El modelo computacional predictivo desarrollado es una herramienta de uso público llamada RTDetective y permite acelerar el diseño, desarrollo y eficacia de ensayos clínicos para una amplia variedad de trastornos causados por mutaciones en el ADN que provocan la síntesis de proteínas truncadas o incompletas.

Los hallazgos, publicados este jueves en Nature Genetics, marcan un paso importante en la personalización del tratamiento al emparejar a los pacientes con el fármaco más prometedor.

Las proteínas incompletas se originan cuando su síntesis se detiene repentinamente a causa de «mutaciones sin sentido» que actúan como una señal de stop o bloqueo.

En muchos casos, estas proteínas incompletas no pueden llevar a cabo su función y esto da lugar a diferentes trastornos.

Proteínas incompletas o inacabadas

De hecho, una de cada cinco enfermedades causadas por mutaciones en un único gen se relaciona con estas proteínas incompletas o inacabadas, incluyendo algunos tipos de fibrosis quística y la distrofia muscular de Duchenne.

Estas señales prematuras de stop también se dan en genes supresores de tumores, lo que provoca la inactivación de los mismos, favoreciendo el desarrollo del cáncer.

El estudio demuestra que, hasta la fecha, los ensayos clínicos de fármacos que funcionan leyendo a través de estas señales de stop probablemente han utilizado combinaciones de fármaco-paciente ineficaces.

Los investigadores desarrollaron un sistema experimental basado en líneas celulares humanas que les permitió medir la eficacia de ocho fármacos diferentes en 5 800 señales de stop prematuras causantes de enfermedades.

Así, descubrieron que un fármaco que funciona bien para superar una señal de stop prematura puede no ser efectivo para otra, incluso dentro del mismo gen, debido a la secuencia de ADN alrededor de la señal de stop.

Usaron el algoritmo para predecir la efectividad de fármacos

Los investigadores usaron el algoritmo para predecir la efectividad de diferentes fármacos para cada una de los 32,7 millones de posibles señales de stop que pueden generarse en el genoma humano.

Se predijo que al menos uno de los seis fármacos probados lograría un incremento del 1 % de lectura en el 87,3 % de todas las posibles señales de stop, y un incremento del 2 % en casi el 40 % de los casos.

Los resultados son prometedores porque porcentajes más altos de lectura generalmente se correlacionan con mejores resultados terapéuticos.

Los investigadores planean confirmar la funcionalidad de las proteínas producidas mediante fármacos, un paso clave para validar su aplicabilidad clínica.

El equipo también planea explorar otras estrategias que puedan usarse en combinación con estas terapias para aumentar la efectividad de los tratamientos, particularmente en el cáncer.

«Nuestro estudio no solo abre nuevas vías para el tratamiento de enfermedades genéticas hereditarias, sino también, y de manera importante, para el tratamiento de tumores», concluye Fran Supek, jefe del laboratorio de Ciencia de Datos del Genoma en el IRB Barcelona y profesor en el Centro de Investigación e Innovación Biotecnológica de la Universidad de Copenhague, quien ha coliderado el trabajo.

22 agosto 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Pérdida progresiva de la fuerza muscular, dificultades para caminar y subir escaleras, escoliosis, problemas cardíacos y respiratorios. La distrofia muscular de Duchenne es una enfermedad hereditaria poco frecuente, pero no tanto: afecta a 1 de cada 3 500 a 5 000 varones recién nacidos, por lo cual cada año nacen en el país casi un centenar. Se calcula que en Argentina y en todo el mundo hay 2 500 y 250 000 niños afectados, respectivamente. Sin embargo, el diagnóstico correcto puede llevar años desde el comienzo de los síntomas, lo cual impacta en la calidad de vida de los pacientes.

Se calcula que un pediatra en toda su carrera se cruzará, como mucho, con un solo niño con esa enfermedad. Y eso suele exponer a la familia a una odisea diagnóstica que se prolonga durante años antes de que se alcance el diagnóstico preciso, afirmó Florencia Giliberto, investigadora del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas  (CONICET) en el Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo (INIGEM), que funciona en el Hospital de Clínicas de la Universidad de Buenos Aires (UBA).

Como responsable del Laboratorio de Genética de las Distrofinopatías del INIGEM, Giliberto estudia desde hace 25 años aspectos moleculares de la enfermedad y ha realizado más de 2 000 pruebas diagnósticas. Y también está embarcada en acciones para mejorar la visibilidad de esta enfermedad.

