La terapia génica mediante vectores de virus adenoasociados recombinantes (AAV) dirigida a las células bipolares ON revierte de forma estable la ceguera nocturna estacionaria congénita LRIT3 en perros

Investigadores de la Facultad de Veterinaria y sus colegas han desarrollado una terapia génica que restablece la visión cuando hay poca luz en perros con una forma congénita de ceguera nocturna, lo que ofrece la posibilidad de tratar una patología similar en las personas.

Las personas con ceguera nocturna estacionaria congénita (CSNB) son incapaces de distinguir objetos en condiciones de poca luz. Esta limitación supone un reto, especialmente cuando no hay iluminación artificial o cuando se conduce de noche.

En 2015, los investigadores de la Escuela de Medicina Veterinaria de Penn aprendieron que los perros podrían desarrollar una forma de ceguera nocturna hereditaria con gran similitud con la patología en las personas. En 2019, el equipo identificó el gen responsable.

En la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, han informado de un gran avance: una terapia génica que devuelve la visión nocturna a los perros nacidos con CSNB. El éxito de este método, que se dirige a un grupo de células situadas en la profundidad de la retina denominadas células bipolares ON, supone un paso importante hacia el objetivo de desarrollar un tratamiento tanto para los perros como para las personas con esta enfermedad, así como para otros problemas de visión que implican la función de las células bipolares ON.

Los perros con CSNB que recibieron una única inyección de la terapia génica empezaron a expresar la proteína LRIT3 sana en sus retinas y fueron capaces de recorrer hábilmente un laberinto con poca luz. El tratamiento también parece ser duradero, con un efecto terapéutico sostenido que dura un año o más.

«Los resultados de este estudio piloto son muy prometedores», afirma Keiko Miyadera, autora principal del estudio y profesora adjunta de Penn Vet. «En las personas y los perros con ceguera nocturna estacionaria congénita, la gravedad de la enfermedad es constante y no cambia a lo largo de su vida. Además, pudimos tratar a estos perros en la edad adulta, entre 1 y 3 años de edad. Esto hace que estos hallazgos sean prometedores y relevantes para la población de pacientes humanos, ya que teóricamente podríamos intervenir incluso en la edad adulta y ver una mejora en la visión nocturna.»

En el trabajo anterior, el equipo de Penn Vet, en colaboración con grupos de Japón, Alemania y Estados Unidos, descubrió una población de perros con CSNB y determinó que las mutaciones en el gen LRIT3 eran las responsables del deterioro de la visión nocturna de los perros. El mismo gen se ha relacionado también con ciertos casos de CSNB en humanos.

Esta mutación afecta a la función de las células bipolares ON, pero, a diferencia de lo que ocurre en algunas enfermedades que provocan ceguera, la estructura general de la retina en su conjunto permanece intacta. Esto dio al equipo de investigación la esperanza de que al proporcionar una copia normal del gen LRIT3 se podría restaurar la visión nocturna de los perros afectados.

Sin embargo, aunque los investigadores de la División de Terapias Experimentales de la Retina de la Universidad de Pensilvania han desarrollado terapias génicas eficaces para otros trastornos que provocan ceguera, ninguno de estos tratamientos anteriores se ha dirigido a las células bipolares ON, situadas en la profundidad de la capa media de la retina.

«Con esta terapia génica nos hemos adentrado en la tierra de nadie de la retina«, afirma William A. Beltrán, coautor y profesor de Penn Vet. «Esto abre la puerta al tratamiento de otras enfermedades que afectan a las células bipolares ON».

Los investigadores superaron el obstáculo de dirigirse a estas células relativamente inaccesibles con dos hallazgos clave. En primer lugar, mediante un riguroso proceso de selección realizado en colaboración con colegas de la Universidad de California, Berkeley, dirigidos por John Flannery, y de la Universidad de Pittsburgh, dirigidos por Leah Byrne, identificaron un vector para el gen LRIT3 sano que permitiera que el tratamiento llegara a las células previstas. Y, en segundo lugar, emparejaron el gen sano con un promotor -la secuencia genética que ayuda a iniciar la «lectura» del gen terapéutico- que actuaría de forma específica para cada célula.

«Las terapias anteriores en las que hemos trabajado se han dirigido a los fotorreceptores o a las células del epitelio pigmentario de la retina«, dice el coautor Gustavo D. Aguirre, profesor de Veterinaria de Penn. «Pero el promotor que utilizamos aquí es muy específico al dirigirse a las células bipolares ON, lo que ayuda a evitar posibles efectos fuera del objetivo y la toxicidad».

Los investigadores sospechan que la restauración del gen LRIT3 funcional permite que las señales pasen de las células fotorreceptoras a las células bipolares ON. «LRIT3 se expresa en las puntas de los «dedos» de estas células», dice Beltrán. «Introducir este transgén es esencialmente permitir que las dos células se den la mano y se comuniquen de nuevo».

Una cuestión abierta es si la selección de las células fotorreceptoras y de las células bipolares ON podría conducir a una mejora aún mayor de la visión nocturna. Otros grupos de investigación que estudian estas patologías en ratones han dirigido la terapia a las células fotorreceptoras y han comprobado que se recupera parte de la visión, lo que sugiere una posible vía para potenciar los efectos de la terapia génica.

Y aunque la terapia permitió la recuperación funcional -los perros fueron capaces de recorrer un laberinto cuando su ojo tratado estaba destapado, pero no cuando estaba tapado-, la copia sana del gen sólo se expresaba en un 30% de las células bipolares ON. En un trabajo de seguimiento, los investigadores esperan aumentar esta tasa de captación.

«Tuvimos un gran éxito en este estudio, pero vimos que algunos perros se recuperaban mejor que otros», dice Miyadera. «Nos gustaría seguir trabajando para maximizar el beneficio terapéutico sin dejar de garantizar la seguridad. Y hemos visto que este tratamiento es duradero, pero ¿es de por vida después de una inyección? Eso es algo que nos gustaría averiguar».

El equipo también planea modificar la terapia para utilizar la versión humana del gen LRIT3, un paso necesario para trasladar el tratamiento a personas con CSNB y realizar un eventual ensayo clínico.

Miyadera, Beltrán y Aguirre son coautores del estudio junto con Evelyn Santana, Karolina Roszak, Sommer Iffrig, Yu Sato, Alexa Gray, Ana Ripolles García y Valerie Dufour, de Penn Vet; Simone Iwabe, Ryan F. Boyd y Joshua T. Bartoe; y Meike Visel, John G. Flannery y Leah C. Byrne (ahora en la Universidad de Pittsburgh) de la Universidad de California, Berkeley.

Keiko Miyadera es profesora asistente de oftalmología en el Departamento de Ciencias Clínicas y Medicina Avanzada de Penn Vet.

William Beltrán es profesor de oftalmología en el Departamento de Ciencias Clínicas y Medicina Avanzada de Penn Vet y director de la División de Terapias Experimentales de la Retina.

Gustavo D. Aguirre es profesor de genética médica y oftalmología en el Departamento de Ciencias Clínicas y Medicina Avanzada de Penn Vet.

Imagen: Una única inyección de terapia génica que contenía una versión normal del gen LRIT3 dio como resultado la restauración duradera de la visión nocturna en perros afectados por una forma de ceguera nocturna estacionaria congénita similar a la que afecta a los humanos. (Imagen: cortesía de Keiko Miyadera)

Terapia génica dirigida a las células bipolares ON revierte de forma estable la ceguera nocturna estacionaria congénita LRIT3 en perros

Traducción: Asociación Mácula Retina

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