CFW Newsletter - New Approaches to Therapy

TEMA MÉDICO/CIENTÍFICO

Nuevos enfoques de la terapia

Introducción por el Profesor Bob Williamson, Miembro de la Royal Society, Universidad de Melbourne

Espero que todos los afectados de fibrosis quística aprovechen la oportunidad de leer el siguiente resumen del artículo de Chris Boyd (y el artículo en línea completo), aunque pueda resultar un poco complejo para los no científicos, dado que comenta los distintos nuevos enfoques que se estudian en el mundo. En este número se publica un resumen de estos enfoques y CFWW irá publicando actualizaciones sobre los desarrollos a medida que estén disponibles.

Al igual que ustedes, nosotros estamos en todo momento en el "mundo de la fibrosis quística" y estamos plenamente implicados en mejorar las cosas para los afectados de FQ. Estoy seguro que cualquier adulto con FQ sabe que todos los grupos de médicos y científicos están comprometidos con su enfoque preferido. El artículo de Boyd nos recuerda que hay muchos enfoques, no solo "terapia genética" "modificadores del transporte de iones" o "mejores antibióticos". Ciertamente, en los 25 años que llevo trabajando en la FQ las mejoras se han derivado de pequeños avances en muchas áreas distintas, cada una de ellas de mayor o menor importancia para cada persona con FQ. Muchos de los niños que conocí con FQ son ahora adultos, que trabajan provechosamente y, aunque la vida con la FQ no es ni mucho menos un lecho de rosas, ha mejorado mucho respecto a lo que era, tanto en cualidad como en duración.

Como iniciador del primer ensayo de terapia genética de la FQ con liposomas, llevado a cabo en Londres a principios de los noventa, discrepo (naturalmente) de que subestimamos los problemas que nos podíamos encontrar al introducir un gen sano en los pulmones de un paciente con FQ. Este enfoque de "terapia genética" solo está empezando a dar resultados positivos y probablemente deberá combinarse con nuevos enfoques de células madre y genómicos, quizás en la infancia o incluso en la matriz. No obstante, podemos estar contentos con el hecho de que las mejoras en mucolíticos, antibióticos, tratamientos del rechazo inmunológico y medicamentos anti-inflamatorios ayudan a las terapias disponibles actualmente. Las organizaciones benéficas y los grupos de investigación sobre la FQ deben ser felicitados y apoyados por probar tan amplia gama de enfoques, ya que así se asegura que las cosas seguirán mejorando para que quienes viven con FQ, quizás no espectacularmente pero sí de forma firme, los próximos años.

Este artículo está dedicado a la memoria de Sam Hillyard, que fue quien lo encargó inicialmente.

A. Christopher Boyd, Doctor en Fisiología
Consorcio para la de Terapia Genética de la FQ de Reino Unido
Ciencias Médicas (Genética Médica)
Universidad de Edimburgo
Centro de Medicina Molecular
Hospital General del Oeste
Crewe Rd
Edinburgh
EH4 2XU, Reino Unido
Actualizado en enero de 2005

Resumen
Mucho se ha avanzado en nuestro conocimiento de la base subyacente de la FQ a nivel celular y molecular. Este artículo examina, desde el punto de vista de un científico, cómo se traducen estos avances a la práctica clínica para tratar la enfermedad pulmonar de la FQ, tanto con medicamentos convencionales como con terapia genética.

Aunque la expectativa de vida de los pacientes se ha triplicado desde 1940, aún no tenemos en perspectiva un tratamiento realimente eficaz de la FQ. ¿Por qué? Una razón es que no se conoció la causa original de la enfermedad hasta que Lap Chee Tsui y su equipo de Toronto descubrió en 1989 el gen regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). Entonces se hizo evidente que el problema molecular básico de la FQ radica en una proteína defectuosa que normalmente actúa como canal de cloruro. Pero esto era solo el principio: se han necesitado muchos años para construir nuestra actual comprensión de cómo este error microscópico lleva con el tiempo a la infección y el deterioro del pulmón con FQ. Nuestro conocimiento no es de ningún modo completo y nos quedan muchos detalles con los que enfrentarnos. La idea dominante es que un CFTR dominante provoca la absorción del agua del líquido que cubre las vías respiratorias: esta capa fina y pegajosa impide el movimiento de los cilios (pelillos que cubren la cara interna de los alvéolos) y dificulta el buen funcionamiento del mecanismo de eliminación de las mucosidades. Como resultado, las partículas inhaladas quedan atrapadas durante mucho tiempo en la superficie de las vías respiratorias y las bacterias pueden establecer colonias e iniciar la enfermedad pulmonar.

