STARGARDT: NUEVOS AVANCES EN LA IDENTIFICACIÓN DE LAS MUTACIONES

La patología de Stargardt es una de las pocas distrofias de retina con
un claro gen asociado: el gen ABCA4. Este gen produce una proteína con
el mismo nombre que actúa como transportador en las células
fotorreceptoras.

Cada persona tiene dos copias de este gen, y cuando
ambas se encuentran mutadas, la proteína no se sintetiza correctamente y
consecuentemente los fotorreceptores de la retina dejan de funcionar
como deberían y empiezan a degenerar de manera progresiva.

Durante muchos años, se ha creído que las mutaciones genéticas
asociadas con patologías se encontraban solo en las regiones
informativas del gen (o exónicas), que son aquellas que producirán las
proteínas. Sin embargo, aún sabiendo que el gen mutado es, o debería
ser, ABCA4, un porcentaje 20-30% de los casos no tienen aún un
diagnóstico genético, ya que no se han encontrado mutaciones en ninguna
de las dos copias, o tan sólo en una de ellas.
En los últimos años, los grupos del Dr. Frans Cremers (Radboudumc,
Países Bajos) y la Dra. Elfride De Baere (University of Ghent, Bélgica),
así como todos sus colaboradores han puesto mucho empeño en encontrar
las causas genéticas en estos pacientes con Stargardt.

Para ello empezaron a secuenciar el gen entero, tanto las partes informativas como
las no informativas (también llamadas intrónicas) en todos aquellos
casos en los que no había un diagnóstico genético después de secuenciar
las zonas exónicas. Sin embargo, la información obtenida era muy
compleja, ya que se encontraron muchas variantes en estas regiones no
informativas, que no habían sido estudiadas con anterioridad.

En 2018, el Dr. Riccardo Sangermano y la estudiante de doctorado Mubeen Khan,
ambos en el grupo del Dr. Frans Cremers, encontraron la manera de poder
analizar de manera fácil y rápida estos cambios genéticos usando “midigenes”.

Estos “midigenes” son trozos del gen ABCA4 que pueden
expresarse artificialmente en cultivos celulares. Gracias a estos
estudios se hizo un primer cribado de variantes genéticas que podrían
contribuir o causar la patología de Stargardt (Sangermano, Khan et al.
Genome Research 2018).

Aunque los resultados obtenidos por este sistema permiten descifrar con una alta probabilidad si una variante puede alterar el producto de ABCA4 in vitro en un considerable número de casos, no se puede olvidar que la retina tiene sus propias características y por lo tanto otros factores pueden entrar en juego. Éste es el caso investigado por la Dra. Silvia Albert (Radboudumc, Países Bajos) y el Dr. Alejandro Garanto (Radboudumc, Países Bajos).

En este caso, usaron como modelo dos mutaciones en las regiones no informativas de ABCA4 previamente estudiadas y asociadas con un número significativo de casos en la población Holandesa y Belga con la patología de Stargardt. Sin embargo, el mecanismo por el cual esta mutación desencadenaba la enfermedad se desconocía. Mediante el sistema de “midigenes” se pudo observar una pequeñísima alteración en el producto de ABCA4, aunque era insuficiente como para indicar que podría ser la causa de la patología. Para ello, usando células derivadas de pacientes con dichas mutaciones pudieron reprogramarlas para generar células parecidas a las de la retina.

Cuando analizaron los resultados encontraron que una parte significativa del producto de ABCA4 era erróneo en estas células, demostrando el mecanismo por el cual estas dos mutaciones causan Stargardt y poniendo de manifiesto la importancia de tener modelos celulares adecuados para el estudio de las patologías de retina. Posteriormente, los Dres. Alejandro Garanto y Rob Collin (Radboudumc, Países Bajos) diseñaron una posible terapia genética basada en oligonucleótidos antisentido (abreviados AONs), que son pequeñas moléculas de ADN o ARN que pueden ser utilizadas para corregir este tipo de defectos. Anteriormente, estas moléculas ya mostraron un gran potencial terapéutico en los estudios realizados por los Dres. Collin y Garanto, usando AONs para una mutación concreta en el gen CEP290.

Actualmente, esta terapia basada en AONs para CEP290 se encuentra en ensayos clínicos con resultados prometedores. Basándose en dicha experiencia, diseñaron AONs para corregir estas alteraciones usando células de paciente diferenciadas a células parecidas a las de la retina. Con ello, lograron restaurar el producto de ABCA4 (Albert, Garanto et al. American Journal of Human Genetics 2018).
Siguiendo con los esfuerzos para encontrar las causas genéticas asociadas con Stargardt, nuevamente los Dres. Cremers y De Baere unieron sus fuerzas y analizaron muestras provenientes de Países Bajos, Bélgica, Francia, Alemania y Reino Unido.

El Dr. Sangermano, la Dra. Miriam Bauwens (University of Ghent, Bélgica) y Mubeen Khan analizaron todas las variantes detectadas usando programas informáticos y aquellas que cumplían ciertos requisitos se emplearon para realizar estudios en células en cultivo usando “midigenes”. Posteriormente, los grupos de los Dres. Collin y Garanto, entraron en juego para diseñar y testar AONs para corregir dichos defectos. Nuevamente, estas pequeñas moléculas demostraron su gran potencial para corregir defectos asociados con mutaciones en regiones no informativas en patologías de retina.

Además, la Dra. Bauwens también investigó variantes que no necesariamente alteran el producto de ABCA4, pero que causan que los niveles totales de ABCA4 se vean reducidos. Todo este trabajo ha sido recientemente publicado en dos artículos de libre acceso en la revista Genetics in Medicine (Sangermano, Garanto, Khan et al. Genetics in Medicine 2019 y Bauwens et al. Genetics in Medicine 2019).
Actualmente, estos grupos se encuentran inmersos en entender mejor el gen ABCA4, su regulación y como dicho conocimiento puede ayudar, no sólo a interpretar nuevas variantes, sino también al diseño de nuevas terapias genéticas.

Gracias a Andrés Mayor de Retina Asturias por facilitarnos la información.

Fuentes

 

    1. Albert, Garanto et al. American Journal of Human Genetics 2018: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002929718300533?via%3Dihub

    1. Sangermano, Garanto, Khan et al. Genetics in Medicine 2019: https://www.nature.com/articles/s41436-018-0414-9

    1. Bauwens et al. Genetics in Medicine 2019: https://www.nature.com/articles/s41436-018-0420-y
      https://www.ru.nl/donders/@1188438/band-aid-prevent-blindness-solution-fight-against/

  1. https://www.radboudumc.nl/nieuws/2018/kweek-oogcellen-uit-huidcellen-legt-nieuwe-mutaties-ziekte-van-stargardt-bloot
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