A continuación listamos los proyectos seleccionados dentro de la convocatoria de investigación del movimiento «Todos somos raros»:
Aproximación al tratamiento de las enfermedades mitocondriales centrada en las vías de señalización sensibles a nutrientes
Luis Carlos López
Las mitocondrias son orgánulos celulares complejos localizados en la mayoría de células de organismos eucariotas, las cuales realizan un papel esencial en numerosos procesos vitales para la célula. Por estas múltiples funciones, las mitocondrias juegan un papel central en numerosos procesos patológicos. Entre ellos, las enfermedades mitocondriales primarias están causadas por alteraciones genéticas en el ADN mitocondrial (ADNmit) o en genes nucleares que codifican proteínas mitocondriales o cuya función afecta al metabolismo mitocondrial. Estas enfermedades suelen cursar con síntomas neurológicos, musculares, cardíacos, renales y/o hepáticos con muerte prematura del paciente en muchos casos.
A pesar de los avances importantes que se han dado en el entendimiento de los mecanismos fisiopatológicos de las enfermedades mitocondriales, el tratamiento de estas enfermedades sigue siendo en la mayoría de los casos paliativo. Usando un modelo de ratón con encefalopatía mitocondrial proponemos en este proyecto probar diferentes aproximaciones terapéuticas farmacológicas para obtener un tratamiento efectivo y seguro para las enfermedades mitocondriales. Además, con el proyecto esperamos aumentar nuestro entendimiento sobre la biología mitocondrial y las rutas de señalización celular, lo que podría proporcionar información valiosa para otro tipos de enfermedades, tales como enfermedades neuromusculares, enfermedades neurodegenerativas o el cáncer.
Síndromes de sobrecrecimiento PIK3CA: Diagnóstico , fenotipo y Guías Clínicas
Víctor Martínez González
Recientemente, se ha descrito un grupo de síndromes de sobrecrecimiento segmentario causado por mutaciones somáticas en el gen PIK3CA. Este grupo incluye síndromes como la Megalencefalia-Malformación Capilar (MCAP) o el CLOVES. Sin embargo, ya que los mosaicismos somáticos producen una expresión clínica variable tanto en severidad como en localización, el espectro fenotípico de este grupo de sobrecrecimientos segmentarios debe todavía ser bien definido para evitar que pacientes que presenten manifestaciones fenotípicas no habituales sean excluíos del diagnóstico. Este proyecto utilizará Secuenciación Masiva (NGS) para desarrollar un protocolo diagnóstico y, como parte del proceso, evaluaremos las características clínicas que podrían sugerir el diagnóstico en un paciente a pesar de no cumplir con los criterios estrictos establecidos para MCAP y CLOVES. Esto permitirá aumentar el porcentaje de pacientes diagnosticados. También desarrollaremos guías clínicas tanto para los profesionales de la salud como para afectados y familiares, dándoles un fácil acceso a esta (muchas veces escasa) información. Así mismo daremos apoyo a la creación de una asociación de pacientes específica para éstas patologías.
Análisis genómico integral de los pacientes con enfermedad de la neurona motora y demencia frontotemporal para elucidar la arquitectura genética de la esclerosis lateral amiotrófica
Dr. Jordi Clarimón Echavarria
En los últimos años ha habido un cambio substancial en el conocimiento de las bases biológicas de la ELA, causado sobre todo por los descubrimientos derivados de la investigación en el campo de la genética molecular. Asimismo, el desarrollo de demencia de tipo frontotemporal (DFT) que se manifiesta en el 20-50% de los pacientes con ELA, junto con las grandes similitudes neuropatológicas que existen entre estas dos enfermedades, ha dado lugar al concepto de continuum clínico-biológico ELA-DFT. Las alteraciones en el gen C9orf72 causan hasta el 40% de los complejos ELA-DFT, lo cual indica el fuerte componente genético en los pacientes que sufren ambas enfermedades de forma concomitante. No obstante, se desconoce gran parte de las causas genéticas del resto de pacientes que carecen de esta alteración genética. Nuestro objetivo es elucidar las posibles causas genéticas de los pacientes que sufren ELA-DFT y no poseen mutaciones en el gen C9orf72. Para ello utilizaremos técnicas de ultrasecuenciación para poder analizar la porción del genoma que codifica para proteínas (exoma), en una cohorte de pacientes españoles que poseen características clínicas y/o patológicas de ELA-DFT, sin la mutación en el gen C9orf72. El papel de los genes hallados será corroborado en una cohorte de 869 pacientes con ELA y 682 pacientes con DFT, sin la mutación en el gen C9orf72. Todos los pacientes han sido identificados por los más de 15 hospitales y centros de investigación que participarán en el estudio.
