Soraprazan y repercusiones en el tratamiento de Stargardt y DMAE seca
Penetración, distribución y eliminación de remofuscina/soraprazan en los ojos de ratones afectados por la enfermedad de Stargardt tras una única inyección intravítrea mediante farmacocinética y autorradiografía por microscopía electrónica de transmisión: repercusiones para el tratamiento local de la enfermedad de Stargardt y la degeneración macular seca relacionada con la edad (DMAE seca o atrofia geográfica)
La degeneración macular asociada a la edad (DMAE) es la principal causa de ceguera en las personas mayores en el mundo desarrollado, mientras que la enfermedad de Stargardt (ED) es una degeneración macular juvenil y una enfermedad huérfana.
Ambas enfermedades no tienen tratamiento y se caracterizan por la acumulación de lipofuscina que avanza hacia el deterioro progresivo del epitelio pigmentario de la retina (EPR) y la retina y la consiguiente pérdida de visión hasta la ceguera.
Se ha descubierto que una pequeña molécula perteneciente a la clase de compuestos de tetrahidropiridoéter, soraprazan rebautizado como remofuscina, es capaz de eliminar la lipofuscina existente en el EPR. Este estudio investigó la penetración, distribución y eliminación del fármaco en los ojos de un modelo de ratón con aumento de la lipofuscinogénesis, tras una única inyección intravítrea.
Se midió el curso temporal de las concentraciones de remofuscina en diferentes tejidos oculares mediante cromatografía líquida de alto rendimiento combinada con espectroscopia de masas (HPLC-MS). También visualizamos la penetración y distribución de la remofuscina 3 H en secciones del ojo hasta 20 semanas después de la inyección, utilizando autorradiografía de microscopía electrónica de transmisión (TEM).
La distribución de los granos de plata reveló que la remofuscina se acumulaba específicamente en el EPR al unirse a los pigmentos del EPR (melanina, lipofuscina y melanolipofuscina) y que se seguía detectando después de 20 semanas. Es importante destacar que los melanosomas de los melanocitos coroideos sólo se unen a la remofuscina en raras ocasiones, lo que pone de relieve su gran potencial como ingrediente activo en el EPR para el tratamiento de la enfermedad de Stargardt y la DMAE seca. Además, nuestro estudio destaca la importancia de la autorradiografía por microscopía electrónica, ya que es el único método capaz de mostrar la unión del fármaco con una alta resolución intracelular.
En el mundo occidental, la degeneración macular asociada a la edad (DMAE) es la principal causa de ceguera irreversible entre los caucásicos mayores de 65 años. Se presenta en una forma húmeda, con el desarrollo de de vasos sanguíneos anormales, y en una forma seca que representa alrededor del 90% de los casos. La enfermedad de Stargardt (DS) es una forma de degeneración macular de comienzo juvenil y es una enfermedad huérfana. La DMAE seca y la enfermedad de Stargardt se caracterizan por la pérdida progresiva de la visión central, la atrofia del del epitelio pigmentario de la retina (EPR) y la acumulación de lipofuscina.
Ambas enfermedades provocan ceguera legal. Mientras que las causas patogénicas específicas de la DMAE son multifactoriales y poco conocidas, la DS está causada por un defecto de un solo gen con un carácter autosómico dominante o autosómico recesivo (90%). La pérdida de visión suele comenzar en la adolescencia. La forma autosómica recesiva de la enfermedad de Stargardt está relacionada con mutaciones en el gen ABCA4. Este gen codifica una proteína de transporte de casete de unión a ATP (ABC) situada en las membranas de disco de los segmentos externos de los conos y bastones.
La proteína ABCA4 está está implicada en el transporte de conjugados todo-trans-retinal a través de las membranas del disco. En ausencia de una proteína ABCA4 funcional, los productos bisretinoides se acumulan en las células de la retina, dando lugar a la deposición de lipofuscina, causando una degeneración secundaria de los fotorreceptores.
Aunque no existe un modelo animal para la DMAE seca, se ha descrito una cepa de ratones Abca4-/- pigmentados que se utiliza actualmente como modelo de ratón para la DS y para el aumento de la lipofuscinogénesis en general.7-11 En la actualidad, no existen tratamientos aprobados por la Food and Drug Administration para la enfermedad de Stargardt (DS) y la DMAE seca, por lo que existe una gran necesidad médica.
Se han identificado varias moléculas pequeñas por su capacidad para disminuir la nueva formación de lipofuscina en el EPR; para bloquear la formación de N-retinilideno-N-retiniletanolamina (A2E), un bisretinoide de la lipofuscina, del EPR o para eliminarla, para atacar directamente el tóxico que forma la lipofuscina del EPR o para inhibir la formación de de bisretinoides utilizando antagonistas de la proteína de unión al retinol.
