Tratamiento de la enfermedad de Lafora mediante terapia génica basada en virus adeno-asociados

• Autores: Luis Zafra Puerta
• Directores de la Tesis: José María Serratosa Fernández (dir. tes.), Marina P. Sánchez García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 220
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carmen Cavada Martinez (presid.), Pascual Sanz Bigorra (secret.), Javier de Felipe (voc.), Antonio Gil Nagel (voc.), Juan Antonio Bueren Roncero (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Neurociencia por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Medicina interna
      • Neurología
    • Patología
      • Neuropatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen
  • español

    La enfermedad de Lafora es una forma rara y letal de epilepsia mioclónica progresiva. Está producida por mutaciones con patrón de herencia autosómica recesiva en uno de dos genes: el gen EPM2A, que codifica para una fosfatasa de actividad dual llamada laforina, o el gen EPM2B, el cual codifica para una E3 ubiquitina ligasa llamada malina. La enfermedad aparece generalmente durante la niñez o adolescencia temprana, cursando con crisis epilépticas recurrentes y produciendo un deterioro neurológico progresivo que termina, habitualmente, con la muerte del paciente entre los 5 y los 15 primeros años desde la aparición de los primeros síntomas.

    Laforina y malina forman un complejo funcional que regula diversos procesos celulares, como el metabolismo del glucógeno, el plegamiento proteico, la autofagia o el control del estrés oxidativo. Alteraciones en la formación de este complejo proteico lleva a la desregulación de estos procesos celulares, dando lugar a estrés del retículo endoplasmático, estrés oxidativo y a la formación y acumulación del marcador histopatológico de la enfermedad, los cuerpos de Lafora.

    Actualmente, no existe tratamiento eficaz para tratar esta enfermedad. Dada su condición como enfermedad monogénica, la enfermedad de Lafora se postula como candidata potencial para ser tratada mediante terapia de aumento o reemplazo génico. De entre todos los vectores génicos empleados, los virus adeno-asociados se encuentran entre los candidatos más prometedores para tratar enfermedades que afectan al sistema nervioso central. Por otro lado, el reposicionamiento de fármacos aprobados para otras enfermedades supone un enfoque interesante ya que los compuestos presentan riesgos reducidos, lo que disminuye los costes de desarrollo y acorta los plazos necesarios para su implementación. Esto, unido a los prometedores resultados obtenidos tras estudiar la eficacia de tratamientos para enfermedades de acumulación de glucógeno basados en la degradación directa de los poliglucosanos, proporciona una perspectiva alentadora para la investigación y el tratamiento de la enfermedad de Lafora.

    En este trabajo, demostramos el potencial terapéutico de la terapia génica utilizando vectores rAAV como vehículo de los genes EPM2A o EPM2B, administrados de manera intracerebroventricular o intravenosa, en los modelos murinos de la enfermedad de Lafora Epm2a-/- y Epm2b-/-. Por otro lado, hallamos que la administración intracerebroventricular del fármaco aprobado para la enfermedad de Pompe, Myozyme®, en los modelos murinos Epm2a-/- y Epm2aR240X de la enfermedad de Lafora resulta ineficaz para esta condición

  • English

    Lafora disease is a rare and fatal form of progressive myoclonus epilepsy. It is caused by mutations with an autosomal recessive inheritance pattern in one of two genes: the EPM2A gene, which encodes the dual-specificity phosphatase laforin, or the EPM2B gene, encoding the E3 ubiquitin ligase malin. The disease appears during childhood or early adolescence with recurrent epileptic seizures and progressive neurological deterioration that leads to death usually between 5 and 10 years after the onset of the disease.

    Laforin and malin form a functional complex that regulates various cellular processes, such as glycogen metabolism, protein folding, autophagy or the control of oxidative stress. Alterations in the formation of this protein complex lead to the deregulation of these cellular processes, giving rise to endoplasmic reticulum stress, oxidative stress and the formation and accumulation of the histopathological marker of the disease, Lafora bodies.

    Currently, there is no effective treatment for this disease. Given its status as a monogenic disorder, Lafora disease is postulated as a potential candidate to be treated by gene augmentation or replacement therapy. Of all the gene vectors used, adeno-associated viruses are the most promising candidates for treating diseases of the central nervous system.

    On the other hand, drug repurposing is an interesting approach since the compounds show reduced risks, which reduces development costs and shortens the times necessary for their implementation. This, together with the promising results obtained after studying the effectiveness of treatments for glycogen storage diseases based on the direct degradation of polyglucosans, provides an encouraging perspective for the research and treatment of Lafora disease.

    In this work, we demonstrate the therapeutic potential of gene therapy using rAAV vectors as a vehicle for the EPM2A or EPM2B genes, administered intracerebroventricularly or intravenously, in the Epm2a-/- or Epm2b-/- mouse models of Lafora disease. On the other hand, we found that a single or prolonged intracerebroventricular administration of the drug approved for Pompe disease, Myozyme®, in the Epm2a-/- and Epm2aR240X mouse models of Lafora disease is ineffective for this condition