El trabajo, liderado por investigadores del CONICET y de la UBA, es tapa de la revista Cell y sienta bases para explorar terapias que logren un mayor efecto en personas que padecen esta enfermedad hereditaria.

(Agencia CyTA-Leloir. Por Bruno Geller)-. Mediante la aplicación de herramientas moleculares novedosas, investigadores argentinos y colaboradores del exterior identificaron y ensayaron en células humanas en cultivo y en animales de laboratorio una estrategia combinada que podría mejorar el efecto en pacientes de un medicamento aprobado para atrofia muscular espinal (AME), una grave enfermedad hereditaria que en Argentina afecta a unos 400 niños.

El nuevo estudio aparece en la portada de la revista Cell, una de las revistas más importantes y exigentes en biología. “Nuestro trabajo confirma la posible aplicación de mecanismos moleculares básicos descubiertos por nuestro grupo durante los últimos 25 años y es un buen ejemplo de cómo el conocimiento básico es imprescindible para encontrar soluciones a temas de salud”, afirma Alberto Kornblihtt, líder del estudio e investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE), que depende de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y del CONICET.

El estudio es “fascinante”, comentó el genetista y biólogo molecular estadounidense Phillip Sharp, Nobel de Medicina de 1993 e investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos. “Abre nuevas preguntas fundamentales sobre la actividad de los genes y las relaciona directamente a los tratamientos médicos actuales”, afirmó.

La atrofia muscular espinal afecta a 1 de cada 10 mil nacimientos a nivel mundial. En esta patología, mutaciones o fallas en el gen SMN1 impiden la fabricación de la proteína SMN sin la cual las neuronas motoras no pueden funcionar con normalidad. Como consecuencia, los pacientes experimentan una pérdida progresiva de la fuerza muscular que puede afectar actividades esenciales como sostener la cabeza levantada, hablar, respirar, caminar y tragar.

Mejoramiento del efecto terapéutico

Aunque la enfermedad es incurable, desde hace algunos años existe un tratamiento que mejora la función motora y la supervivencia de los pacientes: Spinraza o nusinersen, aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA) en 2016 y por la ANMAT en Argentina en 2019. Consiste en un “oligonucleótido antisentido sintético”, un fragmento de ácido nucleico artificial que, una vez ingresado a las células del paciente, mejora la producción de las proteínas SMN a partir del gen SMN2 y compensa así la función fallida del gen SMN1.

Para entender el efecto terapéutico de Spinraza y los resultados principales del nuevo trabajo, Kornblihtt señaló que es importante comprender un mecanismo molecular que permite que un mismo gen pueda guardar instrucciones para la fabricación de distintas proteínas: el “splicing alternativo”.

El splicing alternativo es un proceso de edición sobre el transcripto primario de un gen (“ARN precursor”) que permite que las moléculas de ARN mensajero que van a llevar la información a los ribosomas para la fabricación de proteínas no sean la copia de todo un gen, sino solo de algunos fragmentos llamados exones. “Un mismo gen puede dar muchas variantes de proteína, porque el splicing alternativo puede crear varios y diferentes ARN mensajeros maduros a partir de un mismo ARN precursor”, resumió Kornblihtt, también Profesor Emérito en el Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

Lo que Spinraza hace es corregir el splicing alternativo del gen SMN2 y aumentar la inclusión en el ARN mensajero del exón 7, que es una pieza fundamental para la fabricación de la proteína SMN.

Ahora, tal como describe la revista Cell, los investigadores argentinos y colaboradores crearon una terapia combinada que incrementa la capacidad de Spinraza para incluir exones 7 en el ARN mensajero del gen SMN2 y producir así más proteínas SMN de longitud completa.

Como todos los genes, el gen SMN2 se encuentra dentro de un apasionante complejo arquitectónico de ADN empaquetado por proteínas llamadas histonas dentro del núcleo celular, y que en conjunto conforman la cromatina, destacó Luciano Marasco, investigador del CONICET en el grupo de Kornblihtt y primer autor del estudio que llevó adelante como parte de su tesis doctoral, aprobada con un “sobresaliente”.

