Científicos restauran la vista de portadores de ceguera mediante terapia génica

El desarrollo de esta metodología en Estados Unidos contó con la participación de un investigador brasileño. Prueban un abordaje terapéutico en portadores de hemofilia

Por Karina Toledo, desde Campinas

Agência FAPESP – Más de 20 portadores de un tipo de ceguera ocasionada por un defecto genético y conocida como amaurosis congénita de Leber (ACL) volvieron a ver merced a un tratamiento desarrollado por investigadores de la University of Pennsylvania y del The Children’s Hospital of Philadelphia, ambos en Estados Unidos.

Uno de los líderes del grupo es el brasileño Valder Arruda, quien presentó los resultados de los ensayos realizados durante el evento intitulado “Advanced Topics in Genomics and Cell Biology”, que se llevó a cabo entre los días 4 y 6 de agosto en la Universidad de Campinas (Unicamp) con el apoyo de la FAPESP.

“Demostramos la seguridad y la eficacia del tratamiento y ahora nos estamos abocando a la etapa de hallar la dosis capaz de producir un efecto terapéutico en todos los pacientes. Creo que ésta pueda ser la primera terapia génica aprobada para uso comercial por la Food and Drug Administration [FDA], el ente de seguridad sanitaria de Estados Unidos”, dijo Arruda, ex profesor de la Unicamp y actualmente docente de la University of Pennsylvania. Hasta llegar a esa etapa, fueron muchos años de estudios y ensayos.

En entrevista a Agência FAPESP, el investigador explicó que se conocen al menos 15 genes distintos que, al mutar, resultan en ceguera congénita del tipo ACL. Todos causan una degeneración progresiva de la retina que comienza en el nacimiento.

“Muy tempranamente, los niños exhiben problemas de vista y movimientos oculares poco comunes. Generalmente se quedan ciegos durante la adolescencia”, comentó Arruda.

La terapia desarrollada por el grupo de la University of Pennsylvania, que también cuenta con el liderazgo de la oftalmóloga Jean Bennett, apunta a tratar a los portadores de una mutación en el gen que codifica a la proteína RPE65, que participa en el metabolismo de la vitamina A, un nutriente esencial para la salud de los tejidos oculares.

“Optamos por iniciar las investigaciones con el gen RPE65 pues hay algunos perros con la misma mutación espontánea encontrada en humanos, lo que facilita la realización de los test preclínicos. Pero la tecnología puede adaptarse a otras formas de amaurosis congénita y hay grupos en diversos países realizando investigaciones con ese objetivo. Claro que cada caso tendrá sus particularidades”, dijo Arruda.

El método consiste en insertar una copia sana del gen RPE65 dentro de un virus modificado. El vector elegido por los investigadores fue el virus adeno-asociado (AAV, por sus siglas en inglés), una especie del género parvovirus que no causa enfermedades en humanos.

“Extrajimos el material genético del AAV e insertamos en su lugar una copia del RPE65 y un promotor, una molécula que mandará un mensaje destinado a activar la expresión del gen. La idea es aprovechar la capacidad natural del virus de infectar a las células humanas y depositar en ellas su material genético. De esta forma, las células de la retina pasan a expresar a la proteína RPE65 que antes era deficiente”, explicó el investigador.

En 2001, el grupo de Bennett publicó en la revista Nature Genetics resultados prometedores de las pruebas realizadas en perros, y posteriormente, con la colaboración de Arruda, se iniciaron los primeros ensayos en humanos.

“En el ensayo clínico de fase 1, el objetivo consistía en verificar la seguridad del tratamiento. Inyectamos una dosis baja del vector viral en tres adultos portadores de la mutación. Normalmente, los ensayos de fase 1 se hacen únicamente en pacientes sanos, pero en el caso de la terapia génica es distinto”, explicó Arruda.

Los primeros análisis realizados luego del tratamiento revelaron que la pupila de los voluntarios, que antes no reaccionaba a la variación de luminosidad, pasó a responder casi de la misma manera que la de una persona con vista normal.

“Tres semanas después de la aplicación del vector viral, una de las pacientes dijo que estaba logrando ver el contorno de los muebles dentro de su vivienda. Al principio me pareció que podía ser solamente efecto placebo; pero, pocas semanas después, otro paciente relató algo parecido”, comentó Arruda.

Ensayos posteriores realizados por un equipo independiente comprobaron que los tres voluntarios habían recuperado parcialmente la vista, contrariando el concepto predominante en el área de neurociencia de que el cerebro de una persona que ha pasado muchos años sin ver habría perdido para siempre la capacidad de interpretar las señales captadas por la retina.

