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El presente y el futuro | 02 DIC 16

Progresos en fibrosis quística

Evolución de los tratamientos estándar y de las nuevas terapias dirigidas para el manejo de la fibrosis quística
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Resumen:
El seguimiento estándar y el tratamiento sintomático han permitido que la mayoría de los pacientes con fibrosis quística vivan hasta la edad adulta joven. Sin embargo, muchos pacientes todavía mueren prematuramente por insuficiencia respiratoria. Por lo tanto, las investigaciones para mejorar estas terapias son importantes y pueden tener relevancia para otras enfermedades -por ejemplo, al explorar cómo aumentar la hidratación de las vías respiratorias, cómo reducir con seguridad el aumento de la respuesta inflamatoria pulmonar y cómo combatir mejor las infecciones pulmonares asociadas con la fibrosis quística.

En paralelo, el desarrollo de moduladores que apuntan a la disfunción del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (en inglés cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR) está avanzando rápidamente. Los tratamientos existentes son específicos para ciertas mutaciones, o clase de mutación, en el CFTR. Está disponible un tratamiento efectivo, aunque no totalmente correctivo, para los pacientes con mutaciones de clase III, y un tratamiento con moderado rendimiento para pacientes homocigotas para Phe508del, aunque a un costo muy alto.

Se están explorando tratamientos correctivos que son no específicos para la clase de mutación y por lo tanto aplicables a todos los pacientes -por ejemplo, terapia génica, terapias basadas en células y activación de canales iónicos alternativos que eluden al CFTR-, pero todavía están en las primeras etapas de desarrollo. En vista del gran número de pacientes con mutaciones muy raras, un plan para avanzar en los biomarcadores personalizados para predecir el efecto del tratamiento también está siendo investigado y validado.


INTRODUCCIÓN

La fibrosis quística es una enfermedad rara con corta expectativa de vida que afecta a unas 32.000 personas en Europa y alrededor de 85.000 personas en todo el mundo. En la mayoría de los países de la Unión Europea (UE), los pacientes adultos ahora superan en número a los pacientes pediátricos, pero la mediana de edad de muerte sigue siendo baja, en aproximadamente 28 años. Sin embargo, para los pacientes nacidos en los últimos 15 años, la mediana de sobrevida predicha en el Reino Unido es actualmente mayor de 50 años. El número de pacientes notificados a los registros de enfermedades a nivel mundial se eleva constantemente debido a la amplia implementación de su detección en los recién nacidos, al aumento del diagnóstico en países de ingresos bajos y medios, y a la mejora en la sobrevida.

La fibrosis quística es causada por mutaciones en un gen - regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) - , que codifica un canal iónico epitelial para el pasaje de cloro y bicarbonato. La mayoría de los pacientes en última instancia desarrollan una enfermedad pulmonar progresiva con obstrucción mucosa de las vías respiratorias, infección bacteriana e inflamación a pesar de los tratamientos sintomáticos intensos (es decir, estándar), que no tratan la causa molecular de la enfermedad (es decir, la proteína CFTR defectuosa).

Estos tratamientos sintomáticos incluyen mucolíticos para disolver el moco espeso, antibióticos para tratar o prevenir infecciones y agentes antiinflamatorios para amortiguar la inflamación crónica. Sin embargo, los tratamientos que actúan a nivel del defecto molecular del CFTR son necesarios para bloquear la serie de eventos que conducen a la enfermedad pulmonar progresiva.

La fibrosis quística se considera una enfermedad modelo ya que muchos estudios allanaron el camino para otros trastornos genéticos raros

Los pacientes tienen una amplia gama de fenotipos clínicos, que pueden ser parcialmente explicados por las aproximadamente 2000 mutaciones del gen de CFTR identificadas hasta ahora (ver Base de Datos de Mutaciones en la Fibrosis Cística), de las cuales sólo unas 200 han sido caracterizadas en términos de responsabilidad de la enfermedad. Otros factores genéticos, celulares y ambientales, que siguen siendo en gran parte desconocidos, también modifican el curso clínico de la enfermedad y la respuesta de cada individuo al tratamiento.