Fenotipo y caracterización molecular de los nevus melanocíticos congénitos grandes o gigantes
Joan Anton Puig Butille
Los nevus melanocíticos congenitos son tumores melanocíticos benignos que pueden encontrarse ya en el nacimiento (1,4% de recién nacidos) o desarrollarse en los primeros meses de vida (30% de individuos). Los nevus melanocíticos congénitos grandes o gigantes se observan en 1 de cada 20.000 recién nacidos y pueden llegar a afectar hasta el 80% de la superficie de la piel. Estas lesiones se encuentran asociadas a la presencia de anormalidades neurológicas y a un mayor riesgo a desarrollar cáncer de piel melanoma u otros tipos de tumores como rabdomiosarcoma o neurosarcoma. Además la presencia de este tipo de lesiones repercute negativamente en aspectos emocionales y sociales en los individuos que las desarrollan.
Los mecanismos biológicos implicados en el desarrollo de los nevus congénitos melanocíticos se encuentran relacionados con determinadas alteraciones genéticas (genes NRAS o BRAF) aunque dichos mecanismos son poco conocidos. Además hay evidencias que indican la existencia de múltiples factores genéticos implicados en el riesgo a desarrollar estas lesiones.
El objetivo de este proyecto es realizar una caracterización molecular y fenotípica de nevus congénitos melanocíticos grandes o gigantes para identificar factores implicados en el riesgo a desarrollarlos e identificar nuevas vías moleculares y biomarcadores candidatos para el desarrollo de futuros tratamientos.
Papel patogénico de la deficiencia de OPA1 sobre la inflamación muscular en una entidad miopática
Juan Pablo Muñoz
OPA1 es una proteína mitocondrial implicada en la fusión de la membrana mitocondrial interna, mantenimiento morfología crestas y estabilidad del ADN mitocondrial (ADNmt). Mutaciones OPA1 conducen a una patología autosómica dominante denominada atrofia óptica (ADOA), esta enfermedad tiene una prevalencia de 1: 12.000 a 1: 50.000 y se caracteriza por la pérdida progresiva de la visión lateral, discromatopsia, escotoma y atrofia del nervio óptico (ORPHA98673). Un fenotipo más grave y menos común de esta enfermedad es ADOA + (ORPHA1215), que incluye encefalomiopatia y debilidad muscular. Resultados previos de nuestro laboratorio, indican que la perdida de función de OPA1 específica en músculo esquelético en ratón se caracteriza por la reducción de peso corporal, debilidad muscular y disfunción mitocondrial. La morfología muscular se muestra dramáticamente desorganizada, presentando un tamaño de fibras heterogéneo, así como presencia de miofibras en regeneración y necróticas. Interesantemente, los ratones también muestran un incremento en citoquinas pro-inflamatorias tales como TNF o IL-1beta en músculo y plasma, lo que indica un estado inflamatorio generalizado. Basado en estos hallazgos, el principal objetivo de este proyecto es demostrar los mecanismos por los que la deficiencia OPA1 induce inflamación y provoca miopatía. En particular, nuestros objetivos son:
- Análisis de citoquinas y mitoquinas en el suero de pacientes ADOA.
- Analizar el efecto de los compuestos anti-inflamatorios en la miopatía inducida por la deficiencia de OPA1.
- Determinar los mecanismos por los cuales la deficiencia de OPA1 provoca miopatía e inflamación del músculo esquelético..
Nuestro estudio permitirá entender cómo específicas formas de daño mitocondrial causan miopatía, así como el diseño de nuevas estrategias farmacológicas.