Hay dos enfoques terapéuticos básicos. Podemos abordar los problemas pulmonares (p.ej. atacar la infección microbiana o intentar modificar la capa mucosa) o bien las causas básicas (p.ej. engañar a la proteína defectuosa del CFTR para que actúe o eludirla mediante terapia genética u otros medios). Las terapias dirigidas a las causas básicas son las preferibles para el tratamiento de la FQ, pero es innegable que resultan difíciles de desarrollar.

De la idea al tratamiento: un largo camino

El mayor obstáculo a la aparición de nuevos medicamentos para cualquier enfermedad es el tiempo. El esquema de la investigación farmacéutica ha evolucionado a lo largo de varias décadas y presenta tres etapas: (i) desarrollo y ensayo del medicamento, (ii) ensayos clínicos (fases I, II, III y IV), y (iii) aprobación por los entes reguladores. Tradicionalmente, llevar un medicamento de la idea a la clínica ha representado unos quince años y alrededor de 500 millones de dólares. Además, debe tenerse presente que sólo una pequeña parte de los medicamentos desarrollados y ensayados consiguen el visto bueno y pasan a la práctica clínica. La buena noticia es que las técnicas modernas, como el cribado de alto rendimiento (HTS, high throughput screening), y la mejor coordinación internacional de los ensayos clínicos pueden reducir este período a entre siete y diez años, y reducir considerablemente el precio. La Fundación Americana de la Fibrosis Quística (CFF) fue pionera en este enfoque con su Programa de Desarrollo Terapéutico, iniciado en 19981. Los avances tecnológicos permitieron el rápido ensayo de miles de compuestos por día. La CFF empezó a promover esta tecnología en 2000 con becas dirigidas a empresas farmacéuticas (p.ej. Aurora Biosciences) y también becas directas a los centros académicos del grupo de Alan Verkman, para apoyar el descubrimiento de medicamentos y los programas de desarrollo a gran escala. A principios de 2004 la CFF participaba en nueve estudios pre-clínicos con modelos animales y catorce ensayos cínicos con sujetos humanos.

La terapia sintomática del pulmón puede ser directa, orientada a las bacterias usando antibióticos o vacunas, o indirecto, para limitar los efectos del daño provocado por las bacterias o el proceso inflamatorio. Aquí abordaremos ambas líneas de ataque.

La bacteria Pseudomonas aeruginosa es un importante patógeno en el pulmón con FQ. El tratamiento de la Pseudomonas es crucial en el cuidado de la FQ y para combatirlo se han aplicado muchos enfoques basados en antibióticos. Uno de los problemas de suministrar antibióticos por las vías normales son las indeseablemente elevadas dosis necesarias. Los últimos años ha entrado en la práctica química el TOBI (Chiron Corporation), una forma nebulizada de la tobramicina, que consigue un mejor control de las Pseudomonas dirigiendo el medicamento directamente al pulmón. La misma vía se ha usado también satisfactoriamente con otro producto antibiótico, Colomycin (Pharmax). El problema de toros los antibióticos es la aparición de resistencia bacteriana. Datos recientes de Reino Unido sugieren que la resistencia de las Pseudomonas de los pulmones con FQ a los antibióticos aplicados habitualmente es preocupantemente alta: hemos de ser más prudentes al recetar antibióticos y supervisar rutinariamente los patrones de resistencia para conservar a largo plazo los beneficios de los antibióticos.

Otro interesante enfoque nuevo para atacar las Pseudomonas en la FQ -aún en fase pre-clínica- es la vacunación basada en ADN. Si resulta satisfactorio, se podría inyectar a los niños una vacuna de ADN para conseguir una inmunidad de larga duración a la capacidad de las Pseudomonas de infectar los pulmones.