“En nuestro trabajo comprobamos que si modulamos de manera temporal la organización espacial de la cromatina con ácido valproico (VPA), un fármaco principalmente usado en la epilepsia, a la altura del gen SMN2 durante la corrección del splicing alternativo ejercida por Spinraza, la inclusión del exón 7 en el ARN mensajero del gen SMN2 es mucho más eficiente, y por lo tanto se originan muchas más moléculas de la proteína SMN de longitud completa”, destaca Marasco. Y agrega: “Las diferencias fueron notables desde un comienzo”.

Aquellos ratones con AME que recibían el tratamiento control o solamente VPA fallecían a la semana de nacer. Los tratados con Spinraza sobrevivían más tiempo, pero aquellos grupos que accedían a la terapia combinada (Spinraza y VPA) prolongaban aún más la sobrevida y presentaban una mayor ganancia de peso y de fuerza en sus extremidades anteriores.

“Hay pacientes de AME que toman o tomaban ácido valproico, aunque no se ha podido demostrar su eficacia para esta enfermedad. Para establecer si la combinación de los dos medicamentos tiene mayor efectividad que cada uno de ellos por separado, como observamos en modelos de ratones, es sumamente importante que se lleven a cabo estudios clínicos controlados”, comentó otro de los autores, Adrián Krainer, bioquímico y genetista molecular uruguayo-estadounidense que integra el Laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York, Estados Unidos, y ha sido el creador de Spinraza.

A raíz de los resultados del trabajo, el grupo de Kornblihtt presentó una solicitud internacional de patente desde la oficina de transferencia tecnológica del CONICET que trabaja en concordancia con la de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. “Dado que tanto Spinraza como ácido valproico ya son medicamentos aprobados, la patente protegerá la combinación de ambos para uso médico en el contexto de ensayos clínicos”, afirmó Kornblihtt.

“Nuestra investigación se inició hace más de 6 años por iniciativa e impulso persistente de la organización Familias AME Argentina (FAME). Fueron ellos quienes con su valentía, lucidez y perseverancia nos convencieron de investigar en nuestro país las bases moleculares que quizás permitirían mejorar la terapia”, subrayó Korblihtt.

“Para nosotros es un orgullo haber respaldado al grupo de Kornblihtt y colaboradores para generar conocimientos que sean útiles para mejorar el tratamiento de AME, la enfermedad genética con mayor mortalidad infantil en menores de dos años”, afirmó Vanina Sánchez, presidenta de FAME. Y agregó: “En nombre de toda nuestra comunidad, más de 450 familias en nuestro país, estamos felices y agradecidos eternamente con los investigadores por esta oportunidad. Esperamos que, a partir de la publicación de este estudio, aparezcan grupos interesados en poner a prueba la terapia en humanos, que sería nuestro próximo objetivo a lograr”.

Del estudio también participaron José Stigliano, becario doctoral del CONICET en el grupo de Kornblihtt; Nick Proudfoot y Gwendal Dujardin, de la Universidad de Oxford; Ying Hsiu Liu y Tomoki Nomakuchi, del equipo de Krainer; Rui Sousa-Luís, de la Universidad de Lisboa, en Portugal. El proyecto contó con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación a través del FONCYT, el CONICET, la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA y subsidios de FAME y CureSMA (la asociación estadounidense de familiares de pacientes con AME), y de la Fundación Richard Lounsbery de Estados Unidos.

Link del video del CONICET sobre el estudio: La investigación liderada por Alberto Kornblihtt en tapa de revista Cell: Atrofia Muscular Espinal – YouTube

Los investigadores Alberto Kornblihtt (der.) y Luciano Marasco, y la presidenta de Familias AME Argentina (FAME), Vanina Sánchez. Créditos: Verónica Tello CONICET Fotografía.

Alberto Kornblihtt (der.), líder del estudio publicado en la prestigiosa revista Cell, y Luciano Marasco, primer autor del trabajo que llevó adelante como parte de su tesis doctoral aprobada con un “sobresaliente”. Créditos: Verónica Tello CONICET Fotografía.

La investigación fue tapa de la revista Cell. Con una imagen realizada por Luciana Giono e inspirada en los móviles del escultor estadounidense Alexander Calder (1898–1976), se ilustran los principales mecanismos moleculares involucrados en la terapia combinada para la atrofia muscular espinal (AME) que se probó en estudios preclínicos.