unido a un fragmento Fc de inmunoglobulina humana. Se ha demostrado que ambos inhiben la neovascularización coroidea en ratones y en primates no humanos, después de la interrupción por láser del RPE. Una diferencia importante entre los enfoques es la vía de inyección: AAV2-sFLT1 requiere subretinal inyección, mientras que AAV2-sFLT01 podría ser entregado por inyección intravitreal.

A medida que el campo de la terapia génica para enfermedades oculares ha madurado, una mayor proporción de la investigación se está llevando a cabo en pequeñas (por ejemplo, OxfordBiomedica, AGTC, Avalanche) o grandes empresas (por ejemplo, Genzyme / Sanofi). Esta progresión es inevitable, debido al tamaño de los ensayos clínicos de enfermedades prevalentes como la AMD requiere un gran número de sujetos, con el fin de comparar con la eficacia de las terapias actuales.