Si bien, por el momento, no hay una cura para esta distrofia muscular, la detección temprana es sumamente importante ya que tiene un impacto en la determinación de los estándares de cuidado, que son imprescindibles para mejorar la calidad de vida de los pacientes, afirmó Giliberto durante una jornada sobre biomarcadores organizada por la Red Argentina de Periodismo Científico (RADPC).

Giliberto, quien también es investigadora de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA, destacó que el entrenamiento del personal médico es clave para realizar un diagnóstico y un accionar terapéutico temprano. Algunas de las manifestaciones que podrían motivar la consulta es que los niños comienzan a caminar un poco más tarde que lo habitual, se caen con facilidad y les cuesta levantarse del piso. A menudo se confunden estos signos con problemas derivados del pie plano. Los pacientes también tienen niveles muy elevados en sangre de una proteína, CPK, que denota daño muscular.

La distrofia muscular de Duchenne se produce por alteraciones en un único gen (DMD) que se encuentra en el cromosoma sexual X e interfiere con la producción de una proteína, distrofina. Las mujeres casi nunca desarrollan los síntomas de la enfermedad porque tienen dos cromosomas X, por lo cual el segundo (sano) suple la deficiencia del mutado. Sin embargo, las portadoras tienen un 50 % de probabilidad de tener una hija que también lo sea o un hijo afectado.

Para abordar ese desafío, Giliberto también participa de un programa que ofrece diagnóstico molecular gratuito para familias de todo el país con algún miembro afectado, lo cual puede servir con fines de planificación familiar y para estudios prenatales.

enero 03/2020 (Dicyt)

Los hallazgos ponen el campo al alcance de una terapia génica segura y efectiva que utiliza una proteína sustituta sin desencadenar respuestas inmunes que obstaculizan otros enfoques terapéuticos.

La DMD se encuentra principalmente en niños y es causada por mutaciones en un gen ligado al sexo que detiene la producción de una proteína de construcción muscular conocida como distrofina. Sin ella, los músculos se deterioran y debilitan progresivamente a partir de una edad muy temprana. La mayoría de los enfermos no pueden caminar a los 12 años y mueren de insuficiencia cardíaca o respiratoria cuando alcanzan los 30 años, aunque los respiradores han ayudado a algunos a vivir más.

Con su enfoque modificado de terapia génica, un equipo multidisciplinar de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania diseñó vectores de virus adenoasociados (AAV) para administrar una proteína sustituta para la distrofina en modelos de DMD de animales pequeños y grandes para mantener los músculos intactos.

El sustituto sintético, basado en una proteína natural llamada utrofina, demostró ser una alternativa efectiva y segura, ya que protegía el músculo en ratones y perros con mutaciones similares a DMD que ocurren naturalmente, incluida una gran deleción que refleja de cerca las grandes deleciones de distrofina encontradas en humanos.

Por primera vez, hemos demostrado cómo una versión cuidadosamente construida de una proteína relacionada con la distrofina puede prevenir de manera segura la degradación del músculo y mantener su función con el tiempo en los modelos animales más informativos, explica el autor principal Hansell H. Stedman, profesor asociado de cirugía.

Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la terapia génica y cómo trabajamos para lograr tratamientos seguros y efectivos para la distrofia muscular. Con estos resultados, tenemos una sólida justificación para avanzar en los ensayos clínicos en humanos, asegura.

La restauración de los niveles de distrofina con terapia génica y otras técnicas ha sido objeto de estudio debido a la reacción adversa del sistema inmune a las adiciones que considera extrañas. Los enfermos con DMD tienen poco o nada de esta proteína, por lo que sus cuerpos pueden atacar proteínas de reemplazo directo bien intencionadas porque se consideran extrañas.

Sin embargo, debido a que la utrofina, prima lejana de la distrofina, se expresa en otros lugares del cuerpo, se pensó que el sistema inmunitario no la vería como una amenaza. Y el equipo de Penn demostró que esto es cierto en estudios rigurosos y aleatorizados de ratones y perros.

La administración de un tratamiento de dosis única de utrofina sintética con el vector AAV a ratones recién nacidos mostró una distribución de la proteína en todo el cuerpo, sin signos de toxicidad y una supresión completa de todos los signos de DMD, en comparación con los ratones no tratados.