Descubrimos que la clase de compuestos tetrahidropiridoéteres, en particular (7R,8R,9R)- 2,3-dimetil-8-hydroxy-7-(2-metoxietoxi)- 9-phenyl-7,8,9,10-tetrahydro-5-imidazo[1,2- h] [1,7]-naftiridina (soraprazan rebautizado como remofuscina), un potente y reversible inhibidor de la H+, K+-ATPasa, conduce a una importante eliminación de lipofuscina de las células del EPR de monos sanos sin efectos secundarios evidentes tras un tratamiento oral de un año. La eficacia de la la remofuscina y la ausencia de toxicidad en el electrorretinograma (ERG) también se ha confirmado en los ratones pigmentados Abca4-/- cuatro semanas después de una única inyección intravítrea de tipo suspensión.
Además la eliminación con éxito de la lipofuscina del cultivo de células primarias del EPR humano y de ratones Abca4-/- no tiene efectos citotóxicos y no alteró la función de las células del EPR, medida por la capacidad de fagocitosis. Por lo tanto, la remofuscina puede ser un fármaco candidato para tratar enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la acumulación de lipofuscina.
Nuestros hallazgos anteriores contribuyeron a la designación de la remofuscina como medicamento huérfano para el tratamiento de la enfermedad de Stargardt (DS) en los Estados Unidos y por la Agencia Europea del Medicamento (EU/3/13/1208) y a la financiación por parte del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (acuerdo de subvención nº 779 317) de un ensayo clínico de prueba de concepto para la enfermedad de Stargardt (DS) que se está llevando a cabo actualmente con el nombre de «STArgardt Remofuscin Treatment Trial (STARTT): Un ensayo de prueba de concepto multinacional, multicéntrico, doblemente enmascarado y controlado con placebo para evaluar la seguridad y la eficacia del soraprazán oral en la enfermedad de Stargardt» (Número EudraCT: 2018-001496-20).
En el presente estudio experimental, se investigó la penetración, distribución, y eliminación de la remofuscina tras una única inyección intravítrea en un modelo de ratón para la enfermedad de Stargardt (DS) utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento combinada con espectroscopia de masas (HPLC-MS) y la autorradiografía por microscopía electrónica de transmisión (TEM) y se comparó la sensibilidad de ambas técnicas.
Los eventos patogénicos en la enfermedad de Stargardt (DS) y en la DMAE seca son muy similares. En ambas enfermedades la acumulación de lipofuscina en las células del EPR es un rasgo distintivo de la enfermedad. La lipofuscina se considera un producto de desecho que se acumula en las células postmitóticas del organismo y puede ocupar una parte considerable del espacio citoplasmático libre de las células del EPR. La lipofuscina y uno de sus componentes, la A2E, han demostrado ejercer una serie de efectos negativos para la retina. Se acumula en compartimentos de almacenamiento llamados lisosomas. En las células que no pueden dividirse, como las células del EPR se acumula durante toda la vida. La acumulación continua a lo largo del tiempo se conoce desde hace más de 100 años, pero los mecanismos exactos que subyacen a la acumulación de lipofuscina aún no están claros.
En los pacientes con DMAE seca avanzada, las zonas de la retina adyacentes a la atrofia geográfica que tienen la mayor acumulación de lipofuscina eran las zonas con mayor probabilidad de perder la función visual en los años siguientes.
Aunque la composición de la lipofuscina varía según los diferentes tipos de células que la acumulan, siempre se han considerado no degradables todos los pigmentos de lipofuscina. Por lo tanto, fue notable y sorprendente que la lipofuscina pudiera eliminarse de las células del EPR de los monos tras un tratamiento oral con remofuscina. La prueba de concepto también se demostró en células del EPR cultivadas en humanos y ratones envejecidos, así como en el modelo de ratón con la enfermedad de Stargardt tras una única inyección intravítrea de remofuscina.
A diferencia de los abordajes existentes dirigidos al proceso de formación de lipofuscina, como la sustancia oral ALK-001 de Alkeus Pharmaceuticals (acetato de C20-D3-retinilo), que ya se encuentra en fase clínica 2, la remofuscina reduce los niveles existentes de lipofuscina en el EPR en lugar de limitarse a frenar la acumulación de más agregados tóxicos de la vitamina A. El efecto de la remofuscina administrada por vía oral se está investigando actualmente en un estudio clínico de prueba de concepto en pacientes con la enfermedad de Stargardt.
