DR. STEVEN U. WALKLEY

 

DISCURSO STEVEN U. WALKLEY

Cuando tengo que hablar ante un grupo de gente y en especial si tengo que hablar de una posible terapia, me siento muy intimidado. My discurso va a tratar el tema de la Ciclodextrina y su efecto en la enfermedad de NP. Espero que esto sea el comienzo de una charla o debate.

Ya hemos visto lo que es NP, y casi todo el mundo es consciente o conoce su proceso como enfermedad de almacenamiento enzimático. Los primeros compuestos de almacenamiento de esta enfermedad son el colesterol y los glicolípidos llamados Glucósidos (moléculas de grasa y azúcar). En células normales, el colesterol y los gangliósidos están en la membrana de la célula y mediante endocitosis entran en la célula y son procesados. Lo que ocurre en la enfermedad de NP es que éstos no se procesan de forma normal. El problema tiene lugar en el sistema endosómico/lisosómico a la hora de procesar estos compuestos.

Sabemos mucho sobre la proteína NPC 1 y la proteína NPC 2. Creemos que son muy similares y que trabajan de forma conjunta en el proceso. En el caso de esta enfermedad existe un desajuste del proceso, y éste se produce en la célula que contiene el colesterol y los gangliósidos. Esto provoca una cascada de acontecimientos como son el bloqueo del proceso en sí mismo por las respuestas emitidas por las proteínas NPC1 y NPC2, y por consiguiente el proceso se complica.

Nuestra misión es tratar varios aspectos de este problema. Uno de los enfoques es el de intentar reducir la cantidad de colesterol y gangliósidos mediante el uso de medicamentos como la Ciclodextrina y el Miglustat. Llevamos años trabajando con Miglustat y se cree que actúa sobre el compuesto del lípido Glucósido, mientras que la Ciclodextrina se cree que actúa sobre el colesterol.

Pero existen otras muchas zonas de la célula donde podemos intervenir y tendría un impacto importante sobre la enfermedad. Hay investigadores que están estudiando enfoques con: anti-oxidantes, agentes anti-apoptóticos, agentes anti-inflamatorios, autofagia estimulada, terapia genética.

Volviendo a la enfermedad NPC tipo 1 que es la que causa el bloqueo en la mayoría de los casos de NPC, la proteína está desprovista de membrana por lo que ésta no se comparte entre las células. Si queremos hacer una terapia genética, tenemos que tener el gen de un NPC para cada una de las células, y en este caso es muy difícil. Muchas enfermedades lisosómicas están exentas de la práctica de la terapia genética porque como la proteína es segregada, como también ocurre en NPC Tipo 2, no podemos obtener el gen que falta en cada célula.

Una de la terapias que ha emergido en los últimos años es la de la Ciclodextrina, de la que estoy seguro han escuchado, por lo que me gustaría revisar algunas de las preguntas más básicas entorno a este compuesto.

¿De dónde viene la idea de usar Ciclodextrina?

¿De qué compuesto está hecha?

¿Qué efectividad tiene?

¿Puede prevenir la enfermedad? ¿Puede curar la enfermedad? ¿Reduce la degeneración de células en la enfermedad?

¿Cómo funciona? ¿Qué mecanismo tiene para reducir el almacenamiento?

¿Es efectiva sólo para NPC o se puede usar para otros trastornos lisosómicos o neurodegenerativos?

¿Hay unos tipos de Ciclodextrina más efectivos que otros? Porque existen diferentes tipos de la misma.

¿Se podrían mejorar las moléculas si supiéramos cómo funciona exactamente?

¿Cómo trasladamos los resultados obtenidos hasta ahora a ensayos clínicos con pacientes de NPC?

La idea de utilizar Ciclodextrina fue un gran descubrimiento, lo que significa que no lo estábamos buscando. Lo que sucedió fue que había un grupo de científicos que estaban investigando otro compuesto llamado allopregnanolona. Este compuesto está formado por colesterol y, cuando observaron el cerebro de los ratones con la enfermedad de NP, descubrieron que estaba incompleto. La idea es que el colesterol está atrapado en las vesículas, por lo que suministraron allopregnanolona a los ratones, y el resultado fue que este compuesto tenía efectos beneficiosos e incluso reducía la acumulación de gangliósidos después del tratamiento con este compuesto.

Mi laboratorio se mostró interesado en este hallazgo e intentamos replicar el estudio para entender cómo la allopregnanolona puede ayudar y tener un efecto positivo en esta enfermedad. Analizando bien los resultados y examinando todo de forma meticulosa, descubrimos que no sólo la allopregnanolona es beneficiosa para los animales, sino que si tomamos el medio en el que se disuelve la allopregnanolona, que es la Ciclodextrina, se consiguen los mismos beneficios. La pregunta es entonces: ¿por qué no se tuvo esto en cuenta cuando se realizó el primer estudio con la allopregnanolona? Es difícil de responder, pero lo que si está claro en mi laboratorio y otros laboratorios es que sólo se necesita el medio, es decir, la Ciclodextrina para obtener resultados beneficiosos.