El problema del moco de la FQ
La viscosidad y pegajosidad de la capa de líquido de las vías respiratorias es una característica clave de la FQ que favorece la proliferación de bacterias y otros patógenos. Irónicamente, la presencia de grandes cantidades de ADN liberado por los neutrófilos dañados (células implicadas en la defensa del pulmón y muy abundantes en la FQ) empeora la viscosidad en las vías respiratorias con FQ. La creencia que las terapias dirigidas a destruir el ADN de las células dañadas reduciría esta viscosidad y mejoraría la eliminación del moco ha llevado al desarrollo y la amplia aplicación clínica de Pulmozyme (Genentech Corporation). El Pulmozyme es una forma recombinante (ADN creado artificialmente a partir de dos o más orígenes e incorporado a una misma molécula recombinante) de la DNAsa (desoxirribonucleasa) humana suministrada por inhalación en aerosol.

Un contendiente más reciente de este tipo de tratamiento es Nacystelyn (NAL), un derivado del suplemento alimentario N-acetil cisteína, que ya tiene un cierto historial de aplicación terapéutica en el pulmón con FQ. En 2002, un grupo internacional liderado por el Dr. App informó de un ensayo sobre la eficacia del NAL (inhalado como polvo seco) para el tratamiento de la evacuación deficiente del moco. Se observó que el NAL aumentaba el contenido en agua del moco (una propiedad deseable) así como hacerlo menos pegajoso. No se apreciaron efectos secundarios graves, pero aún debe verse como se comporta el NAL en ensayos más amplios. Este enfoque, realizar ligeras modificaciones en medicamentos existentes para mejorar su eficacia, es una importante estrategia en la investigación farmacéutica que puede reducir algunos de los prolongados tiempos de desarrollo.

Estimulación de canales de iones alternativos
El grupo del Dr. Richard Boucher de Carolina del Norte investiga en medicamentos capaces de estimular canales de cloruro distintos del CFTR y, por tanto, de suplir su función defectuosa. En 2002 se ofrecieron los resultados de un estudio sobre un posible medicamento, el INS37217. Este medicamento es el último de una serie de los llamados activadores del receptor P2Y, que presentan el efecto deseado. La novedad del INS37217 es que parece ser más estable (lo que le permite mantener su actividad durante más tiempo) en los esputos de FQ que los medicamentos previos de este tipo. Curiosamente, aumenta tanto la producción de mucosidad como el movimiento ciliar. La evaluación clínica del INS37217 está en marcha.

La inflamación es una manifestación clave de la FQ, aunque sus causas originales están poco claras. Los neutrófilos (células sanguíneas blancas y una defensa primaria frente a la infección bacteriana) participan en la respuesta inflamatoria que genera enzimas llamadas proteasas, cuya principal función es atacar a las bacterias. El epitelio de las vías respiratorias (las membranas que las recubren) genera anti-proteasas para impedir que las proteasas se revuelvan y dañen el propio pulmón. El considerable exceso de neutrófilos de la FQ genera demasiada proteasa para que las anti-proteasas del pulmón las neutralicen, por lo que el pulmón resulta dañado. Como media para restablecer el equilibrio se ha propuesto una terapia basada en añadir una anti-proteasa natural llamada alfa-1-antitripsina (AAT). La AAT recombinante ha funcionado suministrada en forma aerosol, pero este enfoque presenta bastantes inconvenientes. La Dra. Pam Davis y sus colegas están desarrollando un enfoque más refinado en el que la AAT se incorpora a una proteína direccionadora de forma que (al suministrarse en forma de aerosol o intravenosa) la AAT se transforma hasta la superficie de las células epiteliales y se secreta en el lugar donde se desea su acción. Hasta el momento se ha ensayado satisfactoriamente en cultivos de laboratorio de secciones traqueales humanas. Otros grupos trabajan en estrategias de anti-proteasa alternativas que atacan el mismo defecto inflamatorio. Este modo de terapia es bastante prometedor, pero si llegara a la práctica clínica probablemente solo resultaría beneficioso para personas en una fase temprana.

Recientemente ha habido mucho interés en los tratamientos no-esteroides de la inflamación del pulmón con FQ, que evitan los efectos secundarios asociados al tratamiento con corticosteroides. El conocido medicamento anti-inflamatorio no esteroide ibuprofeno ha superado un ensayo en pacientes de FQ con resultados esperanzadores: disminuyó el nivel de reducción de la función pulmonar. No obstante, ha aparecido un informe sobre toxicidad indeseable cuando se atacó la FQ con ibuprofeno en combinación con un antibiótico del tipo aminoglicósido. Los clínicos mantendrán la cautela en la utilización del ibuprofeno contra la FQ hasta que se conozca a fondo una forma de evitar dichas interacciones tóxicas.

