La omisión de exón es un enfoque terapéutico de vanguardia para la distrofia muscular de Duchenne (DMD), un trastorno de desgaste muscular progresivo causado por variantes patogénicas en el gen DMD que suelen alterar el marco de lectura de la traducción. Este enfoque busca modular el empalme del pre-ARNm de DMD para reestructurar la transcripción y generar una proteína cuasi-distrofina con deleción interna, pero parcialmente funcional. >> Más información: ¿Qué es la omisión de exón?
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La eficacia clínica de las terapias de omisión de exones aprobadas por FDA es muy limitada
El estudio mencionó cuatro terapias de omisión de exones aprobadas por FDA y afirmó claramente que su eficacia clínica es bastante limitada. Para investigar cómo el momento del tratamiento afecta los resultados de la omisión de exones, este estudio científico implicó inyectar a ratones mdx deficientes en distrofina con conjugados de omisión de exones de péptido-fosforodiamidato morfolino oligonucleótido (PPMO), a partir de etapas adultas (12 semanas) o envejecidas (75 semanas), y recolectar tejido muscular tibial anterior para análisis bioquímicos y transcriptómicos.
En individuos afectados por DMD, iniciar terapias de omisión de exones de forma temprana aumenta su eficacia.
La omisión media del exón 23 de Dmd fue de 79% en adultos y de 44% en ratones mdx de edad avanzada tratados con PPMO, mientras que la restauración de la proteína distrofina fue de 35% y 8%, respectivamente. Las mejoras histopatológicas solo fueron evidentes en los ratones adultos tratados. El tratamiento con PPMO en ratones mdx adultos indujo un amplio cambio transcriptómico hacia una firma de tipo silvestre, mientras que el tratamiento en ratones de edad avanzada resultó en cambios insignificantes en la expresión génica, lo que indica que la intervención tardía es ineficaz para revertir las patologías asociadas a la enfermedad, a pesar de una restauración de baja concentración de distrofina. El desequilibrio en la transcripción de distrofina se corrigió únicamente en ratones mdx adultos tratados. El aumento de la expresión del microARN miR-31-5p, que reprime la distrofina y cuya expresión positiva fue más intensa en el músculo mdx de edad avanzada, ofrece una posible explicación mecanicista. En conclusión, la omisión de exones mediada por PPMO es sustancialmente más eficaz cuando se inicia en músculo distrófico adulto que en músculo envejecido, lo que respalda una intervención terapéutica temprana en individuos afectados por DMD. >> Más información: Población con Duchenne potencialmente susceptible a la omisión de exones
Las terapias para la DMD aprobadas por FDA tienen una eficacia limitada y son muy costosas
En los últimos años se han producido avances sustanciales en el campo de la terapia experimental para la DMD. Se han empleado diversas estrategias para restaurar la distrofina. Por ejemplo, la omisión de exón mediada por oligonucleótidos antisentido (ASO) puede utilizarse para modular el splicing alternativo, de modo que se restablezca el marco de lectura de la traducción de la distrofina. Cuatro de estos oligonucleótidos antisentido recibieron la aprobación acelerada del gobierno estadounidense FDA para el tratamiento de niños con DMD (Eteplirsen, Viltolarsen, Golodiresen y Casimersen). Si bien constituye un logro importante para la investigación y la comunidad de pacientes con DMD, la restauración de la distrofina lograda por estos compuestos es mínima y su beneficio clínico es discutible.
De manera similar, el FDA aprobó la primera terapia génica para la DMD (Elevidys) en 2023, a pesar de no alcanzar su objetivo clínico en un ensayo de fase 3. Además, la seguridad del Elevidys (y de las terapias génicas basadas en virus adenoasociados de alta dosis en general) se ha puesto en duda tras el fallecimiento de múltiples pacientes. >> Descubra más: ¿Por qué la Agencia Europea de Medicamentos no aprobó el Elevidys (EMA)?
¿Cuál es la diferencia entre PMO y PPMO?
La generación actual de ASO con omisión de exón se compone de oligonucleótidos de morfolino fosforodiamidato (PMO). Esta química no se produce en la naturaleza y se considera ampliamente segura. Sin embargo, la administración de PMO al músculo esquelético (y, en especial, al cardíaco) es muy limitada, lo que ha motivado la búsqueda de moléculas que asistan a la administración y puedan potenciar su actividad. Los científicos han explorado ampliamente el uso de PMO conjugados con péptidos (PPMO) para estos fines. Los PPMO son mucho más potentes que los PMO no conjugados y exhiben actividad de omisión de exones en el tejido cardíaco. Los PPMO están siendo desarrollados comercialmente por PepGen Ltd y Entrada Therapeutics. De igual forma, Avidity Biosciences y Dyne Therapeutics están desarrollando anticuerpos PMO y fragmentos PMO-FAb para la DMD. >> Leer más: Terapias de omisión de exones de próxima generación
¿Qué es un ratón mdx y cuáles son sus características?