Incluso intentamos disolver allopregnanolona en otros medios y no produjo ningún beneficio, excepto cuando utilizamos una concentración del medio menor. Por lo que, la situación actual es que no hay pruebas evidentes de que el allopregnanolona produzca beneficios, es la Ciclodextrina, el medio en el que se disuelve ese medicamento, el que sí los produce.

¿Cómo son estas moléculas? Las conocemos hace tiempo y tienen una forma similar a un doughnut. Son moléculas de azúcar cíclicas. En el ejemplo hay 3 (α, β and У), compuestas por 6, 7 y 8 compuestos de azúcar o unidades dentro del anillo. Sin embargo, pueden representarse en diferentes formas (ver diapositiva siguiente página).

 

Se usan con bastante frecuencia. En EEUU tenemos un protocolo llamado Fabreeze, no se si todo el mundo lo conoce. Se trata de un motor clínico. La Ciclodextrina está presente en muchos productos alimenticios, e incluso se usa en medicina. Los biólogos encargados del estudio de las células la han utilizado durando mucho tiempo para extraer colesterol de las membranas de la célula y para el cultivo celular. La realidad es que se puede eliminar colesterol de la membrana simplemente con el suministro de Ciclodextrina en las células que lo almacenan.

¿Qué efectividad tiene la Ciclodextrina? Lo cierto es que es más efectiva en la enfermedad de NP que en ninguna otra enfermedad, y yo creo que de ahí es dónde viene tanta emoción acerca de este compuesto. En el estudio hecho con ratones se administra la Ciclodextrina un día sí y otro no, y los resultados muestran que se duplica la vida del ratón, con lo que en lugar de morir a las 11 semanas más o menos, viven hasta 200 días. Y estos resultados también se han obtenido en los estudios realizados con gatos. Por lo que los resultados son mucho mejores que lo que se obtuvieron con Miglustat y con lo que se haya obtenido con ningún otro agente.

El proceso es el siguiente: suministramos este compuesto a los ratones en la primera semana de vida por vía subcutánea un día sí y otro día no. El resultado es que los síntomas de la enfermedad empiezan a aparecer a las 9, 10 u 11 semanas de vida, en lugar de a las 6 semanas cuando no se le suministra el compuesto. Desafortunadamente no lo cura, pero si retrasa su aparición, además de reducir el almacenamiento y la degeneración de neuronas en el cerebro.

En la diapositiva (siguiente página) podemos ver los compuestos de almacenamiento en interacción con algunos agentes. A la derecha visualizamos la acumulación de colesterol en las neuronas. Las zonas blancas representan el colesterol mientras que las zonas marrones son las neuronas. El primer panel de la izquierda representa un ratón que no recibió ningún tratamiento. Éste muere a los 86 días por enfermedad NP. En los dos paneles de la derecha, vemos que los ratones viven casi hasta 200 días después de haberlos tratado con Ciclodextrina. Lo que se observa en la parte derecha es que muchas neuronas no presentan acumulación de colesterol, aunque algunas sí. Pero sin duda limita la acumulación de colesterol en las células. Y lo mismo ocurre con los gangliósidos.

 

La clave en este proceso es que estamos suministrando el tratamiento muy pronto y parece que de esta forma se previene una mayor acumulación, pero la pregunta es: ¿Qué ocurriría si administrásemos el tratamiento a una edad más avanzada? ¿Podemos reducir la acumulación a un nivel por debajo del que tenía antes del tratamiento? La realidad es que si comparamos los ratones que han recibido el tratamiento con los que no lo han recibido en la misma edad que cuando empezamos el tratamiento, encontramos que hay menor acumulación de la que había en un principio.

Otra característica de la enfermedad de NPC es que mueren algunas neuronas. Las células Purkinje, que están en el cerebelo, son las encargadas de nuestro sistema motor, y no sabemos porqué son bastante susceptibles a degenerarse. Podemos seguir el proceso de estas células mediante un anticuerpo que reconoce las células Purkinje. Si miramos la primera diapositiva (ver página siguiente) de un ratón con NPC sin tratamiento, las células Purkinje sólo están presentes en un lóbulo del cerebelo, mientras que si miramos la última diapositiva, que representa a un ratón sano, las células Purkinje aparecen de forma uniforme. Si lo analizamos con distinta terapia, la segunda diapositiva de un ratón con NPC tratado con Miglustat a la misma edad que la primera diapositiva, vemos que los resultados son mucho mejores y hay mayor cantidad de área marrón, por lo que se deduce que sí recupera células Purkinje. En la cuarta diapositiva se representa el cerebelo de un ratón que recibió un tratamiento combinado de Miglustat y Cyclodextrin y podemos observar que el área marrón es casi uniforme. Por tanto, el resultado es que con este compuesto no podemos prevenir la degeneración de neuronas pero sí ralentizar el proceso.

