Un equipo interdisciplinar de científicos del NEI (National Eye Institute), perteneciente a los INH de Estados Unidos, ha desarrollado una terapia génica que rescata los defectos de los cilios en células sensibles a la luz, derivadas de pacientes con Amaurosis Congénita de Leber (LCA), una enfermedad que causa ceguera en la primera infancia.
Usando organoides de retina derivados de pacientes, los investigadores descubrieron que un tipo de LCA, causado por mutaciones en el gen NPHP5 (también llamado IQCB1), conduce a defectos severos en el cilio primario, una estructura que se encuentra en casi todas las células del cuerpo.
Los hallazgos no solo arrojan luz sobre la función de la proteína NPHP5 en el cilio primario, sino que también abren la puerta hacia un tratamiento potencial para esta condición que causa ceguera.
En un estudio experimental que difunde Stem Cell Reports, el doctor Anand Swaroop destaca que “es muy triste ver a los niños pequeños quedarse ciegos desde el inicio temprano de la LCA. La deficiencia de la proteína NPHP5 causa ceguera temprana en su forma más leve y, en formas más graves, muchos pacientes también presentan enfermedad renal junto con degeneración de la retina”.
“Hemos diseñado un enfoque de terapia génica -detalla- que podría ayudar a prevenir la ceguera en niños con esta enfermedad y que, con investigación adicional, tal vez incluso podría ayudar a tratar otros efectos de este mal”.
El doctor Swaroop es un referente en el estudio de cómo las células madre se convierten en células nerviosas (particularmente fotorreceptores) en la retina, así como de qué manera estas neuronas se conectan entre sí y cómo se vuelven disfuncionales o mueren durante el envejecimiento o en condiciones de enfermedad. Su objetivo es desarrollar nuevos tratamientos de ceguera en la retina.
Amaurosis Congénita de Leber
Como explican en Orphanet, la Amaurosis Congénita de Leber es una enfermedad genética rara que da lugar a la degeneración de la retina sensible a la luz, en la parte posterior del ojo. Su prevalencia es de 1/50.000 – 1/33.000 nacidos vivos y es la causa del 5% de todas las distrofias retinianas y el 20% de los casos de ceguera en niños en edad escolar.
La LCA se caracteriza por una agudeza visual gravemente reducida (≤ 20/400) o ceguera durante el primer año de vida. Dependiendo de la causa genética, pueden presentarse respuesta pupilar lenta, movimientos oculares errantes, fotofobia, hipermetropía elevada, nistagmo, estrabismo convergente o queratocono.
El signo óculo-digital de Franceschetti, que incluye el apretar, presionar y frotar los ojos es patognomónico. La LCA puede estar asociada a mutaciones en genes ligados a síndromes que se presentan con retraso del neurodesarrollo, discapacidad intelectual, comportamiento oculomotor tipo apraxia (dificultad del movimiento ocular) y disfunción renal.
El diagnóstico diferencial incluye la retinosis pigmentaria, los síndromes de Alström, Joubert, Senior-Loken, el conorrenal, la lipofuscinosis ceroide neuronal infantil y la enfermedad de Stargardt. La ceguera cortical es un diagnóstico erróneo frecuente cuando existe un acceso limitado a los análisis funcionales o a los exámenes morfológicos de alta resolución.
En la actualidad, la LCA es una enfermedad incurable. El tratamiento es principalmente de soporte e incluye la corrección del error refractario y el uso de ayudas de baja visión.
El uso de terapias tales como la terapia génica (particularmente para RPGRIP y CEP290) y optogenética (diana genética de moléculas sensibles a la luz en células residuales de una retina degenerada) se están investigando. A todo esto hay que añadir que, al menos, 25 genes defectuosos pueden causar esta enfermedad.
Organoides retinianos
El equipo de Swaroop recogió muestras de células madre de dos pacientes con déficit de la proteína NPHP5, que se utilizaron para generar organoides retinianos; esto es, grupos de tejidos cultivados que poseen muchas de las características estructurales y funcionales de la retina nativa real.
Los organoides retinianos derivados de pacientes son particularmente valiosos, explican, porque imitan de cerca el genotipo y la presentación de la enfermedad retiniana en pacientes reales y proporcionan un entorno de tejido «similar al humano» para probar intervenciones terapéuticas, incluidas las terapias génicas. Al igual que en los pacientes, estos organoides mostraron defectos en los fotorreceptores, incluida la pérdida de segmentos externos del mismo.
En una retina sana, los segmentos externos de los fotorreceptores contienen moléculas sensibles a la luz, conocidas con el nombre de opsinas. Cuando el segmento externo se expone a la luz, el fotorreceptor inicia una señal nerviosa que viaja al cerebro y media la visión. El segmento externo del fotorreceptor es un tipo especial de cilio primario, una estructura antigua que se encuentra en casi todas las células animales.
En un ojo sano, se cree que la proteína NPHP5 se asienta en una estructura similar a una puerta en la base del cilio primario que ayuda a filtrar las proteínas que llegan a él. Estudios previos en ratones demostraron que NPHP5 está involucrado en el cilio, pero aún no conocen el papel exacto de esta proteína en el cilio fotorreceptor, ni está claro exactamente cómo las mutaciones afectan a la función de la proteína.
Ahora, los investigadores encontraron niveles reducidos de proteína NPHP5 dentro de las células organoides retinianas derivadas del paciente, así como niveles reducidos de la proteína CEP-290, que interactúa con NPHP5 y forma la puerta del cilio primario.
Está demostrado que las mutaciones en CEP-290 constituyen la causa más común de Amaurosis Congénita de Leber. Además, faltaban por completo los segmentos externos de los fotorreceptores en los organoides de la retina y la proteína opsina, que debería haberse localizado en los segmentos externos, se encontró en otro lugar en el cuerpo de la célula fotorreceptora.
Finalmente, cuando este equipo del NEI introdujo un vector viral adenoasociado que contenía una versión funcional de NPHP5 como vehículo de terapia génica, los organoides de la retina mostraron una restauración significativa de la proteína opsina concentrada en la situación adecuada en los segmentos externos.