Los ratones también mantuvieron la expresión de utrofina en los músculos esqueléticos y cardíacos durante todo ese tiempo, y las pruebas físicas en los ratones respaldaron la función muscular sostenida.

El equipo investigó más a fondo la utrofina administrándola a perros de cuatro a siete días de edad en un estudio aleatorizado. Seis semanas después de recibir una dosis, los investigadores observaron una expresión fuerte de utrofina y un aumento de peso cuatro veces mayor en comparación con la pérdida de peso previamente reportada y la inflamación en todo el cuerpo, lo que sugiere inmunidad autoinducida en los perros que recibieron distrofina humana. El grupo Penn también observó un nivel significativamente reducido de daño muscular en los perros tratados.

En el estudio canino probablemente más importante, los investigadores compararon las extremidades tratadas con utrofina con las extremidades tratadas con distrofina, y después de cuatro semanas, observaron diferencias marcadas. Las biopsias musculares revelaron la expresión persistente de la utrofina y la supresión del daño muscular continuo, pero solo cantidades dispersas de distrofina en las células moribundas en la otra extremidad. Las respuestas inmunes también variaron mucho entre las extremidades.

Bajo el microscopio parecía que una granada de mano se había disparado en las extremidades con distrofina, explica Stedman. Los experimentos mostraron que la respuesta inmune a la distrofina era de 100 a 1 000 veces más fuerte que a la utrofina.

Los perros tratados también tuvieron una prevención casi completa de la degeneración muscular y la regeneración en los músculos de cierre de la mandíbula (mordiscos). Estos músculos, en virtud de su poder extremo, se encuentran entre los primeros en deteriorarse en perros distróficos no tratados.

Este es el primer gran estudio en animales que muestra la efectividad de la utrofina, así como su respuesta no inmunogénica. Tomados en conjunto, según los investigadores, estos hallazgos pueden reorientar el campo hacia el uso de un enfoque de terapia génica seguro basado en la utrofina funcionalmente optimizado como el camino hacia una posible cura para la distrofia muscular de Duchenne.

Para crear la versión sintética de Penn, un equipo de investigadores primero recurrió a la biología evolutiva para comprender mejor el origen de la distrofina y cómo se ensambló, mirando hacia atrás y reconstruyendo eventos genéticos durante las primeras partes de la historia de la Tierra.

Los estudios en curso revelarían más sobre la composición de la proteína, la fuerza de su estructura de varilla y sus deleciones, entre otras características importantes, para informar el desarrollo futuro.

Hemos obtenido mucha información de ese enfoque, destaca Stedman. Una de las cosas que esperamos hacer durante el desarrollo clínico es aprovechar esa visión para hacer mejores terapias, las versiones más fuertes posibles de nanotrofina.

octubre 18/2019 (Prensa Latina) .-Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El Consenso, elaborado por un grupo de trabajo formado por neurólogos, neuropediatras y rehabilitadores con experiencia en el tratamiento de pacientes con Duchenne pertenecientes a distintos centros hospitalarios españoles, surge con el objetivo de incorporarse a los protocolos de manejo de estos pacientes en los diferentes centros hospitalarios de España y de otros países hispanoparlantes.

«El Consenso surge de una necesidad observada de unificar criterios de actuación ante el diagnóstico, tratamiento y seguimiento de pacientes con Distrofia Muscular de Duchenne (DMD). Por tanto, con este Consenso hemos pretendido unificar el manejo de estos pacientes basado en las evidencias científicas publicadas hasta la actualidad y con ello intentar conseguir el máximo rigor científico en el cuidado de nuestros pacientes con el consiguiente beneficio para estos», ha explicado el doctor Marcos Madruga Garrido, de la Sección de Neurología Pediátrica del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla y uno de los autores de dicho Consenso.

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es una enfermedad de herencia recesiva ligada al cromosoma X que afecta a uno de cada 3800-6300 varones nacidos vivos. Su prevalencia a nivel mundial es de aproximadamente 0,5 por cada 10 000 varones, lo que equivale a 1000 casos en España y 12 500 en la Unión Europea, convirtiéndose en la distrofia muscular más frecuente en niños. Se caracteriza por una debilidad muscular progresiva al inicio de la infancia, la mayoría de los pacientes se diagnostican entre los 3 y 5 años de edad, y la aparición posterior de complicaciones que ocasionan discapacidad, dependencia y muerte prematura.

