Gracias a muchas personas hemos aportado 330.000 € a esta línea de investigación

Grupo de investigación sobre Enfermedades Neuromusculares y Ataxias del Instituto de Investigación la Fe y CIBERER 

Dirección: Dr. JJ Vílchez

Características del Grupo

El grupo de investigación sobre enfermedades neuromusculares del Hospital UIP La Fe de Valencia  lo constituye un equipo multidisciplinar dirigido por el Prof Juan J Vílchez y en el que participan neurólogos clínicos de gran experiencia, neurofisiologos, investigadores básicos de biología celular y molecular, rehabilitadores y fisioterapeutas, licenciados  en enfermería y técnicos diplomados en laboratorio. Su virtud principal es que procura incorporar con la máxima celeridad los avances técnicos de la biología a la práctica clínica, y a la vez trata de analizar y buscar respuesta en el laboratorio a los problemas de los pacientes que todavía están sin solución.

Nuestro grupo cuenta con las infraestructuras comunes a un hospital terciario, pero ha conseguido crecer y dotarse de un laboratorio experimental y de personal científico y técnico entrenado para la investigación y para dispensar prestaciones clínicas avanzadas. Estos recursos se han conseguido gracias a la concurrencia a financiación pública competitiva de organismos oficiales y privados, españoles e internacionales. Nos ha dado gran solidez el reconocimiento como grupo de investigación del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital La FE  y ser admitidos en el Centro de Investigaciones Biomédicas en Red sobre Enfermedades Raras (CIBERER), ambos auspiciados por el Instituto Carlos III. También cabe hacer especial mención a la financiación que desde el año 2012 nos ha dispensado la Fundación Gemio para el desarrollo de un proyecto sobre terapia avanzada en la Distrofia Muscular de Duchenne. Esta ayuda ha tenido una repercusión importante, no solo para el desarrollo del proyecto sino que no ha dotado de infraestructuras para cultivos celulares, cristalizando en una colección muy completa de mioblastos primarios y transformados, tanto para el desarrollo proyectos propios como ponerlos a disposición de cualquier grupo investigador internacional que lo requiera.

El ámbito de actuación de nuestro equipo corresponde a una  Unidad de Referencia Clínica en la Comunidad Valenciana, pero reunimos las condiciones para atender a cualquier paciente español y de la Comunidad Europea ya que se nos ha designados Centro de Referencia del Sistema Español de Salud (CESUR) y miembros de la Red Europea para la asistencia a Enfermedades  Neuromusculares Raras (ENRD).

Proyecto de Investigación sobre terapias avanzadas en Distrofia Muscular de Duchenne financiado por la fundación Gemio (FIG)

Este proyecto se tradujo en un acuerdo de la FIG con el Instituto de Investigación Satinaría La Fe para ejecutarse en 5 años con una cuantía de 180.000 euros. Se ha desarrollado en tres etapas:

En 2012-13 se abordó el estudio de la biología de las células satélite encargadas de la regeneración y reparación del músculo, siendo por tanto una diana para la terapia celular en las distrofias musculares. La investigadora Janette Hoeknicka realizó los estudios en colaboración con el laboratorio del Dr. F Palau. Como resultados se implantó la tecnología de cultivo de mioblastos y se descubrió la expresión gen ANK cuando se activan las células satélites. Se está valorando su aplicabilidad en biopsias musculares de pacientes. Los resultados están en fase de publicación.

En los años 2014-16 se emprendió un estudio concepto de unas nuevas moléculas de DNA denominadas PPRH dirigido a explorar la capacidad de producir salto del exón 51 del gen de la distrofina. Sería una alternativa a los oligonucleótidos de síntesis cuya eficacia en el terreno experimental no se ha podido comprobar plenamente en los ensayos clínicos. Además tendrían menos efectos adversos y resultarían mucho más económicos. Tras laboriosos estudios del diseño de moléculas y su transfección a mioblastos se ha conseguido la introducción de los PPRH dentro de las células pero sin llegar a provocar el skipping Pensamos que el fallo radica en la imposibilidad de penetrar en el nucleo  por lo que en el futuro retomaremos la investigación introduciendo modificaciones a la molécula. Se puede consultar el manuscrito de la publicación remitido a la revista Plosne Current Muscular Dystrophy.

