AME: Muestran que el tratamiento de una rara enfermedad mejoraría combinando dos drogas

Para hacerlo, desentrañaron mecanismos fundamentales de los genes; aunque los resultados son preliminares, el trabajo se publica hoy en la tapa de la revista más importante de la biología, Cell

09 de junio, 2022 | 12.00

Hace alrededor de seis años, dos padres de chicos con una rara enfermedad genética hereditaria, la atrofia muscular espinal (AME), fueron hasta la Ciudad Universitaria para encontrarse con Alberto Kornblihtt, uno de los científicos "básicos" más destacados de la Argentina, que adquirió renombre internacional por sus hallazgos en un mecanismo molecular que aparentemente "no sirve para nada": el proceso por el cual un gen puede dirigir la síntesis de varias proteínas diferentes, llamado splicing alternativo.

Un mes antes de aquella reunión, se había aprobado en los Estados Unidos el primer fármaco (desarrollado por el científico uruguayo residente en los Estados Unidos desde hace cuatro décadas, Adrián Krainer) que iba a torcer el rumbo de esta patología. Pero los padres y madres hacía tiempo habían formado una asociación (Familias AME Argentina, www.fameargentina.com.ar)  y gracias a su conocimiento de la literatura científica pensaban que se podía investigar más en los mecanismos moleculares que originaban los síntomas que veían en sus chicos. Eso era lo que necesitaban de Kornblihtt.

“Me dijeron que ellos sabían que Adrián [Krainer] había desarrollado una herramienta curativa muy importante y querían que nosotros estudiáramos el tema específicamente en el nivel del splicing”, recuerda el científico.

Alberto Kornblihtt, en el Ifibyne (Foto: NEXciencia)

La AME afecta a alrededor de uno de cada 10.000 recién nacidos y se expresa cuando están mutados los dos "alelos" o formas alternativas de un gen llamado SMN (uno procedente del padre y otro, de la madre). El resultado es la deficiencia de una proteína que afecta las neuronas de movimiento. Cuando esto ocurre, esas células no transmiten o transmiten mal los impulsos nerviosos a los músculos. La forma más grave es la tipo 1, que empieza a manifestarse antes de los seis meses. Lo que observan los padres es que los bebes son hipotónicos [sus músculos están flácidos], y pueden tener problemas para caminar, tragar, hablar, respirar.

Cuando el SMN1 está mutado, no fabrica la proteína normal, lo que puede ser letal ya desde la etapa embrionaria. Pero nuestro genoma tiene algo así como un backup: el SMN2. Es casi idéntico, sólo que con 11 bases de diferencia. Entre ellas, hay una que hace que "se saltee" en un 80% uno de los segmentos que contiene la información para fabricar la proteína (el exón 7), por lo que sólo produce un 20%. Las AME tipo 2 y 3, más benignas, se dan en personas que tienen más de un par de copias del gen de backup. Cada una produce sólo el 20%, pero si hay tres o cuatro, entre todas producen más cantidad y los problemas de movimiento se manifiestan mayormente en los miembros inferiores.

Luciano Marasco (Foto: NEXciencia)

Seis años de estudios

Al principio, el investigador del Conicet, fue reticente: “no quería prometerles espejitos de colores”, dice. Pero se quedó pensando y pronto imaginó otro ángulo de ataque basado en la velocidad de transcripción genética: qué pasaría, se preguntó, si la cromatina [la estructura que contiene el ADN del núcleo celular] también regula la inclusión del exón 7 de SMN2. Hoy, no solo tiene la respuesta, sino que abrió otra vía de tratamiento para la enfermedad. Aquella idea que fue el puntapié inicial para una serie de experimentos exhaustivos, arrojó resultados muy promisorios, aunque por ahora, en ratones: junto a investigadores jóvenes de su grupo y colaboradores internacionales mostró que si al medicamento desarrollado por Krainer (nusinersen, nombre comercial: Spinraza) se le suma ácido valproico, el tratamiento se potencia en forma notoria. Habrá que probarlo en ensayos clínicos, pero por lo pronto, evaluadores internacionales juzgaron el trabajo tan valioso como para darle la tapa de la revista Cell que se publica hoy.

“La técnica de Adrián fue diseñar un oligonucleótido [secuencia corta de ADN o ARN] sintético, que elimina una proteína negativa, permite que el exón se incluya mejor y que entonces se fabrique la proteína que falta cuando está mutado el otro gen (SMN1) –explica Kornblihtt–. Nuestros experimentos consistieron en probar si la inclusión de este exón, que es lo que uno quiere que ocurra, es sensible a la velocidad de transcripción con que se copia el gen”.

Marasco, Kornblihtt y José Stigliano (Foto: NEXciencia)

En los días en que ocurría aquel encuentro inicial, Luciano Marasco era un becario que estaba haciendo su doctorado. A sugerencia de Kornblihtt, tomó el tema en sus manos y comenzó a experimentar con las herramientas que habían desarrollado en el laboratorio y que sabían que funcionaban. Consistían en transcribir el gen con una polimerasa [enzima que “replica” ácidos nucleicos] lenta, más lenta que la normal. Así comprobó que cuando la transcripción es lenta el exón no se incluye o se incluye menos.