Esta enfermedad en la actualidad no dispone de un tratamiento curativo, pero existen estrategias que permiten retrasar su evolución natural, la aparición de las complicaciones y prolongar la supervivencia. Para ello resulta de vital importancia establecer unas directrices claras que permitan tanto la detección temprana de la enfermedad como su adecuado seguimiento. «Con el Consenso, hemos conseguido un enfoque multidisciplinar sobre las medidas que han sido más estudiadas para prevenir complicaciones y mejorar el control y seguimiento de los pacientes», afirma el doctor Andrés Nascimento, de la Unidad de Patología Neuromuscular del Servicio de Neurología del Hospital Sant Joan de Déu y autor del consenso. «La difusión y aplicación de este Consenso, supondrá, por tanto, un manejo adecuado que permita retrasar la aparición de complicaciones y prolongar la supervivencia de estos pacientes. Además, un protocolo de actuación da seguridad a los especialistas en las medidas a adoptar en cada momento del proceso diagnóstico, terapéutico y de seguimiento y facilita la toma de decisiones que eviten la solicitud de pruebas innecesarias o la prescripción de tratamientos que no han demostrado utilidad lo que conlleva un ahorro económico y un claro beneficio para todos», añade el doctor Marcos Madruga.

Asimismo, los expertos declaran que este Consenso ha abierto la posibilidad de hacer una actualización en relación a los últimos avances llevados a cabo en torno a DMD, ya que en los últimos años se han aprobado dos terapias para grupos específicos del paciente. «Estos tratamientos los conocemos como «terapias a la carta» porque son específicas y dependen del defecto genético al que vayan dirigidas», comenta el doctor Andrés Nascimento.

Por último, los expertos han destacado que una de las principales dianas a las que se dirige este Consenso son los pediatras de atención primaria que dentro de su grupo de pacientes cuenten con algún afectado de Duchenne, con el objetivo de que estos puedan colaborar de una forma activa en el seguimiento del paciente y en mayor coordinación con el especialista. «Por otro lado, se quiere sensibilizar al pediatra en la sospecha clínica y establecer las medidas necesarias para conseguir un diagnóstico precoz y tratamiento lo antes posible. Ello permitiría un mejor pronóstico, progresión y evitar complicaciones», especifica el doctor Andrés Nascimento.

Investigación en Duchenne

Por su parte, el doctor Andrés Nascimento, ha resaltado que la investigación en torno a la distrofia muscular Duchenne actualmente se basa en resolver las dudas dada la heterogeneidad clínica de la enfermedad, profundizar en la historia natural de la enfermedad, estudiar las nuevas metodologías para entender la expresión de la proteína deficitaria y estudiar los biomarcadores más precisos fundamental para apoyar los estudios.

«Si fuera posible a través de un biomarcador, identificar los pacientes buenos respondedores a estas nuevas terapias, tendríamos una mejor caracterización e indicación del tratamiento. Los pequeños cambios que se vayan produciendo gracias a las nuevas terapias, aunque parezcan de una magnitud pequeña, a largo plazo pueden representar un efecto muy importante evitando complicaciones que deriven en cirugías o prolongar 2-3 años la capacidad de marcha. Es importante, por tanto, armonizar la posibilidad de tratamiento de los pacientes y que sea homogéneo en todo el territorio español», finaliza el doctor Andrés Nascimento.
julio 6/2018 (immedicohospitalario.es)

Más información en:

Muscular Dystrophy

Diagnosis and management of Duchenne muscular dystrophy, part 3: primary care, emergency management, psychosocial care, and transitions of care across the lifespan

A medida que los pacientes con DMD envejecen, sus células musculares dañadas son remplazadas gradualmente por tejido fibroso rico en colágeno. Esta fibrosis muscular se debe, en parte, al factor de crecimiento TGF-beta, muy activo en los pacientes con DMD. Hasta ahora se desconocía cómo esta citosina promueve la fibrogénesis. La doctora Pura Muñoz-Cánoves, de la Universidad Pompeu Fabra, y sus colaboradores, examinaron el papel de miR-21, un microRNA cuya producción es estimulada por la señalización de TGF-beta.

El miR-21 aumenta en los fibroblastos que producen colágeno en los pacientes con DMD, y en los ratones que desarrollan síntomas de una enfermedad similar a la distrofia muscular humana; la inhibición de miR-21 reduce los niveles de colágeno y previene -o incluso revierte- la fibrogénesis en los animales afectados.