Finalmente, ha aumentado la evacuación de las propiedades anti-inflamatorias de los antibióticos llamados macrólidos. Estos medicamentos pueden actuar a varios niveles distintos. Por ejemplo, el macrólido claritromicina ha demostrado que interrumpe el entorno de lámina biológica que favorece el crecimiento de las Pseudomonas en el pulmón infectado. En particular ha habido un considerable interés en la azitromicina, cuya aplicación en la FQ fue inspirada por su éxito en el tratamiento de la panbronquiolitis difusa. Varios ensayos han ofrecido resultados prometedores sobre la función pulmonar con FQ. No obstante, no está claro el modo de actuación de los macrólidos en la FQ, aunque se supone que dominan su propiedades anti-inflamatorias. Los resultados con la azitromicina han sido suficientemente positivos para que empecemos a ver su utilización recomendada, en determinadas condiciones, en pacientes de FQ como complemento a otras terapias más establecidas. Ya hemos avanzado un poco en un consenso sobre su eficacia y serán necesarios ensayos a largo plazo con controles aleatorios y con gran número de pacientes para determinar su eficacia y la dosificación óptima con precisión.

El atractivo de las terapias dirigidas al CFTR es que tienen posibilidades de compensar todos los síntomas asociados a la proteína defectuosa. Casi todas las terapias de este tipo se encuentran ya es sus primeras etapas de desarrollo. Es importante recordar que muchos compuestos que funcionan bien en experimentos de laboratorio y sistemas de modelos sencillos, en muchos casos no se convierten en medicamentos útiles en animales vivos, debido a la toxicidad y a otros efectos indeseables.

CFTR como objetivo del medicamento
Nuestro detallado conocimiento del CFTR se está aplicando en la búsqueda de medicamentos que mejoren la función del CFTR defectuoso o (como ya hemos visto) estimulen la actividad de otras proteínas que lo puedan sustituir. Algunos compuestos aparecieron pronto en la historia del CFTR y siguen resultando muy valiosos en la investigación de laboratorio, pero no han dado el salto a la utilización clínica. Un buen ejemplo de ello es el Genistein, un activador del CFTR. Pero el Genistein aún podría jugar un papel clínico: en el Hospital de Niños de Filadelfia se ha propuesto una prueba de una terapia combinada con fenilbutirato y genistein que ya está reclutando pacientes (identificador NCT00016744 de la NLM, Biblioteca Nacional sobre Medicina).

Los últimos años el Dr. Freedman et alter, en Estados Unidos, lanzaron la posibilidad de que el docosahexaenoato (DHA), un ácido graso poliinsaturado suministrado como aditivo dietético, pudiera ser usado para tratar la FQ. Esto siguió a la publicación de pruebas de que de esta forma podía corregirse el desequilibrio de los ácidos grasos DHA/araquidónico en las células con FQ. No obstante, el trabajo sigue en la fase pre-clínica y el entusiasmo inicial sobre este enfoque ha menguado considerablemente.

La mayoría de pacientes de FQ presentan la variante F508del del CFTR, por lo que no es sorprendente que se haya prestado mucha atención a las propiedades de esta proteína. También se buscan activamente los llamados medicamentos movilizadores de proteínas, que imiten los efectos benéficos del crecimiento a bajas temperaturas (cercanas al punto de congelación) observado en algunas bacterias. Una droga de este tipo puede no ser suficiente, sin embargo, porque cuando la proteína F508del alcanza la superficie de la célula en los pacientes es menos funcional que el CFTR normal. Es posible que también necesitemos medicamentos potenciadores de la actividad de la F508del.

Hay varios medicamentos experimentales que parecen movilizar el CFTR-F508del. Entre ellos están elementos MPB de la familia del benzo(c)quinolizinio. El Dr. Bob Dormer y colegas de Cardiff, en colaboración con el grupo del Dr. Fred Becq, de Poitiers, han demostrado que el tratamiento de células nasales F508del con compuestos MPB puede conseguir un mejor suministro de CFTR a las superficies superiores de las células. En determinadas condiciones, los mismos compuestos también pudieron estimular la función del canal de cloruro.

