CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS DE LA ATROFIA MUSCULAR ESPINAL

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SMA 2 Dubowitz 7 a 12 meses Debilidad muscular
Tremor en los dedos
Arreflexia 70%
Intelecto por arriba de lo normal
Alteraciones respiratorias
3 (>80%)
SMA 3 Kugelberg-Welander > 12 meses Dificultad en la marcha
Caídas frecuentes
Debilidad proximal principalmente de EI
3 a 4 (90%)
SMA 4 Adulto > 18 años Debilidad muscular
Atrofia muscular
> 4
 
 
BASES MOLECULARES Y ALTERNATIVAS
TERAPÉUTICAS
La causa genética de SMA en la mayoría de los pacientes (cerca del 96%) corresponde con
una mutación homocigota en el exón 7 del gen SMN1 en el locus 5q11.2-q13.3, provocando
la ausencia de la proteína de sobrevivencia de la motoneurona conocida como SMN.
Existen dos versiones del gen SMN en el genoma humano: una copia telomérica
correspondiente al gen SMN1 y un número variable de copias de SMN2 orientadas hacia el
centrómero. Los genes SMN1 y SMN2 contienen 9 exones en 20 kb de DNA genómico y
presentan una homología del 99% en su secuencia de nucleótidos. Ambos genes difieren
sólo en sus regiones promotoras y en 5 nucleótidos de su extremo 3’. La transición
silenciosa del nucleótido 6 del exón 7, citosina en SMN1 por timina en SMN2 (C6T), tiene
consecuencias en la regulación del procesamiento alternativo del pre-mRNA. Normalmente
el procesamiento alternativo del gen SMN1 resulta en la generación de RNA mensajero que
incluye el exón 7, el cual a su vez genera una proteína estable y funcional capaz de
oligomerizar, vía un dominio codificado por el exón 7, e interaccionar con otras proteínas
para formar complejos multiméricos. En cambio, en el gen SMN2 la transición C6T (C6U
en el RNA) interrumpe una secuencia potenciadora del procesamiento de RNA encargada
de mantener el exón 7, propiciando un débil reconocimiento por parte de las proteínas
reguladores de splicing. De esta forma, el 90% de los transcritos SMN2 no portan el exón 7
y codifican una proteína incompleta (Δ7SMN) la cual es degradada rápidamente por ser
altamente inestable (figura 1). Sólo el 10% de los transcritos es capaz de mantener el exón 7
(RNA de longitud total) y producir proteína funcional. Se ha descrito la presencia de un
mayor número de copias del gen SMN2 en pacientes con SMA tipo III y IV en comparación
con pacientes tipo I y II, los cuales presentan un menor número de copias (véase cuadro 1).
Este fenómeno del gen SMN2 como modificador del fenotipo se explica a nivel molecular
por la mayor proporción de transcritos SMN2 de longitud total presentes en los pacientes
tipo IV en comparación con una menor cantidad en los pacientes con SMA tipo I.
 
FIGURA
1
Procesamiento de los genes SMN1 y SMN2, y funciones nucleares y citoplásmicas de la proteína SMN.
A. A partir del gen SMN1 se genera un RNA mensajero que contiene el exón 7, el cual da lugar a la proteína
SMN funcional. En el núcleo SMN regula el procesamiento de preRNAs mediante la biogénesis de
ribonucleoproteínas (snRNP), y en el citoplasma permite el transporte de RNA mensajeros a lo largo del
axón hacia las terminales sinápticas. B. La transición C6T en el gen SMN2 provoca el reclutamiento de
factores de splicing que favorecen la remoción del exón 7 en el RNA mensajero. A partir de este transcrito
no hay producción de SMN funcional, no se ensamblan correctamente las partículas ribonucleoproteicas y se
presenta una desregulación del proceso de splicing. En el citoplasma, el transporte axonal de RNAs
mensajeros hacia las terminales sinápticas se altera dramáticamente.
 
 
Por su parte, la proteína SMN contiene 294 aminoácidos, su expresión se extiende a la
mayoría de los tejidos somáticos con niveles elevados en cerebro, en las motoneuronas y en
la medula espinal; también se ha detectado en riñón, hígado, músculo esquelético y
cardiaco, y en bajos niveles en fibroblastos y linfocitos. La proteína SMN se encuentra en el
núcleo de las células en estructuras punteadas asociadas con los cuerpos de Cajal formando
parte de un complejo macromolecular de proteínas conocido como geminas. Este complejo
SMN-geminas es indispensable para la biogénesis y ensamble de las partículas
ribonucleoproteicas nucleares pequeñas (snRNPs) componentes del spliceosoma, las cuales
son esenciales para el procesamiento de pre-mRNAs. La proteína SMN también se
encuentra en los gránulos de transporte axonal en el citoplasma, interaccionando con
proteínas de unión a RNA, regulando el transporte de RNAs mensajeros y el metabolismo
axonal (figura 1).
Si bien los procesos celulares y moleculares involucrados en la patofisiología de la
enfermedad son muy complejos y no se conocen con exactitud, existen alternativas de
tratamiento, de tipo farmacológico celular y molecular, encaminadas a desarrollar una
terapia efectiva (cuadro 2). Los primeros abordajes se basaron en el uso de agentes
neuroprotectores. La cardiotropina-1, un factor neurotrófico, tiene efectos benéficos sobre
la sobrevivencia de las motoneuronas en modelos in vitro e in vivo de SMA. En ensayos
clínicos controlados se han utilizado la gabapentina y el riluzol con la finalidad de prevenir
citotoxicidad debida a glutamato. Los agentes anabólicos como el albuterol/salbutamol
también han mostrando mejoría en parámetros clínicos miométricos. De manera muy
interesante el albuterol incrementa los niveles de transcrito y proteína SMN en fibroblastos
cultivados derivados de pacientes con SMA. La folistatina, un agente anabólico, si bien no
logra incrementar los niveles proteicos, si propicia el aumento de la masa muscular y
prolonga la sobrevivencia en modelos murinos de SMA.
 