“Esa primera paciente italiana tenía 36 años. Mediante exámenes de resonancia magnética funcional, demostramos que las áreas de la corteza visual que estaban inactivas antes del tratamiento pasaron a exhibir actividad 30 días después de la inyección del vector viral. Esa actividad había aumentado mucho 90 días después. Estos resultados pueden cuestionar potencialmente el grande dogma de la neurociencia”, dijo Arruda.

Los primeros ensayos realizados con 12 pacientes, entre ellos un niño de 8 años, se dieron a conocer en 2009 en la revista The Lancet y demostraron que la eficacia del tratamiento estaba directamente relacionada con su comienzo precoz.

“Normalmente se permiten tan sólo mayores de 18 años en los ensayos de fase 1. Sin embargo, debido a que se trata de una enfermedad degenerativa, puede no quedar ningún tejido retiniano para ser restaurado si tardamos mucho para empezar el tratamiento. Por ese motivo, nos dieron la autorización para incluir niños. Ahora estamos iniciando los ensayos de fase 3 y bajamos la edad mínima a 4 años”, comentó Arruda.

Hasta el momento, 24 pacientes de países tales como Italia, Holanda, Bélgica, Estados Unidos y Australia han recibido la inyección intraocular con el vector viral –primero en un ojo y posteriormente en el otro– y han exhibido una mejora visual sin ninguna evidencia de toxicidad o reacción inmunológica.

“Tenemos a una niña de 9 años que empezó a jugar a las escondidas, un chico de 16 años que logró sacar su registro de conductor y muchos adultos que se volvieron independientes. Todos se sienten con más confianza”, celebró Arruda.

Hemofilia

Antes de unirse al equipo de Bennett en el tratamiento de enfermedades de la retina, Arruda –cuya especialidad es la hematología– ya venía probando una metodología similar en el tratamiento de una de las formas de hemofilia, una enfermedad genética caracterizada por problemas en la coagulación sanguínea.

“Existen dos tipos de hemofilia: la A y la B. La primera ocurre debido a una deficiencia de una proteína conocida como factor VIII de coagulación de la sangre, en tanto que la hemofilia B sucede por una deficiencia del factor IX. Son necesarios niveles adecuados de ambas proteínas en el plasma para que la cascada de coagulación funcione correctamente cuando sea necesario. Por ende, cuando cualquiera de ellas es deficiente, la manifestación es la misma”, explicó Arruda.

Se considera que la hemofilia es una enfermedad leve y puede pasar desapercibida durante muchos años cuando los niveles del factor de coagulación deficiente –ya sea el VIII o el IX– en el plasma se ubican por arriba del 5% de la cantidad encontrada en la sangre de personas no hemofílicas. Cuando el nivel se encuentra entre el 1% y el 5%, la enfermedad es considerada moderada. Por debajo del 1%, se la considera grave. En esos casos, los sangrados ocurren de manera espontánea, aun cuando no haya habido un trauma importante.

“Cuanto más grave es, más frecuentes son las complicaciones tales como el sangrado en las articulaciones, en los músculos o intracraneal. El paciente grave suele sangrar una vez por mes. El moderado, dos o tres veces por semestre. El paciente leve puede pasar un año entero sin sangrar”, dijo Arruda.

El tratamiento actualmente disponible, explicó el investigador, consiste en la reposición del factor de coagulación deficiente, pero la proteína permanece durante un corto lapso en la sangre y luego debe reponérsela nuevamente. La terapia puede hacerse de manera preventiva como rutina en los casos más severos. Con todo, su gran limitación radica en el costo, que puede superar los 200 mil dólares anuales para un chico de entre 10 y 15 años de edad.

“En Brasil, el Sistema Único de Salud (SUS), para la gran mayoría de los casos, suministra el factor de coagulación únicamente cuando el paciente ya exhibe sangrados o en caso de que vaya a pasar por un procedimiento quirúrgico, por ejemplo. Pero cada vez que ocurre un sangrado, la zona queda más comprometida y sangra más fácilmente en la siguiente oportunidad. Lo ideal es el tratamiento profiláctico”, dijo Arruda.

Con el objetivo de obtener un método curativo, los científicos de la University of Pennsylvania empezaron a desarrollar hace más de 15 años un AAV modificado con una copia del gen responsable de la producción del factor IX. Las pruebas y ensayos pasaron por distintas etapas.

“Si bien la hemofilia B no es forma más prevalente, empezamos con ese gen porque es mucho menor que el gen del factor VIII, y sería más fácil para insertarlo en el vector viral. Ahora estamos desarrollando una versión de la terapia para la hemofilia A. El objetivo consiste en mantener los niveles del factor de coagulación sanguínea arriba del 1% de lo normal constantemente, a los efectos de disminuir la necesidad del tratamiento de reposición. De lograr mantenerlos por encima del 6%, el paciente sólo necesitaría someterse a la reposición de la proteína en caso de que se someta a una cirugía”, comentó Arruda.