QUADRES: Cuantificación de la restauración de distrofina mediante omisión de exón
Virginia Arechavala Gomeza
Los trastornos neuromusculares son enfermedades raras, pero en su conjunto afectan a más de 60.000 personas en España. La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es la enfermedad neuromuscular más habitual en niños y afecta a uno de cada 3.500 varones. Es una enfermedad progresiva y letal que afecta a todos los músculos del cuerpo. Los tratamientos actuales son sólo sintomáticos, pero recientemente una serie de nuevas terapias están siendo evaluadas para el tratamiento del DMD. El desarrollo de estas nuevas terapias está limitado por la necesitad de una terapia personalizada para las mutaciones más raras y por las dificultades técnicas para evaluar su efectividad. Las autoridades reguladoras (EMA, FDA) han señalado recientemente que la falta de medidas bioquímicas de eficacia validadas constituye un problema para la autorización de estos medicamentos.
El Grupo de Enfermedades Neuromusculares en el Instituto de Investigación Sanitaria BioCruces se beneficia de la larga experiencia de su jefa de grupo en el desarrollo de terapias “antisense” de salto del exón y, lo que es más importante, de su experiencia en el desarrollo de métodos para evaluar la eficacia de tratamientos que aspiran restaurar la expresión de distrofina. El objetivo del proyecto que presentamos es desarrollar un método preciso para cuantificar la eficacia de este nuevo tipo de terapias. La financiación obtenida gracias a “Todos somos raros” nos permitirá contratar a un investigador post-doctoral que utilizará muestras de cultivo celular y técnicas de PCR cuantitativo y digital para desarrollar nuevos métodos y evaluar la correlación entre el grado de salto del exón a nivel del ARN y la expresión de proteína. Confiamos que nuestro trabajo colabore a acelerar el desarrollo preclínico y el análisis de ensayos clínicos para que este tipo de terapia llegue a los pacientes lo antes posible.
Exploración de aproximaciones basadas en epigenética como nuevas vías terapéuticas en la progresión de metástasis de melanoma uveal
María Berdasco
El melanoma uveal, una enfermedad rara (ORPHA 39044) con una incidencia de 1-9/100.000, es el tumor intraocular maligno más frecuente. La principal causa de muerte en los pacientes con melanoma uveal es el desarrollo de metástasis, con una mortalidad general que se aproxima al 50% tras 15 años. Un 95% de los melanomas metastásicos afectan en primer lugar al hígado, siendo la tasa media de supervivencia de entre 8-10 meses tras la detección. Actualmente, no existe ninguna terapia efectiva para los pacientes metastásicos, principalmente debido a la falta de conocimiento de los mecanismos moleculares alterados y a la consecuente deficiencia de marcadores de pronóstico.
Hasta el momento se han descrito alteraciones cromosómicas asociadas estadísticamente a un aumento del riesgo de metástasis; así como también se han identificado perfiles de expresión génica que se pueden asociar a la progresión del melanoma uveal y a su evolución a metástasis hepática. Sin embargo, aún se desconocen cuáles son los mecanismos moleculares que controlan dichos cambios de expresión génica asociados a melanoma uveal, entre ellos los mecanismos epigenéticos. Este es el objetivo principal del proyecto: aplicar la tecnología de vanguardia disponible para analizar los cambios de metilación del ADN a nivel genómico en melanoma uveal primario y metastático. Los resultados del proyecto podrían tener importantes implicaciones clínicas que complementen los estudios inmunofenotípicos, citogenéticos y moleculares estándar y que podrían contribuir, no solo a conocer las bases moleculares de la enfermedad, sino en la elección de una mejor terapia.
Para la consecución de estos objetivos, el proyecto cuenta con la integración del equipo científico del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer (PEBC-IDIBELL) con amplia trayectoria en estudios epigenéticos, conjunto con el personal clínico del Servicio de Oftalmología del Hospital Universitario de Bellvitge. Esta estructura colaborativa permite un enfoque multidisciplinar del proyecto y potencia la aplicación traslacional de los resultados obtenidos.
