Nuevas aproximaciones a la terapia génica de la ataxia de Friedreich con el locus genómico de la frataxina

Zusammenfassung

La ataxia de Friedreich (AF) es una enfermedad principalmente neurodegenerativa, de herencia autosómica recesiva y con una prevalencia en Europa de entre 1:20.000 y 1:725.000. Está causada por la deficiencia de la proteína frataxina, debido mayoritariamente por una expansión del trinucleótido GAA en el primer intrón del gen codificante de dicha proteína. En la actualidad, las funciones desempeñadas por la frataxina y sus isoformas continúan sin estar del todo esclarecidas, al igual que el mecanismo por el cual su déficit causa distintos daños, entre ellos la neurodegeneración. Los estudios sobre la regulación del gen de la frataxina se han centrado principalmente hasta ahora en la región del promotor y en la zona del intrón 1 en la que se produce la expansíon. Nosotros hemos realizado un estudio de los elementos reguladores presentes en toda la extensión del locus genómico de la frataxina, observándose posibles zonas regulatorias en zonas intergénicas e intrónicas, destacando la parte final del intrón 4 y la región downstream más cercana al gen. Actualmente existen varias estrategias en desarrollo para intentar tratar y curar la AF, siendo una de ellas la terapia génica con vectores virales. Nosotros hemos planteado una estrategia basada en vectores HSV-1, los cuales han sido modificados químicamente para permitir su paso a través de la barrera hematoencefálica (BHE). Este tipo de vectores posee varias ventajas, como su gran capacidad de almacenamiento, lo que permite empaquetar DNAs de gran tamaño, como cromosomas artificiales de bacteria (BACs) con el locus genómico de la frataxina. Hemos comprobado que las células transducidas con este tipo de vectores generan las distintas isoformas descritas de la frataxina, tanto en ensayos in vitro en células troncales de mucosa olfativa de pacientes de AF, como en ensayos in vivo en cerebelos de ratón. Por otro lado, hemos explorado otra estrategia de terapia génica alternativa al uso de vectores virales. Para ello se han desarrollado nanopartículas formadas por los polímeros PLGA y PEI, y han sido funcionalizadas con un péptido de penetración celular y con un péptido lanzadera que permite su paso a través de la BHE (r8 y rD-THR, respectivamente). Se comprobó su capacidad de internalizar, liberar y expresar el cDNA de la frataxina en cultivos de células similares a neuronas, así como su capacidad de encapsular un BAC con el locus genómico de la frataxina, observándose su expresión en cultivos primarios de neuronas de la corteza cerebral de ratón. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que ni los vectores virales ni las nanopartículas modificadas fueron capaces de atravesar la BHE de manera eficiente. En conclusión, hemos realizado una primera aproximación al uso de vectores HSV-1 modificados y al uso de nanopartículas funcionalizadas como estrategias alternativas a la terapia génica de la ataxia de Friedreich, aunque se requiere un mayor esfuerzo de investigación para mejorar la distribución de los genes en el sistema nervioso central.