Otro medicamento con efectos beneficiosos similares sobre las células F508del es el thapsigargin, un inhibidor de la bomba de calcio, tal como informaron en 2002 la Dra. Marie Egan et alter, de Yale. Este trabajo se contradice en cierto modo con otros datos publicados, que sugieren que el thapsigargin inhibe el procesamiento correcto de las proteínas. La Dra. Egan argumenta que algunas proteínas, incluida la F508del-CFTR, son excepciones a esta regla. Esperamos con interés que se aclaren los efectos del thapsigargin sobre la F508del-CFTR. Un compuesto relacionado, la curcumina, componente del aditivo alimentario natural cúrcuma, fue presentado por la Dra. Egan et alter en 2004 como corrector de los defectos de la F508del-CFTR en ratones. Desdichadamente, en un estudio de Fase 1 con pacientes no se observó ningún efecto sobre la F508-del CFTR. Además, los científicos de otros laboratorios han sido incapaces de reproducir los efectos de la curcumina en ratones.

Las metodologías de cribado de alto rendimiento (ya mencionadas) ofrecen la posibilidad de aumentar considerablemente nuestro repertorio de medicamentos movilizadores de proteínas

Otras formas mutantes de CFTR
No toda la atención se centra en la F508del-CFTR: abunda la investigación orientada a descubrir y analizar medicamentos que activen clases enteras de formas mutantes de CFTR. Por ejemplo, el Dr. David Sheppard et alter estudian en Bristol la floxina B y compuestos similares pertenecientes a la familia de los colorantes alimentarios comerciales. En los estudios iniciales, estos compuestos han demostrado activar e inhibir el CFTR en sistemas de cultivos de células. Esta clase de compuestos es especialmente atractiva porque ya se utilizan en el campo alimentario y ya se conoce que no son tóxicos, por lo que los ensayos futuros podrían acelerarse.

Como ejemplo de HTS, el Dr. Alan Verkman et alter, de San Francisco, están llevando a cabo un programa de descubrimiento de medicamentos financiado por la CFF. En su primer estudio se cribaron cientos de derivados de flavonas y benzoquinolizina en un sistema celular especial diseñado para detectar compuestos que afecten la actividad del CFTR. Algunas 7,8-benzoflavonas se mostraron como las más activas, en particular se observó que una de ellas es un potente inhibidor de la actividad del CFTR. Aunque este compuesto no es aplicable a pacientes con FQ, resultará una adición útil al arsenal de compuestos disponibles para la investigación en laboratorio. Existe también la posibilidad de que pueda usarse clínicamente para tratar situaciones como el cólera.

Después de este prometedor inicio, el grupo del Dr. Verkman, entre otros, está ampliando los trabajos con el HTS cribando más de 100.000 compuestos para buscar compuestos que puedan activar o movilizar el CFTR defectuoso. Se han conseguido grandes avances y se ha identificado un inhibidor de la CFTR que podría jugar un papel en el tratamiento del cólera. Se están evaluando in vivo compuestos de plomo que in vitro han demostrado activar o movilizar el CFTR. Es demasiado pronto para decir si alguno de ellos tendrá aplicación clínica.

Al igual que muchas otras enfermedades genéticas, el avance de la FQ varía para cada persona. El entorno tiene un gran efecto en la variabilidad, pero la configuración genética del paciente también es importante. ¿Porqué, por ejemplo, algunos pacientes con F508del se ponen muy enfermos a temprana edad mientras que otros llegan sanos hasta una edad mediana e incluso más? Sabemos que hay genes de proteínas que:
(i) interactúan directamente con el CFTR,
(ii) actúan como canales de iones,
(iii) participan en la respuesta inflamatoria, y
(iv) tienen una actividad anti-bacteriana directa.

Dichos genes, y otros, son potenciales genes modificadores que inciden en la gravedad del avance de la enfermedad. Como ejemplo hipotético, supongamos que hay un gen X responsable de un canal de iones P. X podría existir en dos formas, una de ellas con una versión de P más beneficiosa que la otra. Los pacientes que hayan heredado la versión más beneficiosa de X podrían sufrir síntomas menos graves ya que el P más activo podría compensar en parte el defecto del CFTR.

El ratón ha demostrado ser una herramienta valiosísima para determinar qué genes modificadores pueden identificarse rápidamente mediante programas de cría cuidadosamente diseñados. Además, la genómica y la proteómica, disciplinas dedicadas plenamente a nuevas formas de contemplar los patrones de manifestación de grandes cantidades de genes y proteínas simultáneamente, facilitan la identificación de dichos genes. Cuando se identifica un gen modificador en el ratón, se puede comprobar su relevancia para la enfermedad en humanos analizando el gen humano equivalente en familias y, especialmente, en gemelos con F Q. Cualesquiera genes y proteínas modificadores de la FQ confirmados como relevantes para los humanos ofrecerían nuevos objetivos de medicamentos y aumentarían considerablemente el ámbito del desarrollo de medicamentos para la FQ.