Caracterización de los síndromes de aneusomía recíproca 7q1123: del paciente a las vías funcionales (y viceversa)
Roser Corominas Castiñeira
Los avances tecnológicos de la última década en el campo de la genómica han permitido identificar múltiples reordenamientos poco frecuentes causados por variantes estructurales o de número de copia (CNV), entre ellos la microduplicación de la región 7q11.23 (7dup). El síndrome 7dup y el síndrome de Williams-Beuren (WBS) se originan por un reordenamiento genómico recíproco y presentan características fenotípicas opuestas en el área de comunicación y sociabilidad. Aunque las características clínicas y moleculares del WBS han sido estudiadas extensivamente, todavía hacen falta descripciones clínicas y psicológicas de grandes cohortes de pacientes con 7dup, y se requieren estudios exhaustivos de los mecanismos moleculares que dan lugar a esta duplicación. En este proyecto pretendemos compilar y caracterizar tanto clínica como molecularmente un grupo amplio de pacientes con 7dup para incrementar el conocimiento de este trastorno raro. Además, para asegurar la accesibilidad a pacientes y con objetivos translacionales, colaboraremos activamente con una asociación creada recientemente de pacientes con 7dup.
A pesar de los avances, se conoce poco sobre los mecanismos funcionales alterados por estas aneusomías segmentarias o sobre las alteraciones que causan durante el desarrollo del cerebro. Las limitaciones en los modelos animales existentes, la falta de datos cuantitativos y una limitada capacidad computacional han impedido la identificación de las vías moleculares que participan en estos trastornos. Este proyecto tiene como objetivo superar estas limitaciones mediante la aplicación de un enfoque multidisciplinario integrativo con aproximaciones clínicas, experimentales y computacionales. Para la creación de modelos humanos neuronales “in vitro”, reprogramaremos células somáticas de un subgrupo de individuos con duplicación o deleción en 7q11.23 bien caracterizadas para generar células pluripotenciales inducidas que diferenciaremos a neuronas. Para definir los patrones de expresión génica específicos de neurona alterados por estos reordenamientos vamos a realizar análisis del transcriptoma en los diversos tipos neuronales obtenidos. Finalmente, los datos de expresión se integrarán con datos adicionales de interacción de proteínas y funcionales, para realizar estudios “ómicos” computacionales e identificar vías que están desreguladas en presencia de CNVs en 7q11.23.
Nuestros resultados serán de gran utilidad para caracterizar mejor el trastorno 7 dup, raro y poco explorado, tanto a nivel clínico como molecular; para mejorar la comprensión de las bases funcionales implicadas en los síndromes de aneusomía segmentaria recíproca del neurodesarollo 7q11.23, incluyendo procesos de la conducta social humana; y también para generar un modelo de enfermedad para ensayos farmacológicos y determinar dianas terapéuticas apropiadas.
Aproximaciones terapéuticas para la retinitis pigmentosa y el síndrome de Usher basadas en la edición del genoma mediante CRISPR/CAS9
Elena Aller
Actualmente, en los países desarrollados, la comunicación se basa en los medios audiovisuales. Esto supone un gran hándicap para las personas con problemas de audición y visión; ya que interfiere en su educación y formación intelectual, en el desarrollo cognitivo y en la integración social y profesional. Gran parte de los déficits audiovisuales son debidos a enfermedades hereditarias raras, siendo el síndrome de Usher la forma más común de síndrome hereditario en el que se combinan pérdida auditiva y visual (ésta última, ocasionada por una degeneración retiniana progresiva). A día de hoy no existe cura para este síndrome. Los audífonos y los implantes cocleares son efectivos para tratar los problemas de audición, pero la degeneración retiniana que sufren estos pacientes (retinosis pigmentaria) no tiene solución.
La mayoría de casos con síndrome de Usher se deben a la presencia de mutaciones en el gen USH2A. Este gen también es responsable de un considerable número de casos de retinosis pigmentaria no sindrómica. Ello se debe, en parte, a la elevada prevalencia de 2 mutaciones: c.2299delG y p.C759F. Ambas se localizan en el exón 13 del gen USH2A (muy próximas entre sí). Así pues, el desarrollo de una estrategia terapéutica que consiguiese, de forma específica, la reparación de la región génica en la cual se localizan estas 2 mutaciones, sería aplicable a un elevado número de pacientes.