 

 

¿Cómo funciona la Ciclodextrina? Suministramos las inyecciones de Ciclodextrina en el sistema sanguíneo y éste se comunica con las neuronas en el cerebro. Éstas están protegidas del sistema vascular por la barrera sanguínea del cerebro (BBB), que previene la entrada de gran cantidad de componentes tóxicos en el cerebro. La mayoría de expertos en Ciclodextrina están de acuerdo en que la barrera del cerebro no permite la entrada de la Ciclodextrina. Davis Begley, que está trabajando con la barrera del cerebro os comentará más sobre esto. Se trata de algo difícil de entender, ¿cómo podemos reducir la acumulación en las neuronas si la Ciclodextrina sólo actúa en el sistema sanguíneo? Desafortunadamente este es el punto donde nos encontramos en la actualidad. Algunos expertos en NPC creen que la Ciclodextrina entra en las neuronas, pero quizás en una cantidad muy pequeña. Si esta suposición fuera cierta, ¿qué pasaría?

En principio, podríamos extraer el colesterol fuera de la membrana, y si así fuera reduciríamos su acumulación.

Otra idea podría ser la introducción de la Ciclodextrina en la célula de manera que movilice el colesterol del endosoma/lisosoma. Hay un grupo de investigación trabajando en esta idea.

Tenemos que preguntarnos: ¿cómo funcionaría la Ciclodextrina si asumiéramos que este escenario es cierto?

Miramos el lisosoma recubierto con colesterol y quizás la Ciclodextrina reemplaza la proteína NPC1 o la NPC2. Otra pregunta sería: si no tuviéramos NPC1 y NPC2 ¿seguiría siendo beneficiosa la Ciclodextrina? Para responder a esa pregunta creamos un ratón en mi laboratorio que carecía de una de ellas y el resultado es que el ratón que tenía una de las proteínas presentaba las mismas características que el que no tenía ninguna de las dos proteínas. Por tanto, la Cyclodectrina funciona en ausencia o presencia de estas proteínas.

Se pueden preguntar, si funciona para NPC1 y NPC2, ¿puede funcionar para otras enfermedades lisosomáticas? Existen muchas enfermedades que presentan la acumulación de colesterol y de gangliósidos. Hicimos la prueba con GM1 y MPS (ambas enfermedades que presentan acumulación de colesterol y gangliósidos). Administramos Ciclodextrina y el resultado es que no funcionó para ninguna de las dos. Estamos intentando administrarla en otras enfermedades pero aún no se han obtenido resultados.

Otra pregunta importante es: ¿hay alguna Ciclodextrina mejor que otra? Probamos distintas formas de Ciclodextrina. Por ejemplo el Trappsol, que es un compuesto aprobado por la FDA, pero no cómo fármaco, sino como medio para disolver otros fármacos aprobados por la misma. Esto significa que los humanos reciben inyecciones de Trappsol en conjunción con otros compuestos. Hay otros compuestos como Beta-Captisol que es otra Beta-Ciclodextrina, también aprobada por la FDA. Probamos los que se muestran en la diapositiva (al final del párrafo) y lo cierto es que Trappsol es más efectivo que ninguna otra forma de Ciclodextrina, por lo que para futuros experimentos con NPC, Trappsol es un buen candidato. Pero quizás piensan, Trappsol es bueno pero podríamos mejorarlo. Y la realidad es que hay muchos laboratorios centrados en esto, incluido el mío, por lo en el período de un año o año y medio espero que podamos ver nuevos hallazgos.

 

Y finalmente la pregunta más difícil: ¿podemos utilizar Cyclodextrin en humanos?

La mayoría de vosotros conoce la existencia de una familia en EEUU que está tratando a sus hijas con Ciclodextrina por medio de inyecciones intravenosas. Existe otra familia en Brasil también.

Se trata de un proceso complejo. Las inyecciones son muy lentas. Otro dato a tener en cuenta es si la Ciclodextrina tiene efectos secundarios. En nuestros estudios y en el de los de gatos hay cierta preocupación al inyectar la Ciclodextrina. Y es que puede que produzca pérdida de oído, especialmente si se inyecta directamente en el líquido de la columna, pero incluso inyectándola de forma normal encontramos que hay un tipo de célula que no elimina el colesterol y crea macrófagos en los pulmones, por lo que podría causar efectos secundarios en los pulmones. Hasta lo que no conozco ninguno de estos efectos han aparecido en las familias de EEUU y Brasil, pero no sigo los resultados clínicos al detalle.

¿Cómo se administra la Ciclodextrina en humanos? En la actualidad se está haciendo de forma intravenosa.

Entonces, ¿podemos trasladar los ensayos clínicos a pacientes? Todo lo que puedo decir es que hay un gran debate sobre este tema y estamos trabajando en ello. Creo que en el próximo año podremos hablar más sobre este tema.

Gracias a toda la gente que colabora conmigo en el laboratorio y a todos los laboratorios que forman el grupo SAOR- NPC, entre los que se encuentra el del Dr.Ory. Se trata de un esfuerzo común en la búsqueda de terapias para la enfermedad de NPC.

Muchas gracias.

 

 

 

 

 

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