La fibrosis quística se considera a menudo como una enfermedad modelo, ya que muchos estudios pioneros en genética, patogénesis celular y molecular, y descubrimiento de fármacos que se han realizado en la fibrosis quística allanaron el camino para otros trastornos genéticos raros. Además, la evidencia demuestra que la proteína CFTR tiene un papel clave en varias condiciones respiratorias de alta relevancia para la salud pública que son cada vez más frecuentes en la UE, como el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC, estimada como la cuarta causa de muerte en todo el mundo), en las que se ha demostrado la falta de CFTR funcional en la superficie celular.

Se piensa incluso que la proteína CFTR tiene un rol en las enfermedades respiratorias relacionadas con el tabaquismo, ya que la pérdida de CFTR en la membrana plasmática es un evento principal y temprano en las células expuestas al humo del cigarrillo y a las poluciones. Estos hallazgos llevaron a algunos investigadores a considerar la EPOC y el tabaquismo intensivo como una deficiencia adquirida del CFTR, en contraste con la fibrosis quística genética.

En esta revisión, los autores destacan el progreso tanto en los tratamientos sintomáticos estándar como en las nuevas terapias dirigidas al defecto molecular en el CFTR. En el campo de rápido movimiento de la investigación sobre fibrosis quística, la discusión de estas nuevas terapéuticas puede considerarse como una actualización de la revisión del 2013 en The Lancet Respiratory Medicine. El enfoque aquí es destacar los ensayos recientes y en curso en lugar de los ensayos previos o estudios pre-clínicos.


TERAPIAS SINTOMÁTICAS

Comprensiblemente, la mayor atención y los recursos están ahora centrados en la corrección del defecto molecular con moduladores del CFTR, es decir, correctores y potenciadores. Sin embargo,se debe destacar que ninguna de estas terapias son suficientemente eficaces para ser utilizadas como tratamientos autónomos en el presente. Incluso las más exitosas de estas terapias (es decir, ivacaftor en pacientes con una mutación de clase III) se usa en combinación con las terapias estándar existentes.

Durante el tratamiento con ivacaftor, el valor del cloruro del sudor, un marcador de la función del CFTR, se acerca, pero no alcanza, el rango normal.  Además, aunque el beneficio clínico de la droga es impresionante (una mejoría predicha del 10% del volumen espiratorio forzado en 1 segundo [VEF1]), la progresión de la enfermedad no se detiene: se estima que el tratamiento sólo reducirá a la mitad la tasa de disminución del VEF1.

Además, durante el tratamiento con ivacaftor, los pacientes tienen exacerbaciones pulmonares y otras complicaciones pulmonares. Así, hasta que las manifestaciones de la enfermedad puedan prevenirse erradicando la causa de raíz y bloqueando enteramente la cascada fisiopatológica, las terapias sintomáticas convencionales, que permiten a los pacientes vivir hasta la edad adulta, siguen siendo importantes.

La investigación para optimizar estas modalidades de tratamiento sigue siendo altamente relevante para los pacientes con fibrosis quística y también podría beneficiar a los pacientes con otras enfermedades pulmonares crónicas, como la fibrosis no quística, las bronquiectasias y la EPOC.

En esta sección, se analiza la evolución de las estrategias para restaurar la capa líquida de la superficie de la vía aérea y mejorar el aclaramiento mucociliar, para amortiguar la respuesta inflamatoria excesiva en el pulmón y controlar la infección pulmonar crónica.

