Hasta el momento, el único fármaco conocido para disminuir el avance de la atrofia muscular espinal (AME) es nusinersen. Sin embargo, científicos del CONICET encabezaron una reciente investigación. Esta sugiere que los resultados del tratamiento con esta droga podrían optimizarse si se combinan con la administración de ácido valproico. Este fármaco tiene la función de inhibir la histona desacetilasa y, actualmente, se utiliza para tratar casos de epilepsia.

El trabajo, publicado en Cell y escogido como nota de tapa de la prestigiosa revista, fue dirigido por Alberto Kornblihtt, investigador del CONICET en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE, CONICET-UBA).

Tratamiento previo

La AME es una enfermedad neurodegenerativa infrecuente que afecta a las neuronas motoras y es causada por mutaciones en las dos copias del gen SMN1. Generalmente, se caracteriza por una progresiva pérdida de la fuerza muscular y puede afectar la posibilidad de hablar, caminar, tragar, e, incluso, de respirar.

Hasta fines de 2016, los tratamientos disponibles para la AME eran únicamente de sostén. No había ninguna terapia farmacológica que permitiera enlentecer el avance de la enfermedad. Esta situación cambió cuando, en diciembre de aquel año. En ese momento, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) autorizó el uso de un medicamento conocido como nusinersen. Posteriormente, la droga fue aprobada en varios países de Latinoamérica (Argentina, Brasil, Uruguay y Chile).

Nusinersen tiene como blanco al gen SMN2 –muy similar al SMN1- y fue desarrollado por el investigador Adrián Krainer, en el Cold Spring Harbor Laboratory de Nueva York. Su administración a los pacientes con AME permite aumentar la producción de la proteína SMN. De este modo, detener o enlentecer la muerte progresiva de las neuronas motoras.

El splicing alternativo del gen SMN2 y su vinculación con la atrofia muscular espinal

El gen SMN2 se diferencia de SMN1 únicamente en 11 pares de bases, sobre un total de aproximadamente 30 mil. Sin embargo, la diferencia en un único par de bases en el exón 7 implica que cuando SMN2 se transcribe desde el ADN al ARNm maduro, este exón sea mayoritariamente omitido -fenómeno que se conoce como splicing alternativo-, y que la cantidad de proteína SMN que se sintetiza sea insuficiente.

La acción de nusinersen consiste en corregir el splicing alternativo de SMN2 para obtener mayores cantidades de la proteína SMN.

Familiares de pacientes con AME, agrupados en Familias AME Argentina (FAME Argentina), acudieron al laboratorio de Kornblihtt para solicitarle que investigara el tema desde el punto de vista de la ciencia básica. Esto fue poco antes de la aprobación de este fármaco por parte la FDA.

Aunque la primera respuesta de Kornblihtt al pedido fue negativa, luego comprobó que el splicing alternativo de SMN2 cambia de acuerdo con la velocidad de la transcripción (el exón 7 se incluye menos en el ARNm maduro si la transcripción es lenta y más si la transcripción es rápida). Consecuentemente, aceptó la propuesta, pero advirtió que la investigación podía no arrojar resultados satisfactorios.

La potencia de una terapia combinada para la atrofia muscular espinal

El equipo Kornblihtt, del que forma parte Luciano Marasco, becario doctoral del CONICET y primer autor del trabajo, investigó si la inclusión del exón 7 del gen SMN2 aumentaba junto con la velocidad de la transcripción. Es decir, si al usar drogas que abrieran la cromatina del gen, la enzima responsable de la transcripción -ARN polimerasa- actuaría más rápido. También, si contribuiría con nusinersen en el mejoramiento de la inclusión del exón 7 y en el incremento de la producción de la proteína SMN.

Parte del objetivo era que esto no sucediera solo en el sistema nervioso central, que es donde actúan principalmente las inyecciones de nusinersen, sino también en tejidos periféricos en los que también se expresa SMN2.

Para ello, se utilizaron minigenes artificiales con el fin de observar cómo interactuaba nusinersen con los inhibidores de la histona desacetilasa, que se encargan de abrir la cromatina. Posteriormente, se continuó trabajando con el gen endógeno SMN2 en células en cultivo, y se apuntó a producir mayores cantidades de la proteína SMN.

Excelentes resultados de la combinación de fármacos en modelos animales

Los investigadores probaron los efectos de la combinación de fármacos en ratones modelos que tenían incorporado el gen SMN2 humano. Se apuntó a aumentar la expresión de la isoforma sana del SMN2 en el ARNm maduro. Así, como la expresión de la proteína en todos los órganos. Los resultados de estos ensayos superaron las expectativas del equipo de investigación.

Se comprobó que los ratones con AME a los que se les suministró de forma combinada nusinersen con un inhibidor de la histona desacetilasa, como el ácido valproico, tuvieron una mayor sobrevida, ganaron más peso y tuvieron mejores propiedades motoras y más fuerza en las extremidades anteriores que los ratones a los que solo se les administró nusinersen.

Los investigadores también probaron combinar nusinersen con otro inhibidor de la histona desacetilasa, como la tricostatina, con similares resultados, pero, a diferencia de la tricostatina, el ácido valproico ya está aprobado para uso clínico.

Por otro lado, el equipo de investigación constató que los ratones tratados solamente con ácido valproico murieron a los siete días, al igual que los ratones control tratados con solución fisiológica. Es decir, en ensayos in vivo, solo al combinarse con el nusinersen la acción del inhibidor de la histona desacetilasa tuvo efectos relevantes.