Los investigadores también observaron que la actividad del TGF-beta y la producción de miR-21 se regula por el equilibrio entre dos factores extracelulares: uPA-una proteasa que activa el TGF-beta-, y su inhibidor, PAI-1. Los ratones con la enfermedad desarrollaron fibrosis con mayor rapidez en la ausencia de PAI-1, pero estos síntomas pueden ser revertidos por la inhibición de uPA mediante un medicamento o un siRNA.

Los inhibidores del TGF-beta previenen la fibrosis muscular, pero tienen efectos perjudiciales secundarios; este estudio sugiere que la uPA o el miR-21 son atractivas dianas terapéuticas alternativas.
enero 2/2012 (Jano.es)

Esther Ardite, Eusebio Perdiguero,  Berta Vidal,  Susana Gutarra,  Antonio L. Serrano, Pura Muñoz-Cánoves.
PAI-1–regulated miR-21 defines a novel age-associated fibrogenic pathway in muscular dystrophy. J Cell Biol. publicado enero  2/2012.

A medida que se envejece, los músculos del cuerpo tienden a debilitarse, un fenómeno que se conoce como sarcopenia y que comienza a los 40 años y se acelera después de los 75. Se trata de la mayor causa de discapacidad en los mayores.

Según el estudio del Columbia University Medical Center, desarrollado en ratones, la sarcopenia se produce cuando pierden calcio un grupo de proteínas de las células musculares denominadas canal receptor de rianodina.

Estas pérdidas de calcio activan una cadena de reacciones que, al final, limitan la capacidad de las fibras musculares para contraerse, según este estudio, liderado por Andrew R. Marks, profesor de Fisiología y Biofísica Celular.

Los receptores de rianodina, que son canales de calcio que se encuentran en la mayoría de los tejidos del organismo, han sido el objeto de estudio por parte del profesor Marks desde 1989. Tras clonar al gen receptor de la rianodina, descubrió, en estudios realizados en ratones, que los receptores de rianodina dañados están implicados en el desarrollo de fallos cardíacos y arritmias.

En el 2009, este investigador demostró que las roturas que sufren estos canales contribuyen también a la aparición de la distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad genética caracterizada por la rápida y progresiva debilitación de los músculos del paciente y su muerte temprana.

Dado que la distrofia muscular y la sarcopenia presentaban puntos en común, Marks sospechó que las fugas que se producen en el receptor de rianodina podrían también estar implicadas en la pérdida de músculo relacionada con la edad, lo que ha sido demostrado en este último trabajo.

Tanto el proceso de envejecimiento como el defecto genético responsable de la distrofia muscular generan un incremento de la producción de radicales libres de oxígeno, que son moléculas altamente reactivas y dañinas.

\»Nuestros datos sugieren que esto establece un círculo vicioso, en el que los radicales libres hacen que los receptores de rianodina pierdan calcio en la célula. El calcio contamina la mitocondria y provoca la liberación de más radicales libres\», explica.

\»Esto, después, causa más pérdida de calcio. Con menos calcio disponible para la contracción, los músculos se debilitan\», añade otro de los autores principales de este estudio, C. Andersson, postdoctorado en Fisiología y Biofísica Celular de la CUMC.

Este estudio apunta incluso una posible terapia para la sarcopenia: un fármaco experimental denominado \»S107\» y desarrollado por el doctor Marks y su equipo. Este compuesto actúa estabilizando la proteína calstabin1, que se agarra a los receptores de rianodina y previene la pérdida de calcio.

Los investigadores administraron a ratones de 24 meses -aproximadamente, la edad equivalente a los 70 años en los humanos- el compuesto S107 durante cuatro semanas. Los animales mostraron mejoras significativas tanto en su fuerza muscular como en su capacidad para practicar ejercicio, en comparación con el grupo de control, que no recibió tratamiento.
agosto 5/2011 (JANO)

Daniel C. Andersson, Matthew J. Betzenhauser, Steven Reiken, Albano C. Meli, Alisa Umanskaya, Wenjun Xie, et. al. Ryanodine Receptor Oxidation Causes Intracellular Calcium Leak and Muscle Weakness in Aging. Cell Metabolism, volumen 14(2), 196-207,  agosto 3/2011.