Restauración del líquido de la superficie de las vías respiratorias y aclaramiento mucociliar

Las características centrales en la fisiopatología de la enfermedad pulmonar de la fibrosis quística son las secreciones anormalmente viscosas y el aclaramiento mucociliar deficiente, lo que conduce a la obstrucción de las vías respiratorias. La ausencia de secreción de cloruro y bicarbonato a través del canal del CFTR, acoplado al exceso de absorción de iones de sodio a través del canal epitelial de sodio (ENaC, que no es regulado en menos por el CFTR), conduce a la insuficiente secreción de agua hacia la capa de líquido superficial de la vía aérea.

Si esta insuficiencia resulta directamente en una disminución de la altura de la capa periciliar, o si el aumento de la presión oncótica en la capa mucosa superpuesta empuja la capa periciliar hacia abajo (el nuevo modelo llamado "gel-en-el-cepillo"), está bajo investigación. En la actualidad, la inhalación de solución salina hipertónica y manitol se utiliza para mejorar la hidratación de las vías respiratorias alterando la osmolaridad de la superficie líquida de las vías respiratorias.

La dornasa alfa (es decir, ADNasa-1 recombinante humana) aumenta el aclaramiento mucociliar disminuyendo la viscosidad del esputo y es parte del cuidado estándar para la fibrosis quística. Como se muestra en el Estudio Epidemiológico de la Fibrosis Quística, el uso de la dornasa alfa se asocia con una reducción en la tasa de disminución del VEF1.

Sin embargo, alrededor del 30% de los pacientes pueden ser no respondedores, probablemente debido a la insuficiente concentración de magnesio en el esputo necesaria para la actividad de DNasa-1 o el contenido excesivo de actina en el esputo, el inhibidor natural de la DNasa-1. Cuando se evaluó in vitro, el PRX-110, una forma recombinante de la DNasa-1 humana expresada en células vegetales, fue más resistente que la dornasa alfa al efecto inhibidor de la actina. Otra estrategia es utilizar agentes de  despolimerización de la actina tales como gelsolina o polianiones (por ejemplo, poliaspartato), que esperan nuevas pruebas de profundización de conceptos.

Para restaurar aún más el aclaramiento mucociliar, se consideran los inhibidores de los ENaC  como terapia independiente en combinación con los hidratadores existentes, como la solución salina hipertónica, o en combinación con moduladores del CFTR. En efecto, los inhibidores del ENaC se sitúan entre el tratamiento sintomático para mejorar el aclaramiento mucociliar y las terapias destinadas a mejorar el defecto molecular dirigiéndose a los canales no-CFTR (ver a continuación).

Reducción segura de la excesiva inflamación pulmonar

"El balance entre inflamación excesiva (que contribuye al daño pulmonar) e inflamación insuficiente (que posiblemente permite la progresión a una enfermedad más invasiva) necesita ser mantenido"

La compleja asociación entre inflamación y enfermedad pulmonar en la fibrosis quística se ha revisado anteriormente. El sello distintivo de la enfermedad pulmonar por fibrosis quística es la infección por bacterias y otros patógenos. Sin embargo, en comparación con la enfermedad  pulmonar en otros trastornos, en la fibrosis quística la inflamación asociada se incrementa, pero sigue siendo ineficaz para eliminar patógenos del pulmón.

La inflamación pulmonar en la fibrosis quística es impulsada por los neutrófilos, que contribuyen al daño estructural de los pulmones, por ejemplo mediante la liberación de la elastasa de neutrófilos. Aunque el mecanismo no se entiende completamente, otro sello distintivo es la invasividad reducida de los agentes patógenos a pesar de la alta carga bacteriana local.

Por lo tanto, el balance entre inflamación excesiva (que contribuye al daño pulmonar) e inflamación insuficiente (que posiblemente permite la progresión a una enfermedad más invasiva) necesita ser mantenido, y las potentes terapias antiinflamatorias han demostrado empeorar la enfermedad pulmonar por fibrosis quística. Las estrategias terapéuticas que disminuyen sólo modestamente la respuesta inflamatoria, promueven la resolución de la inflamación y aumentan la actividad antiproteasa o antioxidante local podrían resultar más seguras y están siendo exploradas.