“Entonces, el razonamiento que hicimos fue: si cuando la transcripción es lenta se incluye menos, que es  lo que no queremos, lo que necesitamos es que vaya más rápida. Y para eso, lo más fácil sería ‘abrir’ la cromatina –explica Kornblihtt–. La manera de abrir la cromatina es con drogas que aumentan la velocidad de la polimerasa. Y lo que inmediatamente vio Luciano es que al lograrlo, el efecto de la droga de Krainer era mayor. Se producía una situación virtuosa, de ayuda, entre tratar las células con Spinraza y abrir la cromatina, primero con una droga que se llama tricostatina A, o TSA y, después, con ácido valproico”.

Observar todo esto en los primeros experimentos, con células, generó gran entusiasmo en el equipo. De modo que al año, Kornblihtt pensó que había que avanzar: “Lucho –le dijo a Marasco–, me parece que llegó el momento de inyectar ratones”.

Kornblihtt y Marasco, maestro y discípulo (Foto: Nora Bär)

Una estrategia novedosa

En colaboración con Krainer, que les facilitó ratones que usan como modelo de la enfermedad (que acá no existían), financiados por FAME, trabajando completamente ad honorem, y presentándose a líneas de subsidios evaluados por expertos independientes de CureSMA (entidad hermana de FAME en los Estados Unidos), Luciano pudo viajar al laboratorio Cold Spring Harbor, en Long Island, Nueva York. Allí puso a prueba sus hipótesis.

Normalmente Spinraza se les administra a los pacientes humanos por inyección en el líquido cefalorraquídeo y llega a las neuronas. El defecto está en todas las células, lo que ocurre es que las neuronas son más sensibles a la falta de la proteína. Como eso es muy difícil hacerlo en un ratoncito recién nacido, Marasco decidió usar otra vía de inoculación.

“Estos ratoncitos están diseñados para sufrir la enfermedad, si no se los trata, morirán a los siete días –cuenta–. Entonces elegí un protocolo que consistía en administrarles una inyección subcutánea de Spinraza al nacer en un muslo, y en el otro, ácido valproico al día siguiente. Los controles (que no recibían la medicación) fallecían a la semana. Los que recibían solo ácido valproico también morían. Eso quiere decir que esta droga (que ya se usaba antes para AME) por si sola tampoco funciona. Y los que recibían Spinraza tenían una sobrevida aproximada de dos meses. Pero (y esto es lo singular), los tratados con las dos drogas  vivían mucho más y estaban más fuertes, más lindos”.

Para someter estos resultados a mayores comprobaciones, los científicos también les hicieron tests comportamentales. “Un ex alumno de Alberto me lo sugirió entre mate y mate en una oficina en Nueva York –cuenta Marasco–. Y lo hice: efectivamente, en las distintas pruebas, se daban vuelta más rápido y tenían más fuerza de agarre.  Nos dimos cuenta de que esta terapia no solo está mejorando o corrigiendo el efecto del splicing en las neuronas, que son el principal blanco de esta enfermedad, sino que hay muchas otras células del organismo que también están afectadas”.

La tapa de Cell (Ilustración de Luciana Giono, inspirada en los móviles del escultor estadounidense Alexander Calder)

Los investigadores confirmaron algo que ya sabía Krainer: que hay una “filtración” desde el sistema nervioso central hacia otros órganos y que la terapia combinada aumenta mucho la producción de proteína en ellos.

Pero además hicieron otro descubrimiento: el propio Spinraza tiene de compactar la cromatina, entonces la polimerasa va más lenta y se produce el efecto opuesto al buscado. “Gracias a toda una batería de experimentos, Luciano mostró que cuando se administra ácido valproico, que abre la cromatina, esto sigue existiendo, pero se mitiga. Con ambos fármacos, la cantidad de proteína que uno quiere sintetizar es siempre mayor en todos los órganos: en hígado, en riñón, en músculo, en espina dorsal, en cerebro y en corazón”, destaca Kornblihtt.

A pesar de estos resultados tan promisorios, todavía hacen falta ensayos clínicos, subrayan los investigadores. “El peligro que veo es que los pacientes les exijan a sus médicos que traten a sus niños con las dos drogas, algo que todavía no está aprobado –aclara Kornblihtt–. Podría ocurrir, por ejemplo, que el efecto combinado fuera muy útil, pero si se las administra desde el nacimiento y no cuando ya una persona tiene la enfermedad establecida”.