Las primeras pruebas realizadas con un linaje de perros portadores de hemofilia del tipo B grave se publicaron en 2002 en la revista Blood. A los animales se les hizo un seguimiento durante dos años, y luego de una sola inyección, mantuvieron estables los niveles plasmáticos de factor IX entre el 6% y el 9%. Hasta ahora se los sigue considerando portadores de hemofilia leve.

En esa misma época tuvo inicio el primer ensayo clínico con siete voluntarios adultos, y por primera vez se infundió un vector viral en el hígado humano por la arteria hepática mediante el empleo de un catéter.

Si bien ese abordaje se mostró seguro, para sorpresa de los investigadores, los niveles plasmáticos de factor IX, que habían aumentado enseguida después de la aplicación del tratamiento, empezaron a caer al cabo de algunas semanas.

Nuevos estudios revelaron que las células del hígado, que habían empezado a producir el factor IX gracias a la terapia génica, estaban siendo destruidas por el sistema inmunológico, que reconoció a la proteína del vector viral como un cuerpo extraño. Dicho efecto no había sido observado en los perros y no se lo vio posteriormente en monos.

“Posiblemente esos pacientes ya habían sido infectados por el AAV anteriormente y habían creado anticuerpos contra la proteína del sobre del virus”, dijo Arruda.

Los resultados de este primer ensayo clínico se publicaron en 2006 en la revista Nature Medicine.

En conjunto con otros colaboradores del Childrens Hospital of Philadelphia, un grupo de la St. Jude Children’s Research Hospital, también de Estados Unidos, realizó un nuevo ensayo clínico de fase 1. En esa ocasión, los científicos siguieron de cerca las alteraciones en las enzimas hepáticas y en los niveles de factor IX de la sangre.

A la menor señal de que los hepatocitos estaban siendo destruidos por el sistema inmunológico, se administrada una droga inmunosupresora. La estrategia funcionó y los resultados se dieron a conocer en 2011 en el The New England Journal of Medicine.

“La droga inmunosupresora se empleó únicamente durante ocho semanas, pues con el tiempo, la proteína del sobre viral se degrada y el sistema inmunológico deja de atacar a los hepatocitos. Uno de los pacientes mantuvo entre el 6% y el 8% de lo normal los niveles de factor IX en el plasma, en tanto que en otro, que tardó más tiempo para recibir la inmunosupresión cayó al 3%. Hay que obrar rápidamente”, dijo Arruda.

Aun en casos en que los niveles se ubicaron entre el 1% y el 2% de lo normal, añadió el investigador, fue posible reducir en un 77% la necesidad de reposición de la proteína.

Para perfeccionar el vector viral

Actualmente hay tres grupos de investigación estadounidenses que prueban metodologías tendientes a perfeccionar el vector viral empleado en el tratamiento de la hemofilia B. En el St. Jude Children’s Research Hospital, se insertó el gen del factor IX en otro serotipo del AAV que exhibe una mayor tendencia a infectar al hígado. De este modo, deja de ser necesaria la aplicación de la terapia a través de un catéter directamente en el órgano blanco: basta con aplicar una sencilla inyección endovenosa.

En tanto, el grupo de Arruda lleva adelante test con una variante de la proteína del factor IX descrita en 2009 en The New England Journal of Medicine.

“Descubrimos en un habitante de la ciudad de Padua, en Italia, otra mutación que, al contrario que en la hemofilia, aumenta la capacidad de coagulación sanguínea y predispone a los portadores a sufrir trombosis. Ese paciente tiene los mismos niveles de factor IX que una persona sana, pero una alteración en la secuencia peptídica torna a la proteína ocho veces más eficaz para coagular la sangre”, explicó.

Los test con un vector viral que contenía la proteína del factor IX con la secuencia peptídica alterada para mimetizar la mutación hallada en Padua tuvieron éxito en perros, y el grupo de la University of Pennsylvania está dando inicio ahora a los primeros ensayos de fase 1 en humanos.

“Con una proteína ocho veces más eficiente en la coagulación sanguínea, podemos emplear una dosis mucho menor del vector viral en el tratamiento de la hemofilia B, lo que disminuye el riesgo de toxicidad hepática”, dijo el investigador.

Cuando todavía se encontraba en Brasil, Arruda coordinó y participó en proyectos de investigación que contaron con el apoyo de la FAPESP. Arruda mantiene colaboraciones con investigadores de la Unicamp, entre los cuales se encuentra Margareth Ozelo, directora de la División de Hematología del Departamento de Clínica Médica de dicha universidad paulista, lo que permitió la inclusión de un paciente brasileño en los ensayos clínicos de la terapia contra la hemofilia.

“Durante estos últimos años, más de diez estudiantes brasileños han realzado pasantías conmigo en Filadelfia y actualmente están aplicando la metodología del AAV en investigaciones que realizan en la Unicamp”, comentó Arruda.