La terapia genética de la FQ consiste en suministrar genes de CFTR normales (normalmente en forma de ADN) a las células de las vías respiratorias afectadas de los pacientes donde puedan generar proteína CFTR indemne y así restaurar las células a un funcionamiento normal. Tan pronto como se descubrió el gen del CFTR, se promovió con entusiasmo el concepto de la terapia genética para la FQ y muchos grupos de todo el mundo aceptaron el reto de desarrollarla. Se pensó que la FQ era una enfermedad ideal para tratarla mediante terapia genética por dos razones principales. En primer lugar, el tejido afectado, el recubrimiento o epitelio de las vías respiratorias pulmonares, era fácilmente accesible y, en segundo lugar, se pensaba que sustituir sólo el 5% aproximadamente del funcionamiento normal del CFTR sería suficiente para corregir el defecto. Ambas razones conservan su validez, pero los primeros intentos de transferir los genes normales a pacientes (suministrados mediante un virus modificado o mediante un portador sintético) fueron insatisfactorios". Los ensayos aportaron pruebas de que el proceso era seguro, que el gen entraba en las células pulmonares y que se generaba CFTR funcional. Pero los niveles producidos eran bajos y el gen normal dejaba de funcionar a los pocos días.

Ahora está claro que el epitelio pulmonar presenta una serie de barreras consistentes a la terapia genética, barreras que han evolucionado a lo largo de millones de años como sistemas defensivos para expulsar a los patógenos invasores y mantener los pulmones despejados y saludables para el transporte e intercambio de gases. Por lo que respecta al epitelio, los complejos de terapia genética son simplemente otro tipo de invasores que deben ser expulsados. La corta vida de los genes observada en los primeros ensayos reveló un aspecto de la defensa pulmonar que ha evolucionado para desactivar los genes de los intrusos malignos, como los virus. El pulmón con FQ es un objetivo aún más formidable, ya que la capa de mucosidad pegajosa atrapa físicamente muchos tipos de complejos de terapia genética e impide su penetración eficaz en las células.

El mayor reto para la investigación de la terapia genética de la FQ implica, por ejemplo, superar eficazmente estas barreras. Hemos aprendido mucho de virus como los adenovirus, que han evolucionado como medios eficaces de entrar en las células. Ciertamente, los virus modificados han sido los portadores (o vectores) más utilizados en la terapia genética para suministrar CFTR normal. No obstante, hasta que resolvamos el problema de mantener el gen introducido funcionando durante un período prolongado, tendremos que suministrar complejos de terapia genética a intervalos periódicos. La eficiencia del sistema inmunitario (incluso en pacientes con FQ) para desarrollar una inmunidad con el tiempo significa que actualmente no se pueden usar los virus como portadores con este propósito. Además, recientemente se ha informado de graves efectos negativos en ensayos de terapia genética (ajenos a la FQ) que utilizaban virus. Dados estos y otros inconvenientes de los virus, en la actualidad se están aplicando mayores esfuerzos al desarrollo de medios no víricos o sintéticos de suministrar el gen del CFTR. El principal inconveniente de los métodos de suministro no vírico es un relativa ineficacia, pero se están desarrollando nuevos métodos, incluida la adición de pequeños trozos de proteína que permiten que el complejo se introduzca en la células epiteliales. Mediante estos y otros medios estamos empezando a aumentar la eficacia del suministro y esperamos inventar formulaciones efectivas en el futuro próximo.

Recientemente se ha informado en Estados Unidos de dos ensayos de terapia genética. En uno de ellos, un ensayo de Fase II, se administró un virus recombinante adeno-asociado portador de CFTR a los senos maxilares de 23 pacientes con antrostomias (una abertura del seno para su drenaje). Aunque el tratamiento fue seguro y bien tolerado, la mayoría de las mediciones finales no demostraron estadísticamente ningún cambio significativo y resulta difícil concluir que la intervención tubo un efecto positivo.