Las inyecciones intravítreas de fármacos se emplean cada vez más en la administración de medicamentos en el segmento posterior en las que el lugar de destino es la región macular y son bien toleradas por los pacientes. Dado que los pacientes con enfermedad Stargardt son generalmente jóvenes, un fármaco que sólo necesita ser inyectado intravítreamente con poca frecuencia será de gran valor. Por lo tanto, en este estudio se investigó la penetración, la distribución y la duración de la acumulación de la remofuscina.
Para obtener datos preclínicos válidos, se utilizaron ratones ABCA4-/- pigmentados, ya que es el único modelo animal que refleja la pigmentación de melanina y (melano)-lipofuscina similar a la de los pacientes con DMAE seca. Es importante destacar que muchos estudios han investigado la unión entre los fármacos y la melanina pero nuestro estudio es el primero que informa, además, de la unión entre un fármaco y la melanolipofuscina y la lipofuscina, dos pigmentos presentes en grandes cantidades en la población de edad avanzada y en los pacientes que sufren la enfermedad de Stargardt (DS) y DMAE seca.
Aunque es una técnica laboriosa, se eligió la autorradiografía con microscopio electrónico de transmisión porque es el único método capaz de mostrar con precisión donde se encuentra el fármaco.
Utilizando el 3H, este método proporciona una alta resolución celular y subcelular (alrededor de 160 nm). En comparación, la resolución espacial de la espectrometría de masas de imagen por desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI IMS) sólo es capaz de unir una resolución espacial de pocos micrómetros que permite diferenciar el EPR y las capas de fotorreceptores pero no distinguir los diferentes gránulos dentro del EPR.
Este estudio puso de manifiesto un efecto de depósito de la remofuscina en el EPR, probablemente debido a su capacidad de unirse específicamente a los pigmentos del EPR.
De hecho, se ha demostrado que la unión de la melanina afecta a la distribución y eliminación de los fármacos oculares y que los fármacos administrados por vía intravítrea alcanzan concentraciones mucho más elevadas que los fármacos administrados por vía oral y su acumulación en los tejidos pigmentados es mayor. En raras ocasiones, la unión entre la remofuscina y los melanocitos coroideos se observó por autorradiografía. Esto puede deberse a las diferencias químicas entre melanosomas del EPR y de los melanocitos coroideos o a la a la propiedad de filtro del EPR37 y/o a la eliminación de la remofuscina a través de la coriocapilaridad, que inhibe la penetración en la coroides.
En consonancia con esto, los estudios realizados en ratas indicaron que la remofuscina se une específicamente a los pigmentos del EPR tras su aplicación oral (datos no presentados).
Se sabe que muchas sustancias, incluso cuando se administran sistemáticamente para patologías no oculares (por ejemplo, hidroxicloroquina), pueden inducir complicaciones toxicológicas oculares que conducen a la degeneración de la retina debido a su afinidad con la melanina.
Aunque la remofuscina demostró claramente su afinidad con los pigmentos del EPR, ni un tratamiento oral de un año en monos ni una única inyección intravítrea causaron efectos secundarios oculares, según el control del ERG. El hecho de que la remofuscina no sólo se asocie con la lipofuscina, sino también con la melanolipofuscina y la melanina, podría ser una ventaja para el tratamiento de los pacientes con DMAE seca o DS, ya que se ha demostrado que estos dos pigmentos se asocian a la toxicidad con el aumento de la edad o durante la enfermedad.
En el estudio actual, la eliminación de pigmentos inducida por el tratamiento con remofuscina no se investigó, por lo que no se excluye que al menos una parte de la disminución de las cantidades de granos de plata a lo largo del tiempo se deba a la eliminación de los pigmentos unidos a la remofuscina.
En conclusión, este estudio confirma la afinidad específica de la remofuscina con los pigmentos del EPR en un modelo de enfermedad animal. Veinte semanas después de una única inyección de remofuscina, todavía se detectaron rastros del fármaco en el EPR, lo que demuestra un efecto de depósito. Sin embargo, hay que tener en cuenta que estos resultados se obtuvieron en un modelo de ratón y no pueden extrapolarse completamente a una cepa de ratón normal o a un tejido humano.
De hecho, estudios anteriores informaron sobre las variaciones químicas y ultraestructurales de la lipofuscina y la melanolipofuscina en diferentes cepas de ratón, así como la variación en el contenido de melanina entre diferentes especies e incluso entre regiones del mismo tejido.
Además, este estudio subraya la importancia de la autorradiografía de microscopía electrónica de transmisión (TEM), que es el único método que puede mostrar la unión de fármacos con una alta resolución intracelular de aproximadamente 0,1 micras para el tritio.
Imagen: bpspubs
Traducción: Asociación Mácula Retina.
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