El avance de Análisis de terapias moleculares para el tratamiento de la Enfermedad de Huntington

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Hay un enorme número de publicaciones en esta área, por lo tanto, en esta revisión se utilizaron distintas bases de datos como NCBI, ENSEMBL, OMIM, PubMed, entre otros para obtener estudios recientes relacionados.

La intención del artículo es proporcionar una revisión del tratamiento para EH, realizando un análisis de los avances y las limitaciones de las tecnologías de silenciamiento de genes (ASOs y miRNA).

Oligonucleótidos antisentido (ASOs)

Desde hace más de 20 años los ASOs se han utilizado como una estrategia ideal para el silenciamiento de genes en diversos estados de la enfermedad17. Esta tecnología implica el uso de moléculas de DNA monocatenario (20-25 pb), que tienen secuencia complementaria al mRNA diana18. Pueden actuar tanto en el núcleo como en el citoplasma y conducir a la escisión del mRNA inducido por RNasa H. Sin embargo, dentro del núcleo, los ASOs también pueden hibridarse con pre-mRNA e inhibir y/o interferir con cualquiera de los siguientes procesos: capping de 5’, poliadenilación o empalme intrón-exón13, 19. En el citoplasma, los ASOs se unen generalmente con el mRNA maduro y reclutan RNAsa H para inducir la escisión del mRNA o inhibir la unión ribosómica al mRNA, dando lugar a la inhibición de la proteína13, 20 (Figura 2).

En los primeros estudios in vivo, los ASOs no alcanzaron los expectativas terapéuticas en una serie de ensayos clínicos; aunque penetraron con éxito las neuronas sin toxicidad notable, no se observó una reducción significativa en muHTT7, 20. La falta de eficacia en estos estudios pudo deberse a una alta susceptibilidad a la degradación de la RNasa H20. En contraste, se ha demostrado que los ASOs modificados reducen con éxito la expresión de HTT en fibroblastos humanos34,35.

Después de un periodo, los ASOs se han mejorado debido a varios desarrollos incluyendo modificaciones químicas del propio oligonucleótido, el uso de diversos

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Figura 2. Mecanismo de acción de RNA terapéuticos: (a) Las ribozimas son secuencias de RNA que se hibridan específicamente con el mRNA maduro en el citoplasma e inducen la escisión catalítica del mRNA diana. (B) Los oligonucleótidos antisentido (ASOs) pueden actuar tanto en el núcleo, al hibridarse con pre-mRNA, como en el citoplasma conduciendo a la escisión del mRNA inducido por RNasa H. (C) RNA de interferencia (RNAi): La cadena antisentido retenida en el complejo RISC guía el RISC al mRNA complementario para inducir la escisión endonucleolítica del mRNA. Abreviatura: AS-siRNA; RNA pequeño de interferencia antisentido13.

nanoarreglos lipídicos o poliméricos, la unión de oligonucleótidos a agentes receptores como carbohidratos o péptidos y el uso de pequeñas moléculas para aumentar la eficacia de los oligonucleótidos7.

Recientemente, se probó en varios modelos de EH de roedores que los ASOs modificados son capaces de reducir exitosamente la expresión de muHTT, mejorar la neuropatología de tipo EH y aliviar los síntomas de la enfermedad22, 23. Esto se ha logrado gracias al silenciamiento alelo-específico de muHTT, ya que se dirige a polimorfismos genéticos que están asociados a distintas repeticiones de la secuencia CAG. Con este fin, estudios previos han identificado SNPs que están enriquecidos en genes muHTT y heterocigotos en porciones significativas de la población con EH24, 25.

Un estudio reciente demostró una reducción dependiente de la dosis en el nivel de mRNA de muHTT (aproximadamente 38%) con ASOs modificados químicamente (20-O-metoxietilo) en el modelo de ratón BACHD de EH26. Además de mejorar la actividad motora y/o coordinación, mostraron alivio de ansiedad y retraso en formación de polyQ.

En un estudio en primates no humanos, los investigadores realizaron infusión intratecal de ASOs durante 21 días e informaron una reducción sostenida (4 semanas) de los niveles de mRNA de muHTT en la corteza frontal (53%), la corteza occipital (68%) y la médula espinal (46%)26.

Otro estudio demuestra que hubo una reducción de muHTT humana aproximadamente del 52% con ASOs alelo-específicos en ratones transgénicos BACHD con muchas repeticiones de la secuencia CAG, y no se observó ningún efecto en ratones transgénicos YAC18 con una secuencia CAG no patológica27.

A pesar de estos avances a nivel clínico, se siguen haciendo estudios para logar un tratamiento y suministro eficaces de ASOs in vivo.

RNA de interferencia (iRNA)

La ribointerferencia es un mecanismo de silenciación de genes post-transcripcional mediado por iRNAs (siRNA y miRNA), estos oligonucleótidos pueden ser de origen endógeno o exógeno. Tanto los siRNAs como los miRNAs sufren un proceso de maduración en donde participan diversas enzimas; la enzima de tipo RNasa III (Dicer) escinde el RNA bicatenario (ds) en RNAs pequeños de interferencia (siRNAs). La cadena antisentido de siRNA o de miRNA es incorporada al complejo de silenciamiento inducido por RNA (RISC) por medio de una argonauta (Ago) quien además tiene actividad catalítica RNasa encargada de la escisión del mRNA13 (Figura 2).

La etiología molecular de la EH es causada por la toxicidad de la muHTT y por la pérdida de los efectos neuroprotectores de la wtHTT, los pacientes con EH presentan niveles bajos de mRNA en el cerebro en comparación con personas sanas9.

Se sabe que la huntingtina interacciona con distintos factores de transcripción y entre ellos uno muy importante es el REST (la wtHTT actúa como secuestrador de REST) que es un represor transcripcional10, siendo así, las personas con EH presentan acumulación de REST y como consecuencia se inhibe la transcripción de muchos genes implicados en la función y desarrollo neuronal11. Entre estos genes silenciados también se incluyen los miRNAs que en condiciones normales (personas sanas) se expresan selectivamente y participan en la elaboración del transcriptoma neuronal y el crecimiento de dendritas9. En un estudio de tejido cerebral post mortem se ha demostrado que de 938 miRNAs cuantificables en el cerebro de humano normal, 75 son regulados diferencialmente en pacientes con EH.28

También se ha demostrado en cultivos de líneas celulares que los miRNAs modulan la neurodegeneración inducida por poliglutamina, en concreto se ha demostrado que el “miRNA bantam” es un potente modulador de la toxicidad de poliglutamina evaluado en moscas12.

Se ha comprobado que la expresión exógena de