Recientemente, el sistema CRISPR/Cas9 ha surgido como una herramienta revolucionaria, muy prometedora para terapias basadas en edición génica, debido a su elevada eficiencia y su sencillo diseño. Por esta razón, el objetivo de este proyecto es el desarrollo de una aproximación terapéutica basada en edición génica mediada por el sistema CRIPR/Cas9, para reparar las mutaciones más prevalentes del gen USH2A: c.2299delG y p.C759F.
El cumplimiento de todos los objetivos propuestos en este proyecto tendrá una importante repercusión en el campo de la biomedicina, y los beneficios esperados para los pacientes son obvios; pues el desarrollo de una herramienta terapéutica para corregir dos de las mutaciones responsables de degeneración retiniana más prevalentes, supone una importante estrategia potencial para el desarrollo de futuros ensayos clínicos. Es cierto que, antes de que esta tecnología pueda aplicarse a pacientes, habrá que resolver muchas cuestiones. Y por esta razón, es necesario aunar esfuerzos para implementar y mejorar esta prometedora tecnología, que, esperemos, pueda proporcionar una cura para la retinosis pigmentaria.
Análisis de las relaciones estructura-actividad de hexapéptidos antidistrofia miotónica
Mª Beatriz Llamusí
El objetivo de este proyecto es desarrollar el hexapéptido abp1, identificado en proyectos de investigación previos, como terapia potencial para distrofia miotónica (DM). La DM es una enfermedad genética dominante en la que la expansión de un microsatélite en una región no codificante de ADN genera al transcribirse, un ARN tóxico para varios tipos celulares, pero que afecta fundamentalmente al músculo. Los pacientes sufren atrofia y debilidad muscular y alto grado de invalidez en los peores casos, por lo que se ha convertido en un problema médico de primer orden. En colaboración con químicos especialistas en diseño molecular y síntesis de péptidos y biofísicos especialistas en estructura macromolecular, en este proyecto nos proponemos: (1) desarrollar herramientas computacionales y datos estructurales de la interacción abp1-ARN, (2) usar estas herramientas para el diseño racional de derivados de abp1 más activos, ya sean de tipo peptídico, peptidomiméticos o pequeñas moléculas; (3) obtener medidas de toxicidad y actividad de estos derivados químicos tanto en modelos celulares de la enfermedad (fibroblastos transdiferenciados amioblastos) como en modelos en Drosophila, ya disponibles, para establecer relaciones estructura-actividad; (4) estudiar la actividad de abp1 y derivados en modelos experimentales para los dos subtipos más comunes de DM; DM1 y DM2. Cabe destacar que no existen tratamientos efectivos para DM por lo que el desarrollo de terapias efectivas sería de gran interés para las industrias biotecnológicas.
Elucidación de ARVC5 mediante estudios traslacionales humanos y murinos
Pablo García Pavía
La Miocardiopatia Arritmogénica de Ventriculo Derecho (MAVD) es una enfermedad cardiaca de base genética que produce muerte súbita e insuficiencia cardiaca. La MAVD tipo 5 es la variante más agresiva dentro de los subtipos de MAVD. La MAVD tipo 5 representa alrededor del 3% de todos los casos de MAVD y se produce por mutaciones en el gen TMEM43. Los mecanismos por los que las mutaciones en el gen TMEM43 producen la enfermedad y dan lugar a arritmias y muerte súbita son desconocidos. Tampoco se dispone de ninguna cura para esta enfermedad.
En nuestro proyecto de investigación realizamos un estudio traslacional en humanos y ratones destinado a conocer las características clínicas, electrofisiológicas e histológicas de la miocardiopatía arritmogénica causada por la mutación p.S358L en TMEM43. Estudiamos de forma paralela pacientes portadores de la mutación y ratones transgénicos que hemos generado y que tienen la misma mutación que los pacientes que padecen esta agresiva enfermedad.
Pretendemos caracterizar el curso clínico de la enfermedad prestando especial atención a las manifestaciones arrítmicas precoces, las propiedades electrofisiológicas y los hallazgos histológicos seriados. Pretendemos también estudiar la influencia de factores genéticos, hormonales y ambientales (ejercicio) en el curso clínico de la enfermedad. Finalmente estudiaremos diversas vías celulares que pueden alterarse a consecuencia de la mutación en el gen TMEM43.