INFOGRAFIA DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

Líneas de investigación y publicaciones en el periodo 2012-2016

1. Caracterización clínica y genética de algunas distrofias musculares distales y de cinturas como la miopatía de Miyoshi, la miopatía de Laing o la distrofia LGMD1F que son enfermedades raras, pero que por razones históricas son muy prevalentes en Sueca, la comarca de la Safor y en la provincia de Castellón. Esto nos ha brindado la oportunidad de estudiar a fondo sus fenotipos, localizar sus genes responsables y poner en marcha investigaciones encaminadas a la búsqueda de su tratamiento. Para ello hemos buscado la colaboración de prestigiosos científicos españoles e internacionales. La publicaciones más recientes sobre estos temas son:

• Spanish MYH7 founder mutation of Italian ancestry causing a large cluster of Laing myopathy patients.

Clin Genet. 2012 May;81(5):491-4.

https://dx.doi.org/10.1111/j.1399-0004.2011.01667.x

• Limb-girdle muscular dystrophy 1F is caused by a microdeletion in the transportin 3 gene.

Brain. 2013 May;136(Pt 5):1508-17.

https://dx.doi.org/10.1093/brain/awt074

• Clinical phenotype, muscle MRI and muscle pathology of LGMD1F.

J Neurol. 2013 Aug;260(8):2033-41. doi: 10.1007/s00415-013-6931-1.

https://dx.doi.org/10.1007/s00415-013-6931-1

• Novel mutations widen the phenotypic spectrum of slow skeletal/β-cardiac myosin (MYH7) distal myopathy.

Hum Mutat. 2014 Jul;35(7):868-79.

https://dx.doi.org/10.1002/humu.22553

• Targeted Next-Generation Sequencing Reveals Novel TTN Mutations Causing Recessive Distal Titinopathy.

Mol Neurobiol. 2016 Oct 29.

https://dx.doi.org/10.1007/s12035-016-0242-3ç

2, Las Miastenias congénitas son enfermedades raras causadas por mutaciones de genes que codifican los componentes de transmisión sináptica neuromuscular. Son extraordinariamente complejas de diagnosticar, pero muy agradecidas porque aplicando tratamientos específicos pueden mejorar notablemente. También pueden beneficiarse en un futuro no lejano de los avances en terapia génica. En los últimos diez años venimos trabajando con grupos internacionales, descubriendo nuevos genes y buscando alternativas terapéuticas. Las publicaciones recientes sobre ese tema son:

• Congenital myasthenic syndrome with tubular aggregates caused by GFPT1 mutations.

J Neurol. 2012 May;259(5):838-50. doi: 10.1007/s00415-011-6262-z.

https://dx.doi.org/10.1007/s00415-011-6262-z

• A retrospective clinical study of the treatment of slow-channel congenital myasthenic syndrome.

J Neurol. 2012 Mar;259(3):474-81. doi: 10.1007/s00415-011-6204-9.

https://dx.doi.org/10.1007/s00415-011-6204-9

• Phenotypic heterogeneity in two large Roma families with a congenital myasthenic syndrome due to CHRNE 1267delG mutation. A long-term follow-up.

Neuromuscul Disord. 2016 Nov;26(11):789-795.

http://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2016.08.005

• Long-term follow-up in patients with congenital myasthenic syndrome due to RAPSN mutations.

Neuromuscul Disord. 2016 Feb;26(2):153-9. doi: 10.1016/j.nmd.2015.10.013.

https://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2015.10.013

3, Ensayos clínicos y estudios sobre la historia natural de la distrofia muscular de Duchenne-Becker: hemos constituido un equipo de médicos clínicos, investigadores, fisioterapeutas con una alta preparación y entrenamiento en las técnicas de ensayos clínicos en esta enfermedad rara, lo que ha dado lugar a que se nos ha seleccionado para participar en la mayoría de los ensayos de terapia génica y otras moléculas de vanguardia, como refleja algunas de las publicaciones siguientes:

• The 6-minute walk test and other endpoints in Duchenne muscular dystrophy: longitudinal natural history observations over 48 weeks from a multicenter study.

Muscle Nerve. 2013 Sep;48(3):343-56. doi: 10.1002/mus.23902.

http://doi.wiley.com/10.1002/mus.23902

• The 6-minute walk test and other clinical endpoints in duchenne muscular dystrophy: reliability, concurrent validity, and minimal clinically important differences from a multicenter study.

Muscle Nerve. 2013 Sep;48(3):357-68.

http://doi.wiley.com/10.1002/mus.23905

• Ataluren treatment of patients with nonsense mutation dystrophinopathy.

Muscle Nerve. 2014 Oct;50(4):477-87. doi: 10.1002/mus.24332

https://dx.doi.org/10.1002%2Fmus.24332

• Efficacy of idebenone on respiratory function in patients with Duchenne muscular dystrophy not using glucocorticoids (DELOS): a double-blind randomised placebo-controlled phase 3 trial.

