Los bloqueadores de histona desacetilasa muestran potencial en el tratamiento de la FA, según un estudio

Fuente original: por Steve Bryson PhD | 

Los compuestos que bloquearon la actividad de las histonas desacetilasas, enzimas que suprimen la actividad de los genes, aumentaron la actividad del gen FXN , que es bajo en personas con ataxia de Friedreich (FA) y limita los niveles de proteína frataxina, según demostró un estudio de prueba de concepto.

Los investigadores utilizaron células nerviosas derivadas de pacientes con AF para detectar posibles medicamentos y recomendaron este enfoque como un modelo preclínico «excelente» para trabajar en el desarrollo de terapias para la AF.

El estudio, » Inhibidores de histona desacetilasa seleccionados revierten el defecto transcripcional de frataxina en un nuevo sistema informador neuronal derivado de células madre pluripotentes inducidas por ataxia de Friedreich «, se publicó en la revista Frontiers in Neuroscience .

La AF es causada por una mutación en el gen FXN , que codifica la frataxina, una proteína esencial para el buen funcionamiento de las mitocondrias productoras de energía, y se expresa (produce) principalmente en tejidos con una tasa metabólica alta.

La mutación desactiva efectivamente el gen FXN , lo que lleva a una severa reducción en los niveles de frataxina. Dirigirse a la activación alterada de FXN es una estrategia terapéutica potencial para mejorar la expresión de frataxina y aliviar los síntomas.

Un método para identificar medicamentos potenciales que aumentan la actividad de FXN es utilizar células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC) reprogramadas a partir de células aisladas de pacientes con AF. Luego, estas iPSC pueden transformarse aún más en células nerviosas (neuronas), y los compuestos pueden probarse para determinar si aumentan la producción de frataxina.

Este fue el enfoque utilizado por los investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham y evaluado para la prueba de concepto.

El trabajo inicial aisló fibroblastos de pacientes con AF, el tipo de célula más común en el tejido conectivo, y reprogramó los fibroblastos en iPSC. Estas células se modificaron de manera que la actividad del gen FXN potenciado y la expresión de frataxina pudieran medirse fácilmente. Luego, las iPSC modificadas se transformaron en células precursoras de neuronas llamadas células progenitoras neurales (NPC), así como en neuronas completamente maduras.

Para demostrar que estas neuronas derivadas de pacientes pueden demostrar actividad FXN , el equipo las expuso a RG109, un inductor conocido del gen FXN que inhibe la actividad de las histonas desacetilasas (nuevamente, enzimas que suprimen la actividad génica). RG109 aumentó la actividad de FXN ; los niveles de ARN mensajero (ARNm) de FXN , la molécula que lleva las instrucciones genéticas para producir frataxina; y los niveles de proteína frataxina.

A continuación, los NPC fueron expuestos a 281 compuestos diferentes conocidos por los procesos de destino involucrados en la regulación de la actividad génica. Después de dos rondas independientes de selección, se identificaron 16 compuestos como candidatos para una evaluación adicional.

Entre estos compuestos, se demostró que cinco aumentan la actividad de FXN en uno o dos días: entinostat, mocetinostat, cerdulatinib, CI994 y UF 010, todos los cuales son terapias experimentales contra el cáncer.

El análisis dependiente de la dosis demostró que cerdulatinib, mocetinostat y entinostat aumentaron la actividad de FXN en dosis bajas, lo que significa que fueron más potentes, mientras que CI994 y UF 010 requirieron concentraciones más altas para lograr el mismo nivel de actividad y, por lo tanto, fueron menos potentes.

Después de exponer las células a una alta concentración durante dos días, ninguno de estos compuestos mostró efectos tóxicos evidentes medidos por la liberación de LDH, un marcador de daño celular.

Una prueba de validación separada mostró una actividad elevada de FXN en NPC con una dosis alta de mocetinostat y entinostat y, en menor medida, con CI994 y UF 010 en comparación con el control del vehículo. Consistentemente, hubo una expresión hasta 2,5 veces mayor de proteína frataxina madura. Cerdulatinib no logró aumentar los niveles de proteína de actividad FXN en esta evaluación.

El equipo confirmó estos resultados en dos líneas celulares NPC adicionales derivadas de diferentes pacientes con FA.

Por último, estos compuestos se probaron en neuronas completamente maduras creadas a partir de pacientes con AF. Aquí, mocetinostat, entinostat y CI994, todos bloqueando la actividad de las histonas desacetilasas, aumentaron el ARNm de FXN hasta tres veces y los niveles de proteína frataxina hasta 1,75 veces.

“Un sistema informador basado en células de pacientes que utiliza la expresión de FXN endógeno [dentro de las células] como lectura representa un modelo excelente para evaluar cualquier enfoque preclínico destinado a aumentar los niveles de ARNm o proteína de FXN ”, concluyeron los investigadores.