Nuestro estudio permitirá determinar qué dianas moleculares son más adecuadas para generar tratamientos para esta enfermedad.
Generación de modelos experimentales humanos del síndrome de Bernard Soulier mediante reprogramación celular
Pedro Real Luna
El síndrome de Bernard-Soulier (SBS) es una enfermedad plaquetaria rara, autosómica recesiva, que se caracteriza por desarrollar una trombocitopenia severa, con plaquetas de gran tamaño y sangrados frecuentes. La enfermedad está causada por mutaciones en uno de los tres genes que codifican para el complejo de glicoproteínas (GP)-IX-V 1b (CD42b-CD42a, CD42d), las cuales funcionan como receptor del vWF, afectando también a la adhesión plaquetaria y a su agregación. En la actualidad, su único tratamiento se reduce a la transfusión de plaquetas de donantes y la administración de desmopresina. Sin embargo, no se trata de una curación permanente de la enfermedad, por lo que requerirá de repetidas transfusiones de plaquetas a lo largo de su vida.
Nuestro laboratorio está desarrollando modelos celulares humanos para SBS mediante la reprogramación celular de células monucleares de pacientes. Estudiamos si los megacariocitos y las plaquetas derivadas de las células pluripotentes inducidas del paciente mantienen las mismas deficiencias en el desarrollo, diferenciación y funcionalidad características de dicha patología (alteración de la expresión del complejo de glicoproteínas (GP)-IX-V 1b y plaquetas de gran tamaño). Además, estamos diseñando diversas estrategias genéticas para introducir una copia normal del gen mutado en las células pluripotentes inducidas de dichos pacientes que nos permitan conseguir un rescate genético y funcional in vitro e in vivo. Este tratamiento supondría una curación definitiva de la enfermedad y se basaría en el transplante autólogo de células madre hematopoyéticas del paciente modificadas genéticamente con una copia normal del gen alterado. Una vez implantadas en su médula ósea se promovería la generación continuada de plaquetas normales a lo largo de su vida.
Estudio traslacional de la Linfangioleiomiomatosis: origen tisular, Modelos en vivo y Estrategias Terapéuticas
Alvaro Casanova
La linfangioleiomiomatosis (LAM) es una enfermedad pulmonar rara que aparece casi exclusivamente en mujeres en edad fértil y caracterizada por la destrucción quística del tejido pulmonar, que lleva al fracaso del sistema respiratorio.
Las células LAM presentan mutaciones de pérdida de función de los genes supresores tumorales tuberous sclerosis complex 1 y 2 (TSC1/2), por lo que presentan activación anómala de la vía de señalización mediada por mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1). La inhibición de mTORC1 ha demostrado beneficio clínico significativo; sin embargo, no todas las pacientes responden del mismo modo (o se benefician de la terapia) y, más aún, el origen tisular de las células LAM permanece desconocido. Diversas evidencias indican que las células LAM se originan en un tejido diferente al del pulmón y que, a partir de la activación de mTORC1, adquieren potencial metastásico con tropismo a dicho órgano. Nuestro grupo inicio hace tres años el estudio de LAM a partir de la hipótesis de que las propiedades biológicas (i.e. origen y potencial metastásico) de las células de dicha patología podían ser desveladas mediante un análisis “integrado” de un subtipo de cáncer de mama con similar preferencia metastásica por el pulmón.
Proponemos un estudio global, traslacional, de dicha enfermedad con cuatro objetivos principales:
- Estudio clínico y radiológico de pacientes LAM y el establecimiento de una base de datos integrada.
- Identificación de células LAM circulantes en pacientes y su caracterización genética, genómica y fenotípica.
- A partir de células aisladas y/o tejido pulmonar de proveniente de trasplantes pulmonares, establecimiento de modelos in vivo mediante la implantación ortotópica en ratones hembra immunodeficientes.
- Evaluación preclínica de nuevas y/o complementarias terapias a la inhibición de mTORC1.
La presente propuesta es por lo tanto multidisciplinar e incluye la participación de diferentes hospitales y profesionales del tema. La consecución de dichos objetivos debería constituir un salto cualitativo importante en el conocimiento del desarrollo y progresión de la enfermedad, así como debería abrir nuevas y/o complementarias estrategias terapéuticas a la inhibición de mTORC1.