Vanina Sánchez, presidenta de FAME (Foto: NEXciencia)

Logro de la ciencia local

Cell es la revista más importante y exigente en biología. El primer autor de este trabajo, Luciano Marasco, hizo la mayor parte de los experimentos como parte de su tesis doctoral, que acaba de aprobar con calificación sobresaliente. El segundo autor, Gwendal Dujardin es francés, actualmente trabaja en el laboratorio de Nick Proudfoot, pero había hecho un posdoc de tres años en el grupo de Kornblihtt, en la Argentina. Otro de los coautores, José Stigliano es actualmente estudiante de doctorado en el mismo equipo. Es italiano, hijo de un argentino que vive en Italia, se graduó en Dundee, Escocia, y decidió venir a hacer su doctorado al grupo del Ifibyne.

“Esta investigación se inició hace más de seis años por iniciativa y presión de los familiares nucleados en FAME –destaca Kornblihtt–. Fueron ellos que con su valentía, lucidez y perseverancia nos convencieron de investigar en nuestro país las bases moleculares de la terapia. Al principio, nos financiaron con un subsidio local y luego ganamos otros dos consecutivos, evaluados en los Estados Unidos y cofinanciados por los familiares estadounidenses nucleados en CureSMA y por FAME. Nuestra relación con FAME es virtuosa. Aprendimos de ellos mucho más de lo imaginable, y merecen el mayor de los reconocimientos y apoyos. El 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 aplicaciones. De hecho, presentamos una solicitud internacional de patente desde la oficina de transferencia tecnológica del Conicet, que trabaja en coordinación con la de la Exactas-UBA”.

Tal vez la respuesta tras la lectura del paper de Phil Sharp, profesor del Massachusetts Institute of Technology y Premio Nobel 1993 por el descubrimiento del splicing, permita valorar los kilates del avance: "Este trabajo es fascinante –escribió–. ¡Felicitaciones a todos los autores! Plantea nuevas preguntas fundamentales acerca de la actividad de los genes y las vincula directamente con tratamientos médicos actuales". 

En un artículo que publica NEXCiencia (nexciencia.exactas.uba.ar), Pablo Taranto cuenta que FAME nació en 2003 a partir de un grupo de siete familias de pacientes, cuando aún se sabía muy poco sobre los mecanismos genéticos de esta enfermedad.

“Vanina Sánchez, mamá de Joaquín y presidenta, explica que en sus inicios sin tratamientos farmacológicos, el fin básico de la asociación era brindar contención a las familias en el momento de un diagnóstico tan devastador, y también instruir sobre el manejo de los pacientes y formar nuevos profesionales –escribe Taranto–. Los pacientes con AME necesitan un equipo multidisciplinario, no sólo un neurólogo que les da el diagnóstico, sino también un neumonólogo, un kinesiólogo, un terapista ocupacional, un nutricionista, un cardiólogo, un especialista en columna (…) Después, sí empezamos a ver que aparecían líneas de investigación que apuntaban al desarrollo de tratamientos farmacológicos, pero todos estos protocolos clínicos ocurrían muy lejos de la Argentina y el sueño de FAME, a medida que fue creciendo, era ser parte de eso, aportar nuestro granito de arena a la investigación (…) Ahora el objetivo es avanzar rápidamente hacia el protocolo clínico. Yo quiero que esto se transforme en una ayuda para mi hijo, para los hijos de todos. Pero también entiendo que es el aporte que hacemos a las generaciones futuras para que tengan más oportunidades”.

"Este es un ejemplo de unión virtuosa entre el Estado, las familias y, en un futuro, empresas que podrán colaborar con esta investigación –dijo durante la presentación de este avance en el Ifibyne Ana Franchi, presidenta del Conicet–. La ciencia local tiene enormes dificultades, pero también posee una comunidad preparada, entusiasmada, que no baja los brazos. Parecería que un país periférico no puede dar respuestas; este avance nos hace sentir orgullosos y nos muestra que vamos a poder mucho más".

"La Argentina tiene dos cualidades fundamentales –destacó Daniel Filmus, ministro de Ciencia–. Una es el talento de sus investigadores. Y la segunda, que no es menor, es la capacidad de demanda de la sociedad civil. La ley [de financiamiento de la ciencia] promete multiplicar por cuatro la inversión en ciencia y tecnología, pero no se va a cumplir si no hay una sociedad empoderada. Tenemos que dejar de lado la política pendular y sostener programas de largo plazo".  

"Como estudiante de doctorado, nunca me imaginé que viviría algo así. Conocer a la gente de FAME fue lo mejor que me pasó", confesó Luciano Marasco.

Y concluyó Sánchez: "Estoy sentada aquí en representación de 400 familias que hicieron de todo estos años para reunir los dólares con los que nos habíamos comprometido para financiar la investigación, ¡hasta clases de zumba! Desde que se creó FAME, teníamos el sueño de que se investigara en el país. ¡Gracias infinitas a Alberto, a Luciano, a José y a todos los que se sumaron! Tenemos la expectativa de que esto pueda ser parte del tratamiento de la atrofia muscular espinal. Estos estudios pusieron al país en un lugar de privilegio, no hay otra cosa así en América latina. Solamente el 5% de las 5880 enfermedades raras catalogadas cuentan con una terapia y detrás de esos números hay personas que sufren. Necesitamos de la ciencia argentina".

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