En un ensayo clínico de 4 años en pacientes de 6 a 14 años de edad, la administración de esteroides sistémicos a altas dosis (prednisona 2 mg/kg de peso corporal) en días alternos se discontinuó prematuramente debido a severas preocupaciones de seguridad. El tratamiento a bajas dosis (prednisona 1 mg/kg de peso corporal) en días alternos mostró un pequeño beneficio en mediciones repetidas del VEF1 (% predicho) pero se asoció de nuevo con graves efectos secundarios, como retraso del crecimiento, cataratas e infección más frecuente por Pseudomonas.

Los esteroides inhalados no tienen un beneficio probado. El leucotrieno B4 (LTB4) es un potente activador de las respuestas inflamatorias mediadas por neutrófilos, macrófagos y monocitos, y su concentración está aumentada en los pulmones de los pacientes con fibrosis quística. En un ensayo clínico con el antagonista del receptor LTB4 BIIL 284, el tratamiento activo se asoció con aumento de las exacerbaciones pulmonares en pacientes adultos. En un modelo animal, BIIL 284 aumentó la incidencia de infecciones bacterianas en el pulmón de ratón.

Por lo tanto, las estrategias antiinflamatorias existentes están restringidas principalmente a los fármacos no esteroides. El ibuprofeno oral a altas dosis disminuye la tasa de disminución de la función pulmonar, pero el temor a efectos secundarios serios y la necesidad del monitoreo del nivel de droga limita severamente su uso. En 2015, se identificó que el ibuprofeno tenía alguna actividad correctora del CFTR en un ensayo de células epiteliales bronquiales humanas y en un modelo de ratón.

Con los tratamientos que buscan disminuir la inflamación, una expectativa más realista es disminuir las exacerbaciones y estabilizar la función pulmonar (es decir, menor disminución) más que alcanzar una mejora aguda en la función pulmonar. Obviamente, se necesita un período de tratamiento más largo para medir estos resultados. Varios nuevos compuestos están siendo estudiados en ensayos clínicos. El acebilustat es una pequeña molécula que bloquea la enzima leucotrieno A4 hidrolasa, disminuyendo así la producción de LTB4. El objetivo del acebilustat es reducir la obstrucción de la vía aérea bloqueando el influjo excesivo de neutrófilos y su activación.

En un ensayo clínico de fase 1 con acebilustat oral (50 mg y 100 mg una vez al día) durante 15 días en 17 pacientes adultos con fibrosis quística y enfermedad pulmonar leve a moderada, se observaron tendencias positivas en los biomarcadores de sangre y esputo, incluyendo el LTB4, sin cambios en la microbiología del esputo. El ensayo de fase 2 previsto, EMPIRE-CF (ClinicalTrials.gov, identificador NCT02443688), tendrá como objetivo mostrar una reducción de las exacerbaciones pulmonares y una disminución del VEF1.

El compuesto antiinflamatorio oral ácido ajulémico (Resunab) está diseñado para mejorar la resolución de la inflamación crónica mediante la unión y activación del receptor cannabinoide tipo 2, que está presente en células inmunes tales como monocitos, células T y células B. El ácido ajulémico induce la apoptosis de las células T, inhibe la migración de leucocitos, reduce la liberación de citoquinas (por ejemplo, IL-6 e IL-8), disminuye la producción de LTB4, y aumenta la producción del antiinflamatorio lipoxina A4. El fármaco tuvo un perfil de seguridad favorable en un ensayo de fase 1 y se progresará a ensayos de fase 2 en fibrosis quística (NCT02465450) y dermatomiositis.

La investigación sobre estrategias que aumentan la actividad antiproteasa y antioxidante local para combatir el daño mediado por neutrófilos ha estado activa durante más de una década, pero su progreso es lento. El interés continuo se explica por la seguridad de estos enfoques; desgraciadamente, la eficacia ha sido más difícil de probar.