Lancet. 2015 May 2;385(9979):1748-57. doi: 10.1016/S0140-6736(15)60025-3.

http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(15)60025-3

• Idebenone reduces respiratory complications in patients with Duchenne muscular dystrophy.

Neuromuscul Disord. 2016 Aug;26(8):473-80. doi: 10.1016/j.nmd.2016.05.008.

http://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2016.05.008

4, Neuropatías genéticas: nuestra unidad de enfermedades neuromusculares cuenta con una larga tradición en la investigación y caracterización clínica y patológica de los diferentes tipos de Enfermedad de Charcot-Marie-Tooth. Hemos colaborado estrechamente con los grupos de genética nacionales del Dr Palau y Dra Espinós o internacionales como el laboraratorio del Prof Timerman de Amberes.

• [Guidelines for molecular diagnosis of Charcot-Marie-Tooth disease].

Neurologia. 2012 Apr;27(3):169-78. doi: 10.1016/j.nrl.2011.04.015.

• Charcot-Marie-Tooth disease: genetic and clinical spectrum in a Spanish clinical series.

Neurology. 2013 Oct 29;81(18):1617-25.

https://dx.doi.org/10.1212/WNL.0b013e3182a9f56a

• Sensory neuropathy with bone destruction due to a mutation in the membrane-shaping atlastin GTPase 3.

Brain. 2014 Mar;137(Pt 3):683-92. doi: 10.1093/brain/awt357.

https://dx.doi.org/10.1093/brain/awt357

• Vestibular impairment in Charcot-Marie-Tooth disease type 4C.

J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2014 Jul;85(7):824-7. doi: 10.1136/jnnp-2013-

https://dx.doi.org/10.1136/jnnp-2013-307421

• The EGR2 gene is involved in axonal Charcot-Marie-Tooth disease.

Eur J Neurol. 2015 Dec;22(12):1548-55. doi: 10.1111/ene.12782

https://dx.doi.org/10.1111/ene.12782

• Mutations in the MORC2 gene cause axonal Charcot-Marie-Tooth disease.

Brain. 2016 Jan;139(Pt 1):62-72.

https://dx.doi.org/10.1093/brain/awv311

• Phenotype and natural history of inherited neuropathies caused by HSJ1 c.352+1G>A mutation.

J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2016 Nov;87(11):1265-1268. doi: 10.1136/jnnp-

https://dx.doi.org/10.1136/jnnp-2015-312890

5, Otras colaboraciones: además de nuestras líneas de trabajo habituales hemos colaborado y participado en proyectos con otros grupos españoles (Dra Illa de San Pau de Barcelona, Dr. Artero-Universidad de Valencia, etc.) e  internacionales.

• Trunk muscle involvement in late-onset Pompe disease: study of thirty patients.

Neuromuscul Disord. 2012 Oct 1;22 Suppl 2:S148-54. doi:

https://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2012.05.011

• Clinical guidelines for late-onset Pompe disease.

Rev Neurol. 2012 Apr 16;54(8):497-507.

• Expanded CTG repeats trigger miRNA alterations in Drosophila that are conserved in myotonic dystrophy type 1 patients.

Hum Mol Genet. 2013 Feb 15;22(4):704-16.

https://dx.doi.org/10.1093/hmg/dds478

• Increased autophagy and apoptosis contribute to muscle atrophy in a myotonic dystrophy type 1 Drosophila model.

Dis Model Mech. 2015 Jul 1;8(7):679-90.

https://dx.doi.org/10.1242/dmm.018127

• Targeted screening for the detection of Pompe disease in patients with unclassified limb-girdle muscular dystrophy or asymptomatic hyperCKemia using dried blood: A Spanish cohort.

Neuromuscul Disord. 2015 Jul;25(7):548-53. doi: 10.1016/j.nmd.2015.04.008.

https://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2015.04.008

• [Guidelines for monitoring late-onset Pompe disease.Sociedad Española de Medicina Interna (SEMI), Sociedad Española de Neurología (SEN) y Sociedad Española de Neumología y CirugíaTorácica (SEPAR)].

Rev Neurol. 2015 Apr 1;60(7):321-8.

• Clinical and neuroimaging characterization of two C9orf72-positive siblings with amyotrophic lateral sclerosis and schizophrenia.

Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener.

https://dx.doi.org/10.3109/21678421.2015.1112407

• Primary lateral sclerosis and hereditary spastic paraplegia in sporadic patients. An important distinction in descriptive studies.