El ratón mdx es el modelo murino de DMD más comúnmente utilizado, que lleva un codón de terminación prematura en el exón 23 de Dmd, cuya omisión da como resultado una distrofia muscular ligada al cromosoma X que exhibe algunos aspectos de la patología de DMD. En este estudio, los científicos han realizado previamente una variedad de análisis ómicos en este ratón con un enfoque en los efectos de las terapias de restauración de distrofina, incluyendo expresión genética/microarreglo de microARN, ARN-Seq pequeño y proteómica basada en espectrometría de masas de alta resolución.
Eficacia de las terapias de restauración de la distrofina
La cantidad total de distrofina restaurada.
Es ampliamente aceptado que cuanta más distrofina se pueda restaurar, mejor. Diversas evidencias sugieren que ~10% de niveles saludables de distrofina constituye un umbral razonable para el beneficio terapéutico.
La calidad de la distrofina se restableció.
Tanto la corrección del empalme por omisión de exones como las terapias génicas con microdistrofina se basan en la generación de proteínas cuasi-distrofina eliminadas internamente que se parecen a las que se encuentran en algunos pacientes con distrofia muscular de Becker y que están asociadas con una patología leve. Sin embargo, es poco probable que estas cuasi-distrofinas compensen por completo la pérdida de la proteína distrofina de longitud completa. Existe una opinión generalizada de que las distrofinas de longitud completa son deseables, lo cual representa un desafío dado que el tamaño del ORF de la distrofina (~11 kb) excede la capacidad de empaquetamiento de los vectores AAV (~4,6 kb). Se ha demostrado la restauración de la distrofina de longitud completa en participantes de ensayos clínicos en humanos tratados con una terapia de omisión de exón para tratar la duplicación del exón 2 en la DMD. Además, existen múltiples iniciativas para desarrollar estrategias de administración de distrofina de longitud completa mediante enfoques de vector dividido o vectores con mayor capacidad de empaquetamiento.
Localización correcta de la distrofina en el sarcolema.
Este estudio ha demostrado que la distribución uniforme de la proteína distrofina a lo largo del sarcolema dentro de una miofibra es un determinante importante del éxito terapéutico. Cabe destacar que el tratamiento de omisión de exón con conjugados de PPMO indujo un patrón uniforme de cobertura de distrofina en el sarcolema (incluso a dosis bajas), mientras que la deleción de exón mediada por CRISPR-Cas9 resultó en un patrón irregular de distribución de distrofina. Esta observación es importante, ya que es probable que una cobertura incompleta de distrofina en el sarcolema sea insuficiente para prevenir el recambio de las miofibras y corregir la patología.
Momento óptimo para iniciar el tratamiento.
El inicio temprano de terapias de restauración de distrofina puede ser beneficioso para prevenir o retrasar la degeneración patológica del músculo. Sin embargo, en el caso de terapias únicas, como la terapia génica con microdistrofina o la corrección génica mediada por CRISPR-Cas9, el número de núcleos corregidos se diluirá progresivamente a medida que se agreguen núcleos miónicos no corregidos a las miofibras como consecuencia del crecimiento y la regeneración.
En este estudio, los científicos evaluaron la eficacia de la omisión de exones utilizando conjugados de oligonucleótidos antisentido PPMO cuando el tratamiento se inició en las etapas adulta y anciana. Estos datos apoyan la idea de que el tratamiento temprano puede ser beneficioso en el tratamiento de la DMD.
Las terapias de omisión de exones también pueden implementarse como parte de una terapia combinada.
La terapia de omisión de exones podría iniciarse en niños pequeños con DMD con el objetivo de mantener su función muscular hasta una edad en que el tratamiento con terapia genética pueda ser seguro y apropiado. De hecho, la evidencia preclínica respalda un efecto sinérgico de la omisión de exón mediada por PMO combinada con la omisión de exón mediada por AAV-U7 o la terapia génica con AAV-microdistrofina. Este estudio refuerza el debate sobre el momento adecuado para iniciar la terapia de omisión de exón en pacientes con DMD. La evidencia de los datos preclínicos presentados aquí respalda la noción de iniciar la terapia de omisión de exones a una edad temprana, antes del establecimiento de una patología tisular avanzada.