En un estudio multicéntrico abierto de Alemania en 52 pacientes con fibrosis quística, infección pulmonar por pseudomona y aumento de los niveles de elastasa libre en el esputo inducido, la inhalación diaria de α1 antitripsina (25 mg) durante 4 semanas resultó en un aumento de los niveles de α1 antitripsina  en el esputo y en reducciones de los niveles de elastasa libre y de las concentraciones de IL-8, TNF-α, IL-1β, y LTB4; disminución de la proporción de neutrófilos; y reducción en el recuento de colonias de Pseudomonas aeruginosa.

Sin embargo, estos cambios no se asociaron con ninguna modificación en la función pulmonar. En un estudio fase 2 doble ciego (NCT01684410), dosis más altas (es decir, 100 mg y 200 mg) de α1 antitripsina aerosolizada (una preparación líquida del inhibidor de proteinasa α1 purificado a partir de pool de plasma humano) inhaladas diariamente a través de un nebulizador durante 3 semanas fueron seguras y bien toleradas.

Se ha intentado aumentar la cantidad de glutatión antioxidante en los pulmones, ya sea por inhalación de glutatión (que es transportado deficientemente por el CFTR) o por administración oral de la prodroga N-acetilcisteína, que luego se convierte en glutatión. Aunque hubo algunos cambios en los parámetros inflamatorios con el glutatión inhalado, no se observó un cambio sostenido en las exacerbaciones o en la función pulmonar en un ensayo de 6 meses posterior.

A la inversa, en un ensayo doble ciego de 24 semanas con N-acetilcisteína oral (n = 70), no se observaron cambios en los marcadores inflamatorios (por ejemplo, elastasa de neutrófilos en esputo o IL-8 en plasma), pero la función pulmonar se estabilizó sin un cambio significativo en las exacerbaciones pulmonares. Sin embargo, en vista del pequeño tamaño de la muestra, la posibilidad de que esto sea un hallazgo casual no puede ser excluido. Los autores plantearon la hipótesis de otros mecanismos de acción potenciales, como un efecto positivo de la N-acetilcisteína en otras vías de la inflamación o en el tráfico del CFTR.

Control eficaz de la infección pulmonar crónica: tratamientos más allá de los antibióticos

El uso intensivo de antibióticos orales, inhalados y sistémicos ha mejorado indudablemente la sobrevida de los pacientes con fibrosis cística y sigue siendo uno de los tratamientos más destacados. Sin embargo, en última instancia, las especies de Pseudomonas desarrollarán una amplia resistencia a los antibióticos y también emergerán patógenos cada vez más difíciles de tratar, como Burkholderia Cepacia, especies de Achromobacter, micobacterias atípicas y hongos.

El desarrollo de nuevos antibióticos inhalados y de dispositivos de inhalación mejores y más rápidos ha sido el tema de varias revisiones recientes. Por lo tanto, los autores se centraron en  estrategias distintas de los antibióticos para combatir la infección pulmonar crónica en la fibrosis quística.

La producción de biofilm es un mecanismo común de adaptación durante la infección crónica, y es típico de la infección crónica por Pseudomonas en la fibrosis quística pulmonar. La interrupción del biofilm podría ayudar a erradicar las especies de Pseudomonas, y varias estrategias que se están explorando incluyen sacáridos tales como el β-glicano liposomal y el OligoG, un oligosacárido derivado de algas marrones. Se ha demostrado la seguridad y la tolerabilidad del OligoG nebulizado en voluntarios sanos y en pacientes, y los patrones de deposición pulmonar después de la inhalación están siendo actualmente estudiados.

Otro compuesto que se ha reportado como disruptor del biofilm (por un mecanismo aún desconocido), la cisteamina oral, está siendo evaluado en un ensayo de fase 1 sobre tolerabilidad y farmacocinética. Curiosamente, se ha reportado que este compuesto, en combinación con un flavonoide del té, rescata el tráfico de Phe508del-CFTR mediante la restauración de la autofagia.