Terapias avanzadas para enfermedades raras: La fibrosis quística como modelo para el uso de la ingeniería genómica en células pluripotentes inducidas.
Aarne Fleischer
El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevas terapias integrando técnicas de modificación genética y reprogramación celular basadas en el uso de células pluripotentes inducidas (iPS). Hemos elegido como modelo la Fibrosis Quística (FQ), una enfermedad monogénica autosómica recesiva causada por mutaciones en el gen de la CFTR.
Se conocen más de 1.900 mutaciones del gen, aunque la deleción de la fenilalanina en posición 508 (pF508del) representa alrededor del 67% de los casos descritos en el mundo. La FQ está considerada la primera causa hereditaria de muerte en niños caucásicos. Hoy en día su letalidad está fundamentalmente asociada a la patología pulmonar.
Molecularmente se caracteriza por la aparición de alteraciones estructurales en la proteína CFTR, cuya función mejor documentada es la regulación del flujo hidroeléctrico transmembranoso. La ausencia de proteína CFTR funcional en la membrana celular hace que la piel produzca un sudor con alto contenido en sales (asociado a riesgo de deshidratación hiponatrémica), y que en el pulmón se acumule moco de elevada viscosidad, lo que da lugar a obstrucciones y a infecciones bronquiales.
La identificación del gen responsable de la FQ despertó grandes esperanzas de encontrar un tratamiento efectivo. Sin embargo los intentos de desarrollar protocolos eficaces de terapia génica han dado resultados poco satisfactorios hasta el momento.
Por esta razón, creemos que la mejor posibilidad de conseguir un tratamiento curativo para la FQ pasa por el trasplante autólogo de células del epitelio pulmonar en las que se haya corregido el defecto congénito de la CFTR.
El método que proponemos se basa en: (I) producción de células iPS a partir de células diferenciadas de los pacientes homocigóticos para pF508del; (II) corrección de la mutación en CFTR mediante recombinación homóloga en las células iPS; (III) diferenciación in vitro de las células iPS portadoras del gen CFTR reparado hacia células progenitoras pulmonares; (IV) trasplante de células diferenciadas para recuperar la función de la proteína CFTR en el epitelio pulmonar.
Generación de un modelo murino deficitario en la producción de energía mitocondrial que mimetiza el fenotipo del síndrome NARP/MILS
Cristofol Vives-Bauza
Las encefalomiopatías mitocondriales (EM) debidas a mutaciones en el ADN mitocondrial (mtDNA) engloban un grupo heterogéneo de desórdenes asociados a un amplio espectro de manifestaciones fenotípicas. Su denominador común es la disfunción del sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS) y, consecuentemente, la síntesis de ATP. Actualmente no existen tratamientos efectivos contra estas enfermedades, y el desarrollo de terapias está siendo lento, dificultado por la complejidad de la maquinaria bioquímica que regula la respiración mitocondrial. La disponibilidad de buenos modelos murinos es básica para superar estos obstáculos, de aquí que el objetivo principal de este proyecto sea generar un modelo de ratón representativo de dichas enfermedades. El síndrome dual de NARP/MILS se debe a mutaciones en el gen del mtDNA que codifica la subunidad A6L de la ATPasa. A6L forma parte de la fracción F0 del enzima, conjuntamente con el anillo de 10 subunidades c, codificadas por el genoma nuclear. La translocación de protones a través de la ATPasa está acoplada al movimiento rotatorio del anillo de subunidades c, que genera la energía necesaria para condensar el ADP y el fosfato inorgánico para producir ATP. La mutación más prevalente en NARP/MILS cambia una leucina por una arginina en la posición 156 de A6L. La introducción de esta carga positiva dificulta la translocación de protones y el consiguiente movimiento rotatorio. Dado que no existe tecnología que permita introducir ácidos nucleicos en la mitocondria, hipotetizamos que mediante la mutación dirigida de residuos clave de la subunidad c para el movimiento rotatorio, seremos capaces de generar un modelo murino deficitario en la producción de ATP, que reproduzca los fenotipos observados en NARP/MILS.