Ann Neurol. 2016 Jul;80(1):169-70.

https://dx.doi.org/10.1002/ana.24671

• Muscle imaging in muscle dystrophies produced by mutations in the EMD and LMNA

Neuromuscul Disord. 2016 Jan;26(1):33-40.

https://dx.doi.org/10.1016/j.nmd.2015.10.001

Línea de investigación 2018-2020

Terapia génica de la distrofia de Duchenne reproduciendo una megadeleción del gen de la distrofina presente de forma natural en personas sin síntomas
DR. JUAN J. VÍLCHEZ PADILLA
Instituto de Investigación Sanitaria
Hospital Universitario y Politécnico La Fe, Valencia

Este proyecto tiene la finalidad tratar a los pacientes con distrofia muscular de Duchenne (DMD) que tienen cualquier tipo de mutación en la región del gen de la distrofina comprendido entre los exones 45 y 55 y que supone un 60 % de todos los casos conocidos de dicha enfermedad. Por razones técnicas, este objetivo hasta hace poco era irrealizable, pero actualmente se puede abordar  debido al desarrollo de la edición génica con tecnología CRISPR. La elección de los exones 45.55 como diana para la edición genética se debe a que se conocen sujetos que presentan de forma natural la  megadeleción de esta zona  y evolucionan de forma asintomática o  con pocos síntomas y por tanto sería un modelo ideal para tratar la DMD. Sin embargo no todos los sujetos portadores de  esa gran deleción evolucionan de forma benigna  ya que un notable porcentaje de casos a la larga desarrollan una cardiomiopatía y otros pueden  presentar una distrofia del tipo Becker. Por tanto es prioritario identificar la causa que protegen a los sujetos  asintomátcos  que presentan la deleción 45-55.

Objetivos:

1. El primer objetivo de este proyecto es analizar una cohorte de personas que presentan una deleción natural de los exones 45-55 del gen DYS y se comprobará si la localización del punto de fractura intrónica condiciona que permanezcan asintomáticos o desarrollen miopatía, cardiopatía o alteraciones cognitivas. Se aplicarán técnicas de arrays, cribajes con PCRs de aproximación y secuenciación detallada de las regiones que flanquean los bordes de la ruptura, El reclutamiento se realiza consultando las bases de datos de miopatías, laboratorios de genética y de asociaciones de pacientes
2. En segundo lugar, se pretende diseñar un modelo de edición génica aplicando el instrumento CRISPR-Cas a un molde común de la megadeleción 45-55 cuyo lugar de corte se conozca de antemano que va evolucionar benignamente. Se obtendrán además líneas de mioblastos con ediciones de diferentes puntos de ruptura y se analizará la capacidad que tienen de generar distrofina funcional y el estado de conservación de la vía de señalización celular Nos cuya perturbación se ha relacionado con el desarrollo de los síntomas

Línea de investigación 2020-2022

Grupo de Investigación: Patología Neuromuscular, IIS-La Fe
Investigador Principal: Dr. Juan J. Vílchez Padilla

Investigadores adscritos al proyecto:
Javier Poyatos, Investigador Pre-doctoral: Contratado a cargo del Proyecto

Investigadores colaboradores:
Nuria Muelas Gomez, Neurologa, Sevicio de Neurología Hospital la fe
Inmaculada Azorín, Investigadora Posdoctoral, Contrato CIBERER
Pilar Marti Marti, Investigadora Posdoctoral, Instituto de Investigación Sanitaria IIS La Fe

RESUMEN
El proyecto tiene la finalidad tratar a los pacientes con distrofia muscular de Duchenne (DMD) causada por mutaciones situadas en la región central del gen de la distrofina comprendida entre los exones 45 y 55 donde se concentra el 60 % de los pacientes que padecen esta enfermedad.
Hasta hace poco esta forma de terapia génica resultaba compleja pues requería la eliminación simultanea de una decena de exones y la tecnología tradicional, basada en la represión de la maquinaria de empalme (splicing) mediante oligonucleótidos anti sentido, solamente ha sido eficaz induciendo en el skipping de algunos exones individuales. Sin embargo, el desarrollo de la edición génica mediante la tecnología CRISPR-Cas9 ha hecho viable la terapia multiexónica como se ha podido comprobar con éxito en diferentes modelos celulares y animales de distrofinopatías.