Las concentraciones de óxido nítrico disminuyen en el aire exhalado de los pacientes con fibrosis quística en comparación con los individuos sanos. La importancia de este descubrimiento no está completamente clara, pero se ha relacionado con la mayor susceptibilidad a la infección. Los intentos de aumentar la producción de óxido nítrico por inhalación de interferón-γ para estimular la óxido nítrico sintetasa resultaron inseguros, ya que se observaron más exacerbaciones en pacientes que recibieron la mayor dosis; ni el tratamiento a altas dosis ni el tratamiento a bajas dosis demostraron beneficios sobre la función pulmonar, los marcadores inmunológicos del esputo o la densidad de las bacterias. 

Las estrategias para aumentar la concentración de óxido nítrico sin interferir con la compleja señalización celular inflamatoria parecen más seguras, pero la eficacia de estos enfoques está aún siendo demostrada. La inhalación directa de óxido nítrico disminuyó efectivamente la carga bacteriana en un modelo de neumonía por P. aeruginosa en ratas. La seguridad y tolerabilidad de la inhalación de óxido nítrico (160 ppm durante 30 min tres veces al día) también han sido evaluadas en pacientes con fibrosis quística, y se observaron al menos reducciones transitorias en la carga bacteriana.

Las concentraciones de óxido nítrico en las vías respiratorias también pueden aumentarse por inhalaciones repetidas de L-arginina, el sustrato para la óxido nítrico sintetasa. En un ensayo piloto, la inhalación de 500 mg de L-arginina dos veces al día durante 2 semanas fue bien tolerada, y el VEF1 aumentó en promedio 56 ml, aunque este aumento no fue significativo; no se informaron cambios en los marcadores de inflamación del esputo.

El interés en el tratamiento con bacteriófagos, es decir, virus que infectan y replican en cepas específicas de bacterias, está creciendo.  Especialmente para los pacientes colonizados con organismos multirresistentes, el control de la infección con el tratamiento con bacteriófagos podría ser un último recurso. Hasta el presente no se ha iniciado ningún ensayo clínico, pero se está avanzando en la preparación de un trabajo específico para fibrosis quística. Se ha demostrado que los bacteriófagos anti-Pseudomonas retienen su actividad cuando son nebulizados. Las normas estrictas de seguridad impuestas por las autoridades sanitarias son uno de los obstáculos para evaluar la eficacia de esta terapia en la práctica clínica.

Finalmente, un área de investigación nueva y en amplia expansión es la microbiota pulmonar, pero una discusión completa sobre este tema está más allá del alcance de esta revisión. El conocimiento de la microbiota del pulmón ha cambiado considerablemente la forma en que es vista la infección pulmonar en la fibrosis quística. Las vías respiratorias saludables son colonizadas por un amplio espectro de bacterias. Por el contrario, en las vías respiratorias de los pacientes con fibrosis quística, la diversidad y riqueza de las especies disminuyen a medida que la enfermedad progresa y disminuye la función pulmonar. Sin embargo, este mejor conocimiento de la comunidad microbiana aún no se ha traducido en un uso más juicioso o eficiente de los antibióticos durante las exacerbaciones. Se ha iniciado un proyecto financiado por la UE y un ensayo clínico para abordar estas cuestiones y llenar este vacío de conocimiento.

 Terapias para corregir defectos moleculares

Terapias modificadoras del CFTR: clases de mutaciones del CFTR

Las aproximadamente 2000 alteraciones del gen CFTR que hasta ahora han sido descriptas consisten en mutaciones sustitutivas (39,6%), con cambio de marco (15,6%), empalmadas (11,4%) y sin sentido (8,3%); delecciones o inserciones grandes (2,6%) y en marco (2,0%); mutaciones promotoras (0,7%); y variantes no patológicas presumidas (15,0%). Sin embargo, la delección de 3 pares de bases de la fenilalanina 508 (Phe508del) está presente en alrededor del 85% de los pacientes en todo el mundo, con una mayor frecuencia reportada en los europeos del norte que en los europeos meridionales.

