Investigadores del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati (Estados Unidos) han superado un reto importante en el tratamiento de enfermedades cerebrales gracias al desarrollar mediante la ingeniería una terapia experimental molecular que cruza la barrera sangre-cerebro para revertir la enfermedad neurológica de almacenamiento lisosomal…
Investigadores del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati (Estados Unidos) han superado un reto importante en el tratamiento de enfermedades cerebrales gracias al desarrollar mediante la ingeniería una terapia experimental molecular que cruza la barrera sangre-cerebro para revertir la enfermedad neurológica de almacenamiento lisosomal en un modelo experimental, según publica 'Proceedings of National Academy of Sciences'.
'Este estudio proporciona un procedimiento no invasivo que se dirige a la barrera sangre-cerebro y la entrega de moléculas grandes como agentes terapéuticos para el tratamiento de trastornos neurológicos de depósito lisosomal', concretó Dao Pan, PhD, investigador principal del estudio y científico en el Instituto de Cáncer y Enfermedades de la Sangre del Hospital Infantil de Cincinnati, para quien estos resultados permitirán desarrollar fármacos contra enfermedades cerebrales como Parkinson y Alzheimer.
Estos científicos reunieron agentes moleculares grandes de la fusión parcial de una proteína grasa llamada apolipoproteína E (apoE) con una enzima lisosomal terapéutica llamada Al-idurondase (IDUA). Nombraron a los agentes IDUAe1 y IDUAe2 y los usaron inicialmente para el tratamiento de cultivos de células humanas de laboratorio de la enfermedad de mucopolisacaridosis tipo I (MPS I) y probaron los agentes en modelos experimentales de MPS I.
La MPS I es una de las enfermedades de almacenamiento lisosomal más comunes que afectan al sistema nervioso central, que en forma grave puede llegar a ser el síndrome de Hurler. En los seres humanos, los pacientes pueden sufrir hidrocefalia, retrasos en el aprendizaje y otros déficits cognitivos, por lo que, si no se trata, muchos pacientes mueren a los diez años.
Los lisosomas son parte de la maquinaria interna de una célula, que actúa como un sistema de eliminación de residuos que ayuda a las células deshacerse de los desechos para mantener la función normal. En las enfermedades de almacenamiento lisosomal como MPS I, se necesitan enzimas para disolver productos de desecho que faltan, permitiendo que estos se acumulen en las células hasta un mal funcionamiento.
En MPS I, las células carecen de la enzima de IDUA, permitiendo la acumulación anormal de un grupo de moléculas grandes llamadas glicosaminoglicanos en el cerebro y otros órganos. Los investigadores de este estudio utilizaron el nuevo procedimiento terapéutico para entregar IDUA a las células cerebrales, pero primero tenían que diseñar con éxito la terapia para llevar a IDUA a través de la barrera hematoencefálica a las células cerebrales enfermas.
La barrera hematoencefálica es un bloqueo fisiológico que altera la permeabilidad de los capilares en el cerebro y cuyo propósito es proteger el cerebro evitando que ciertos fármacos, agentes patógenos y otras sustancias extrañas entren en los tejidos del cerebro. Así, la barrera ha sido un obstáculo persistente para el tratamiento de enfermedades cerebrales con medicamentos.
Los científicos experimentaron con un conjunto de componentes derivados de la apoE grasos de proteína, que se unen a receptores de grasa en las células endoteliales que forman la superficie interior de los capilares de la barrera sangre-cerebro. Los expertos descubrieron que el marcado de algunos de los componentes de apoE a la enzima de IDUA permitió modificar la proteína para unirse a las células endoteliales y transversales a través de las células para alcanzar los tejidos del cerebro.
Los investigadores inyectaron la IDUAe1 experimental en las venas de los modelos experimentales de MPS I. Las pruebas mostraron que, a diferencia de los tratamientos actualmente disponibles de enzimas no modificadas, la enzima creada penetró la barrera hematoencefálica y entró en las neuronas del cerebro y astrocitos en una manera dependiente de la dosis.
Los investigadores también informaron de que las células cerebrales de los modelos experimentales tratados mostraron niveles normalizados de los glicosaminoglicanos y la enzima lisosomal beta-hexosaminidasa. Con un tratamiento continuo a través de la terapia génica de células madre hematopoyéticas, niveles normalizados persistieron hasta el final de un periodo de observación de cinco meses, según los autores del estudio.