En el otro ensayo (Fase I), se usó una formulación no viral de desarrollo propio que contenía nanopartículas de ADN compactadas para suministrar CFTR a la nariz de doce pacientes. No se observaron efectos secundarios mencionables y curiosamente, al igual que en algunos ensayos nasales anteriores, se observó una tendencia hacia la corrección del defecto en una parte de los pacientes tratados. Se acaban de publicar resultados completos, que confirman la reconstitución parcial de la función del CFTR. Ahora se están llevando a cabo estudios adicionales de esta interesante formulación.

El Fideicomiso para la FQ ha establecido el Consorcio para la Terapia Genética de la FQ en Reino Unido (UKCFGTC) que combina los esfuerzos de investigación de tres centros líderes en la terapia genética de la FQ, en la Universidad de Oxford, Londres (Imperial College) y Universidad de Edimburgo, con el objetivo expreso de desarrollar formulaciones eficaces para la aplicación clínica. Esta ambiciosa iniciativa nos ha permitido combinar fuerzas para evaluar o idear nuevos enfoques para la terapia genética de la FQ. El objetivo es iniciar los ensayos clínicos en 2006 y ya están en marcha los ensayos pre-clínicos de varios agentes de transferencia genética. Otros enfoques estudiados por el UKCFGTC, algo más futuristas, se explican a continuación.

¿Cómo se puede conseguir la producción de CFTR a largo plazo?
Como ya se ha indicado, la primera generación de vectores de terapia genética sólo funcionó durante un corto período. Por tanto, es necesario mejorar el diseño de los vectores para conseguir un beneficio clínico a largo plazo. Mi grupo de Edimburgo está desarrollando y ensayando grandes vectores con mucho más gen CFTR natural que el presente en los vectores convencionales, con la esperanza de conseguir así una manifestación más sostenida (con un mayor grado de especificidad de células y tejidos). Actualmente estamos empezando a mejorar la eficacia del suministro y planificamos el ensayo in vivo de estos vectores.

Un descubrimiento importante de los primeros ensayos de terapia genética no-vírica fue que el ADN usado, de origen bacteriano, era reconocido como extraño por las células pulmonares y activaba un mecanismo de defensa especializado que provocaba inflamación. Ahora comprendemos qué características del ADN provocan este mecanismo. Para aplicación inmediata los científicos del UKCFGTC en Oxford están desarrollando pequeños vectores con secuencias genéticas de CFTR mejoradas, diseñadas para generar CFTR de forma mantenida y no inflamatoria.

Células madre

Una idea que se está investigando es la terapia basada en células madre. Las células madre son células progenitoras que se piensa que existen en la mayoría de órganos, incluido el pulmón, y que se dividen cuando son llamadas a sustituir células muertas o moribundas. El objetivo es aislar y hacer crecer células madre de los pulmones de paciente en el laboratorio, donde se les podría insertar el gen de FQ normal. Las células corregidas se podrían devolver al paciente, donde se colocarían por sí mismas en la zona adecuada de las vías respiratorias. Si pudiera conseguirse que un número suficiente de células madre se asentara de este modo, podrían proporcionar un suministro permanente de células epiteliales que generarían CFTR normal y aliviarían la enfermedad. Actualmente no sabemos cómo podríamos conseguirlo en la práctica, pero los espectaculares recientes avances de la investigación en células madre nos lleva a pensar que merece la pena seguir este enfoque, aunque probablemente sea un objetivo a más largo plazo" Estamos animados por el éxito de la terapia basada en médula ósea, que se ha mostrado eficaz en el tratamiento de bebes afectados de una condición fatal conocida como SCID-X (inmunodeficiencia combinada grave ligada al cromosoma X).

Electroporación
Como ya hemos visto, el suministro de ADN a las células pulmonares es complicado. Una forma de suministrar la energía para introducir el ADN en las células es un método llamado electroporación, en el que se usan breves impulsos eléctricos para realizar pequeños agujeros en las células que permiten la entrada del ADN. En laboratorio se ha aplicado durante años, pero ahora los investigadores han demostrado que el método puede funcionar in vivo. El reto es desarrollar un medio adecuadamente seguro y eficaz de realizar procedimientos como la electroporación en los pulmones de los pacientes. El UKCFGTC está investigando si la electroporación es una forma factible de mejorar el suministro de la terapia genética al pulmón. Este es sólo uno de los distintos métodos físicos de ayuda al suministro de genes evaluado por el UKCFGTC.