Todas las mutaciones que causan fibrosis quística llevan a un defecto en la secreción de cloruro y bicarbonato por las células epiteliales regulado por AMPc, pero existen muchas razones para los diferentes mecanismos causales. No sólo la elucidación de los efectos moleculares y celulares provocados por las mutaciones del CFTR es informativa para los estudios de estructura-función, si no que también puede proporcionar la base científica para las terapias correctivas específicas de la mutación. Por lo tanto, estas mutaciones pueden agruparse de acuerdo con sus defectos en siete clases.

Las mutaciones de clase I afectan la producción de proteínas e incluyen mayormente mutaciones sin sentido (es decir, aquellas con codones de detención prematura), que causan a menudo la degradación del ARNm por decadencia sin sentido. Las mutaciones de clase II incluyen la Phe508del y afectan el tráfico de proteínas CFTR como resultado del repliegue erróneo de las proteínas y su retención en el retículo endoplasmático (RE) por el mecanismo de control de calidad del RE. Tal retención es seguida por degradación prematura, lo que impide que la proteína se transfiera a la superficie celular, reduciendo así severamente la función del CFTR.

Las mutaciones de clase III dificultan la activación del canal CFTR. Las mutaciones de clase IV causan una disminución sustancial en la conductividad del canal CFTR (es decir, en el flujo) de cloruro y bicarbonato. Las mutaciones de clase V conducen a una mayor reducción de los niveles de proteína CFTR normal, a menudo debido al empalme alternativo que genera tanto el ARNm aberrante como normal, y cuya proporción podría variar entre los pacientes y los diferentes órganos de cada paciente. Las mutaciones de clase VI desestabilizan el CFTR en la superficie celular, ya sea aumentando la endocitosis del CFTR o disminuyendo su reciclaje de nuevo a la superficie celular.

Finalmente, las mutaciones de clase VII se denominan mutaciones incontrolables, porque no pueden ser rescatadas farmacológicamente per se, por ejemplo, delecciones grandes como la mutación dele2,3 (21kb). Sin embargo, las estrategias terapéuticas prometedoras llamadas "de tamaño único para todo" (todas ellas conocidas como agnósticas a la mutación; es decir, independientes de la mutación) también serán adecuadas para esta clase de mutaciones (ver más adelante).

Nuevos fármacos emergentes dirigidos al defecto subyacente -es decir, el CFTR mutante- abren nuevas oportunidades para el denominado tratamiento curativo. En la actualidad, dos de estos fármacos han sido aprobados para uso clínico: el ivacaftor sólo beneficia a los pacientes con mutaciones de activación (5% de todos los pacientes) y, hasta cierto punto, a los pacientes con la mutación Arg117His; el lumacaftor es beneficioso para los pacientes con el genotipo homocigota Phe508del (es decir, aproximadamente 40-45% de todos los pacientes con fibrosis quística).

Se demostró que el ivacaftor disminuye la concentración de cloruro del sudor en una media de 50 mmol/l, aumenta el VEF1 predicho en una media del 10%, reduce el número de exacerbaciones pulmonares y mejora el índice de masa corporal (IMC), las puntuaciones Z y la calidad de vida, no sólo en los pacientes con la mutación Gly551Asp, sino también en pacientes con otras mutaciones de clase III.