La principal razón para elegir la deleción de exones 45-55 como modelo terapéutico de debe al hecho de que existen numerosos portadores que pese albergar la mutación evolucionan de forma asintomática a lo largo de toda su vida. Sin embargo estudios más recientes han detectado que un porcentaje de los portadores a la larga pueden desarrollar una distrofia tipo Becker tardía o acaban presentando una cardiomiopatía cuyo desenlace puede ser fatal. También se ha visto un porcentaje notable de niños con problemas cognitivos y no se sabe con certeza si esta mutación puede tener repercusión en el sistema nerviosos central.

Hipótesis de trabajo y Objetivos trazados
El análisis de la bibliografía y los datos preliminares que disponíamos indicaban que la D45-55 tenía un comportamiento heterogéneo respecto al desarrollo de debilidad muscular, cardiopatía y problemas cognitivos. En segundo lugar, varios trabajos apuntaban a que la causa de esta variabilidad podía recaer en factores intrónicos que podrían verse afectados en función del punto de corte donde se produce las fracturas de ambos lados de la deleción.
Con estas premisas los objetivos que nos planteamos fueron dos: 1) Estudiar a fondo el fenotipo de la D45-55 y determinar las causas de la gravedad.

OBJETIVOS
1. Análisis de los puntos de rotura en los intrones 44-45 y 55-56 del gen DMD en una extensa serie de pacientes que presentan de forma natural una megadeleción 45-55 en el gen DMD, y establecer la asociación que existe entre los síntomas clínicos que presentan y el lugar de las fracturas intrónicas
2. Aplicación del sistema Crispr/Cas9 para mimetizar la megadeleción presente en pacientes asintomáticos en mioblastos primarios de pacientes con DMD.

PLANES FUTUROS
Actualmente estamos en fase de edición del manuscrito con los resultados aquí presentados para su publicación en una revista científica. La previsión es de remitirlo a principios de 2023.

PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DERIVADA DEL PROYECTO:
Publicaciones:

1. TÍTULO: Duchenne muscular dystrophy cell culture models created by CRISPR/Cas9 gene editing and their application in drug screening.
REVISTA: Sci Rep 2021;11. doi:10.1038/S41598-021-97730-5.
AUTORES: Patricia Soblechero-Martín , Edurne Albiasu-Arteta , Aina Anton-Martinez , Laura de la Puente-Ovejero , Iker Garcia-Jimenez , Gabriela González-Iglesias , Irene Larrañaga-Aiestaran , Andrea López-Martínez , Javier Poyatos-García , Estíbaliz Ruiz-Del-Yerro , Federico Gonzalez , Virginia Arechavala-Gomeza

2. TÍTULO: Deletion of DMD exons 45–55: analysis of pathogenic and modifying factors in a large study cohort
REVISTA: Annals of Neurology AUTORES:.Poyatos-García1, P. Martí1, A. Liquori2, N. Muelas1,3, I. Pitarch4, B. Rodríguez5, L. Gonzalez-Quereda5, M. Damiá4, E. Aller6, R. Vilchez1, J. Diaz-Manera7, J. Alonso-Pérez7, JE. Barcena8, J. Gámez9, JA. Aladrén10, A. Fernández10, M. Montolio11,12, I. Azorin1, A. Casasús1, M. Nieto1, P. Gallano5, T. Sevilla1,3,13, JJ Vilchez1,3

3. En proceso avanzado de Elaboración:
Rescue of dystrophin expresion in myoblast from a DMD mutation by inducing CRIPS-Cas edition

PRESENTACIÓN A CONGRESOS

1. Poyatos-Garcia, J.; Muelas Gomez, N.; Gomis, C., Vilchez JJ. Implication of the breakpoints position in patients with the macrodeletion of exons 45 to 55 in the DMD gene
Conference: 5th Congress of the European-Academy-of-Neurology (EAN) Location: Oslo, NORWAY Date: JUN 29-JUL 02, 2019
EUROPEAN JOURNAL OF NEUROLOGY Volume: 26 Special IssueSI Supplement: 1 Pages: 693-693 Meeting Abstract: EPO2248 Published: JUL 2019

2. Poyatos-García J, Soblechero-Martín P, Albiasu-Arteta E, Arechavala-Gomeza V, Vázquez-Manrique R, Muelas N., Martí P., Gomis C, Vilchez JJ
Conference: 24th International Annual Congress of the World-Muscle-Society (WMS) Location: Copenhagen, DENMARK Date: OCT 01-05, 2019 Sponsor(s): World Muscle Soc
NEUROMUSCULAR DISORDERS Volume: 29 Supplement: 1 Pages: S151-S152 Meeting Abstract: P.290 Published: OCT 2019

TESIS DOCTORAL DE JAVIER POYATTOS DEPOSITITADA PARA LECTURA