Gene therapy for the treatment of neurologic and somatic mucopolysaccharidosis type II (Hunter syndrome)

Resum

a Mucopolisacaridosis tipus II (MPSII), o síndrome de Hunter, és una malaltia d’acumulació lisosòmica d’herència recessiva lligada al cromosoma X i està causada per la deficiència de l’Iduronat-2-sulfatasa (IDS), enzim que actua en la via de degradació dels glicosaminoglicans (GAGs) heparan sulfat (HS) i dermatan sulfat (DS). Aquests GAGs no degradats s’acumulen als lisosomes de manera patològica, causant disfunció cel·lular. La forma més severa i també més prevalent de la MPSII es caracteritza per una neurodegeneració crònica i progressiva del sistema nerviós central (SNC) acompanyada de disfunció multisistèmica. Com a conseqüència, els pacients de MPSII solen morir durant la segona dècada de vida. Actualment, la única opció terapèutica disponible pels pacients amb Hunter és la teràpia de substitució enzimàtica (TSE), la qual consisteix en la infusió setmanal de l’enzim recombinant. No obstant, degut a la presència de la barrera hemato-encefàlica, la TSE no és efectiva en la correcció del deteriorament neurològic, a més de presentar altres inconvenients. Per tant, el desenvolupament d’una teràpia eficient pel tractament de la patologia neurodegenerativa característica de la MPSII és una necessitat mèdica no coberta. La teràpia gènica in vivo basada en l’administració de vectors virals derivats dels virus adeno-associat (AAV) representa una alternativa atractiva pel tractament d’aquesta malaltia, ja que ofereix la possibilitat d’obtenir benefici terapèutic de per vida després d’una única administració del producte terapèutic. Així doncs, la present tesi doctoral s’ha centrat en el desenvolupament d’una estratègia de teràpia gènica per a la MPSII basada en l’administració de vectors directe al líquid cefaloraquidi (LCR) amb la finalitat de tractar simultàniament tant la patologia neurologia com la somàtica de la malaltia. Mitjançant un procediment poc invasiu, es van administrar vectors AAV de serotip 9 (AAV9) que contenien el gen murí Ids (AAV9-Ids) al LCR de ratolins MPSII de 2 mesos d’edat, els quals ja presentaven una patologia ben establerta tant a nivell del SNC com a nivell somàtic. Transcorreguts 4 i 8 mesos després de l’administració, es va avaluar l’eficàcia del tractament en contrarestar la patologia de la MPSII. A nivell del SNC, l’augment d’activitat enzimàtica IDS obtinguda mitjançant el tractament va donar lloc a la completa correcció de les lesions lisosomals característiques a la MPSII. El tractament també va donar lloc a la correcció de la disfunció lisosomal del SNC, a la normalització de l’expressió gènica del cervell i a la eradicació de la neuroinflamació característica de la malaltia. A més, mitjançant l’administració al LCR, vectors AAV9-Ids també van transduir el fetge, convertit aquest òrgan en una font de la proteïna terapèutica a nivell perifèric. En conseqüència, l’enzim IDS produït al fetge de ratolins MPSII tractats va donar lloc a la correcció de la patologia somàtica. A més, la reversió de la patologia observada en aquells teixits somàtics no transduits pel vector AAV9-Ids va evidenciar el mecanisme de correcció creuada aconseguit mitjançant l’enzim IDS circulant. A banda d’aquests efectes, el tractament també va comportar una normalització de les alteracions de comportament característiques de la malaltia, així com també un augment significatiu de la supervivència dels ratolins MPSII. L’eficàcia obtinguda mitjançant l’administració de vectors AAV9 que contenien la seqüència codificant humana IDS també es va avaluar en ratolins MPSII. Després de 1,5 mesos de tractament, es va observar un increment en l’activitat IDS al cervell, fetge i sèrum, fet que va donar lloc a la correcció del contingut de GAGs tant a nivell del SNC com a nivell somàtic. Conjuntament, els resultats obtinguts en aquest treball recolzen la translació clínica de l’aproximació de teràpia gènica basada en l’administració al LCR de vectors AAV9-IDS pel tractament de pacients de Hunter amb afectació neurològica.

Data del Ajut	11 de jul. 2016
Idioma original	Anglès
Supervisor	Maria Fatima Bosch Tubert (Director/a) & Virginia Haurigot Mendoça (Director/a)