CUADRO 2. Alternativas terapéuticas de SMA
Agente Mecanismo/efecto
Cardiotropina, gabapentin, riluzol Neurotrófico, neurotroico
Albuterol/salbutamol, folistatina Anabólico
Butirato de sodio, acido valproico Incremento en la expresión de SMN mediante inhición de HDAC
Vanadato de sodio, butirato de sodio, Tricostatina A, albuterol Retención del exón 7 en transcritos de SMN2
Oligonucléotidos antisentido, virus adenoasociados Terapia génica: expresión de SMN o retención del exón 7 de SMN2
Células madre, iPSC Terapia celular: trasplante autólogo de células madre modificadas genéticamente
 
 
Por su parte, debido a la capacidad potencial de generar proteína SMN funcional a partir
del gen SMN2, este ha sido blanco de diferentes aproximaciones experimentales. Los
inhibidores de desacetilasas de histonas (HDAC) se han utilizado con la finalidad de
promover la transcripción del gen SMN2 e incrementar los niveles de SMN, el tratamiento
con butirato de sodio y algunos derivados incrementa los niveles de transcrito de longitud
total en células en cultivo, así como en ensayos clínicos controlados. Otros inhibidores de
HDAC son la hidroxiurea y el ácido valproico, este último tiene el efecto de aumentar la
cantidad de transcrito de 2 a 4 veces en fibroblastos de pacientes y en tejido neuronal de
modelos animales. Resultados preliminares de ensayos clínicos piloto con ácido valproico
en combinación con carnitina demuestran incremento en los niveles de SMN. Se han
utilizado compuestos que promueven la permanencia del exón 7 en el transcrito SMN2
como el vanadato de sodio, un inhibidor de fosfatasas de proteínas. El butirato de sodio, el
ácido valproico y la tricostatina A, además de tener actividad inhibidora de HDAC también
tienen la capacidad de retener el exón 7 de SMN2. Por su parte, el indoprofeno es capaz de
estabilizar los niveles de la proteína SMN en fibroblastos y en modelos murinos de SMA.
La terapia génica también ha sido utilizada como estrategia terapéutica de SMA. La
administración de vectores virales del tipo adeno-asociados portadores del cDNA de SMN
como el scAAV9.CB.SMN, (el cual tiene la capacidad de atravesar la barrera
hematoencefálica), ha tenido efectos importantes sobre la severidad de la enfermedad en
modelos experimentales de SMA, de hecho, esta estrategia se encuentra ya en fases clínicas
de investigación. Asimismo, se ha utilizado la tecnología de oligonucleótidos antisentido
(ASO por sus siglas en inglés) con la finalidad de modular el procesamientoalternativo de
pre-mRNAs y promover la inclusión del exón 7. Diferentes grupos de investigación han
demostrado avances sustanciales con esta estrategia. Por otro lado, la investigación de
células madre ha abierto nuevas posibilidades para el tratamiento de SMA, en particular la
generación de células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs por sus siglas en inglés)
obtenidas por reprogramación in vitro de fibroblastos derivados de pacientes. El uso de
iPSCs no sólo permite estudiar mecanísticamente la patofisiología de la enfermedad, pues
en combinación con la terapia génica, posibilita el trasplante autólogo como terapia.
Reportes recientes indican el uso de ASO sobre iPSC derivadas de pacientes con SMA, que
son capaces de promover la permanencia del exón 7 en los transcritos SMN2 disminuyendo
el fenotipo de SMA en modelos murinos.
El uso de indicadores biológicos del estado y evolución de la enfermedad, conocidos
como biomarcadores, es muy importante en los ensayos terapéuticos en modelos animales,
estudios preclínicos y en ensayos clínicos. Los niveles absolutos de transcrito SMN2, la
cantidad de proteína SMN circulante, en asociación con la determinación del número de
unidades motoras (MUNE por sus siglas en inglés), y pruebas de función motora y
respiratoria, son determinantes para establecer conclusiones precisas. Los estudios de
biomarcadores permiten además la identificación de vías y funciones celulares asociadas
con la enfermedad, y con ello la identificación de nuevos blancos terapéuticos potenciales.
 
DIAGNÓSTICO MOLECULAR OPORTUNO Y
ASESORAMIENTO GENÉTICO
La detección de la deleción en el exón 7 del gen SMN1 se establece mediante técnicas
moleculares como reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y amplificación de sondas
dependiente de ligación (MLPA), entre otras. Mediante MLPA se puede determinar el
estado de portador así como el número de copias del gen SMN2. A pesar de que el
conocimiento de SMA ha progresado, el retraso del diagnóstico a nivel clínico y molecular
es común, lo cual se debe a la falta de experiencia clínica y de recursos para implementar la
prueba a nivel molecular. Esto provoca mal manejo en los pacientes y la falta de un
asesoramiento genético adecuado en la familia, que conlleva a angustia en los padres
incluyendo la posibilidad de tener otro hijo afectado. Además del diagnóstico, el estudio de
portadores en nuestra población, es importante para determinar el riesgo relativo de
heredabilidad en las familias mexicanas. De esta manera, la determinación oportuna del
diagnóstico clínico y molecular es fundamental no sólo para el asesoramiento genético, sino
también para el establecimiento de tratamientos y atención especializada del paciente.
 
BIBLIOGRAFÍA
 
 
Borg R, Cauchi RJ: GEMINs: potential therapeutic targets for spinal muscular atrophy?