En lugar de suministrar una copia plenamente operativa del gen CFTR, últimamente se ha trabajado mucho en la reparación del propio gen mutante. El concepto se basa en suministrar un pequeño "parche" de ADN de CFTR normal, que podría proporcionar una plantilla para que la maquinaria celular reparara la parte mutada de un gen CFTR residente. Este método funciona con distintos alcances en el laboratorio, pero el UKCFGTC y otros científicos han observado que su eficacia en las células epiteliales es inmensurablemente baja. Aunque el método sigue siendo en principio atractivo, antes de volver a este enfoque de la terapia genética de la FQ debería encontrarse una clara demostración de que la eficacia sobre las células destinatarias podría mejorar considerablemente.

Un enfoque paralelo del Dr. Engelhardt et alter, en Iowa, ha consistido en corregir el mARN del CFTR en lugar del ADN (la célula realiza una copia del mensaje o mARN del ADN de cada gen, que después procesa para fabricar proteína). Aplicando un procedimiento muy complejo pudieron corregir la mutación F508del tanto en células como en ratones. Actualmente la eficacia es demasiado baja para la aplicación clínica in vivo. No obstante, puede encontrar aplicación clínica como parte de una terapia basada en células madre.

Convencer a las grandes empresas farmacéuticas que inviertan enormes sumas en el desarrollo de terapias para la FQ (que no deja de ser una enfermedad relativamente rara) resulta difícil. Este estado "huérfano" de la FQ comporta que la mayor parte del engorroso trabajo necesario lo llevan a cabo grupos financiados por entes benéficos o bien de ámbito académico. De todos modos, toda la parafernalia de alta tecnología para el desarrollo de medicamentos y terapia genética se pone entusiásticamente al alcance del tratamiento de la FQ. La CFF estadounidense promueve activamente la investigación exhaustiva para el descubrimiento de nuevos medicamentos. Ya han aparecido algunos compuestos candidatos con interesantes propiedades y se espera que se produzcan más en un futuro próximo. Los medicamentos que movilizan la F508del-CFTR de forma activa hacia la superficie de la célula in vivo son esperados con ansiedad.

Por todas las razones mencionadas, la terapia genética se ha demostrado más difícil de desarrollar de lo que se pensaba inicialmente. Los últimos años, sin embargo, la terapia genética ha conseguido notables éxitos con otras enfermedades y una investigación más orientada, como la realizada por el UKCFGTC, acelerará el progreso. El mayor reto consiste en conseguir un suministro eficiente a las células pulmonares, pero uno o más de los nuevos métodos físicos que se están evaluando puede ayudarnos a alcanzar el umbral de eficiencia necesario para obtener beneficios clínicos.

Resulta imposible predecir si un tratamiento eficaz de la enfermedad pulmonar de la FQ estará basado en medicamentos o genes: ambos enfoques presentan ventajas y dificultades. Son muchos los que piensan que un tratamiento poliédrico, que combine medicamentos y elementos de terapia genética, tendrá éxito.

Organizaciones como Cystic Fibrosis Worldwide y las sociedades nacionales de la FQ tienen un papel importante en el fomento de la coordinación multi-centro de los ensayos clínicos que serán necesarios para acelerar la evaluación de todas las nuevas terapias. También ofrecen valiosos foros en los que los clínicos, científicos y pacientes pueden encontrarse e intercambiar opiniones sobre cómo avanzar en nuestro tratamiento de la FQ.

Reconocimientos
Debo dar las gracias al Fideicomiso de la FQ de Reino Unido por apoyar mi investigación, así como a los colegas de la comunidad investigadora sobre la FQ (especialmente los del Consorcio para la Terapia Genética de la FQ de Reino Unido) por nuestros valiosos intercambios de opiniones.
A. Christopher Boyd, Doctor en Fisiología
Consorcio para la Terapia Genética de la FQ de Reino Unido
Ciencias Médicas (Genética Médica)
Universidad de Edimburgo
Centro de Medicina Molecular
Hospital General del Oeste
Crewe Rd
Edinburgh
EH4 2XU, Reino Unido
Actualizado en enero de 2005

Notas del editor:
Si precisa una lista de las referencias de este artículo, póngase en contacto con nosotros a través de editor@cfww.org

Los lectores interesados en información adicional sobre ensayos concretos de medicamentos pueden consultar las páginas web siguientes:

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Article translated by: Joaquim Ma. Rourera
Contact: espurna@ya.com

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