Unha investigación desvela as bases moleculares da síndrome de Alström, unha enfermidade rara que causa fibrose multiorgánica

As ciliopatías forman un grupo de enfermidades que, a pesar de ser catalogadas como raras de forma individual, teñen unha prevalencia acumulada de 1 caso por cada 2000 individuos. Este grupo de enfermidades comprende 35 síndromes distintas, provocadas por mutacións en xenes asociados ao correcto funcionamento e mantemento da estrutura do cilio primario. Este orgánulo celular, que posúen practicamente todas as células do organismo, encárgase de conectar a cada célula coa súa contorna. En concreto, a vía TGF-β é unha das principais rutas reguladas polo cilio primario e tense relacionado coa aparición de fibroses en diversas patoloxías como a fibrose quística, a enfermidade renal crónica ou a enfermidade hepática crónica. Para avanzar no coñecemento das alteracións na sinalización TGF-B en ciliopatías, o investigador Brais Bea Mascato decidiu focalizar neste eido a súa tese de doutoramento. Como el mesmo explica, “céntrase en desvelar as bases moleculares da síndrome de Alström, unha enfermidade rara que causa fibrose multiorgánica”, para o que empregou diferentes técnicas bioinformáticas en combinación con outros enfoques experimentais para estudar as correlacións xenotipo-fenotipo e a regulación da vía do TGF-β co fin de propoñer posibles dianas terapéuticas para esta enfermidade".

Bea contextualiza o estudo, realizado baixo a dirección catedrática Diana Valverde, recalcando que os pacientes con ciliopatías teñen unha clínica complexa, onde a cegueira, a perda de audición, os trastornos metabólicos como obesidade ou diabetes, os problemas cardíacos ou a disfunción orgánica de fígado e ril son algúns dos síntomas máis comúns. Ademais, esta sintomatoloxía a miúdo se acompaña da aparición de tecido fibrótico en múltiples órganos. Con todo, puntualiza o investigador, “aínda non está claro se a fibrose é unha causa ou unha consecuencia nestas enfermidades e, por iso, decidiu centrarse no estudo da ruta TGF-β, xa que a longo prazo podería axudar a propoñer dianas terapéuticas. Neste sentido, engade que estas enfermidades non teñen cura e apenas existen opción terapéuticas dispoñibles, polo que considera “urxente” atopar tratamentos que axuden a mellorar a calidade de vida dos pacientes, porque a esperanza de vida na maioría dos casos non supera os 50 anos.

Modelos que reproduzan a enfermidade, anta a falta de mostras 

Brais Bea centrouse inicialmente no estudo da síndrome de Alström como ciliopatía modelo, pero terminou ampliando o seu estudo á síndrome de Bardet-Biedl. Explica que “traballar con enfermidades raras implica unha serie de limitacións” pero a máis destacada delas é “sen dúbida” o difícil acceso a mostras de pacientes. E é que como recalca o científico, a prevalencia estimada da síndrome de Alström é dun caso por cada millón de individuos e ata agora téñense reportado menos de 1000 casos en todo o mundo”. Isto levouno a crear no laboratorio modelos que reproduzan estas enfermidades e axuden a entender mellor a orixe dos síntomas. “Coa axuda de diversas técnicas de edición xenética baseadas en CRISPR”, explica, “deseñamos modelos in vitro a partir liñas celulares preestablecidas, xerando mutacións que inactiven o xene causal da enfermidade en cuestión”. Optimizar estas técnicas centrou a parte inicial da súa investigación de doutoramento, xunto coa caracterización fenotípica e validación destes modelos. Ademais, engade Bea Mascato, “tamén empregamos outras técnicas de edición xenética en peixe zebra, un organismo modelo que se emprega en ensaios preclínicos, grazas á colaboración co grupo de Pep Rotlland, no instituto de investigacións mariñas de Vigo (IIM-CSIC).

O seguinte paso foi empregar estes modelos para “estudar como responde a expresión xénica (Transcriptoma) ou proteica (Proteoma) ante a perda de función dun determinado xene ciliar en determinados contextos. O uso de metodoloxías de alto rendemento, ómicas en concreto, “permitiunos estudar a regulación e a interacción entre todos os xenes expresados nestes modelos e poder así entender cales teñen un papel máis relevante nas alteracións detectadas”.

Esta etapa supuxo “combinar e desenvolver habilidades tanto en técnicas do estado da arte en bioloxía molecular como en análises bioinformáticas”, relata. Grazas á colaboración de investigadores internacionais e ás estadías que realizou Brais Bea tanto no UCL en Londres como no EMBL-EBI en Cambridge, puido formarse “nestas tecnoloxías, imprescindibles para investigar estas enfermidades dende unha perspectiva innovadora e punteira como a que tiña en mente”.

Un primeiro paso para poder propoñer tratamentos efectivos 

A principal conclusión que Bea Mascato obtivo da súa investigación é que “a perda de función en xenes ciliares como o xene ALMS1 (Síndrome de Alström) ou BBS1 (Síndrome de Bardet-Biedl) altera a sinalización TGF-β. Non obstante, como se regulan estas alteracións difire dunha ciliopatia a outra”. Así, no caso da síndrome de Alström, explica o científico, “a perda do xene ALMS1 xera unha diminución na capacidade de migración celular e resistencia a certos estímulos apoptóticos (morte celular). Estes procesos, regulados principalmente pola ruta TGF-β poderían ser claves para entender como se xera o tecido fibrótico nesta ciliopatía”.

Por outra banda, explica, as alteracións detectadas tamén afectan á sinalización cruzada con outras rutas como a p53, a mTOR ou a SHh e diferentes proteínas como a CDC42, a CDK2 ou a AKT parecen ter un rol central e poderían ser relevantes para a aparición de fibrose e outros síntomas nestes pacientes. Con todo, Bea recalca que é preciso máis tempo e estudo para entender como se regulan estas proteínas no contexto das ciliopatías e se nalgún momento poderían chegar a ser dianas interesantes para o desenvolvemento dun potencial tratamento.

Conclúe o investigador que “entender ben cal é o papel dos xenes ciliares e como afecta a súa perda á regulación xénica en cada tecido é o primeiro paso para poder propoñer tratamentos efectivos para os pacientes”. Non obstante, resalta que a complexidade dos estudos multi-ómicos implica a intersección de múltiples campos como a bioloxía molecular, as ciencias da computación ou a estatística. Por este motivo, engade, “precísase máis tempo, recursos e a colaboración de moitos investigadores para poder chegar a conclusións robustas que nun futuro se traduzan nunha mellora da calidade de vida dos pacientes”.