El ivacaftor se ha utilizado en pacientes con la mutación Gly551Asp durante más de 5 años. En diferentes grupos de edad y de gravedad de la enfermedad, se observó un beneficio robusto después de la autorización de comercialización por la Administración de Alimentos y Drogas de los Estados Unidos (Food and Drug Administration, FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos (European Medicines Agency, EMA). Los beneficios a largo plazo están empezando a ser evidentes -es decir, infecciones menos frecuentes por pseudomonas, reducción de la tasa de disminución de la función pulmonar, tolerancia a la glucosa mejorada,  aumento sostenido del peso y un mejor crecimiento en los niños. In vitro, el ivacaftor potencia no sólo las mutantes CFTR clase III, sino también el canal CFTR normal y algunas proteínas mutantes de las clases IV y V.

En un ensayo de fase 3, se reportó una mejoría del 5% en la función pulmonar en pacientes adultos con la mutación de clase IV Arg117His; sin embargo, esta mejora no se observó en niños con la misma mutación. En toda la cohorte con esta mutación, se observaron mejoras en el cloruro del sudor (-24 mmol/l) y en la calidad de vida. Sin embargo, el beneficio clínico en pacientes con otras mutaciones de clase IV o V con función residual aún tiene que ser firmemente probado. Están surgiendo nuevas estrategias para las mutaciones de clase V que afectan el empalme, y un área particular de interés es la corrección del empalme alternativo con oligonucleótidos antisentido.

La introducción del ivacaftor llevó a un gran optimismo, incluso aunque este fármaco está indicado sólo en un 10% de los pacientes con fibrosis quística. El ivacaftor aporta pruebas de que es posible el concepto de terapia de pequeñas moléculas que interfiere con el defecto molecular, lo que alentó a los pacientes a participar en ensayos clínicos con moduladores del CFTR. Sin embargo, todavía quedan muchos retos para garantizar que los pacientes tengan acceso a nuevos tratamientos.

El ivacaftor es muy costoso (alrededor de US $ 311.000 por paciente y año), y algunas autoridades sanitarias demoran en aprobar el reembolso, ya que la necesidad de un tratamiento permanente representa una carga sustancial para los presupuestos de atención sanitaria. Varias empresas están desarrollando actualmente otros fármacos que potencian la función del canal CFTR, y están en curso nuevos ensayos clínicos.

Los resultados de ensayos de fase 3 en pacientes homocigotas para Phe508del demostraron que la terapia de combinación de lumacaftor (un corrector que rescata parcialmente el tráfico Phe508del-CFTR) e ivacaftor (que potencia la función del canal) indujo una mejora significativa pero modesta (2,6 - 4,0%) en la función pulmonar y una reducción del 30-40% en las exacerbaciones pulmonares - definidas como tratamientos con antibióticos adicionales debido a un aumento de los síntomas pulmonares - durante un período de tratamiento de 24 semanas. No obstante, esta terapia de combinación ya ha sido aprobada por la FDA y la EMA para pacientes homocigotas para Phe508del mayores de 12 años. Nuevamente, el costo (alrededor de 250.000 dólares por paciente y año) es un problema importante, ya que 40-50% de los pacientes califican para este tratamiento.

En la actualidad, la terapia de combinación no ha demostrado eficacia en pacientes heterocigotas para Phe508del. Están disponibles pocas opciones de tratamiento para los pacientes con mutación Phe508del predominante (presente en aproximadamente 85% de todos los pacientes), ya que el rescate de Phe508del por un corrector es ciertamente ineficaz.

Una mejor comprensión de cómo se altera el complejo plegado tridimensional de la proteína Phe508del-CFTR señala la necesidad de una combinación de correctores con diferentes mecanismos de acción, junto con un potenciador para permitir un rescate más eficaz de la proteína mutante. El ivacaftor potencia el CFTR normal, las mutantes clase III y varias proteínas CFTR mutadas asociadas a función residual. Sin embargo, probablemente son necesarias diferentes combinaciones de correctores-potenciadores para rescatar diferentes proteínas mutantes de clase II.

Como se ha demostrado para los defectos de empalme de clase V, los oligonucleótidos antisentido también se pueden usar para corregir la mutación Phe508del.  Los oligonucleótidos antisentido monocatenarios basados ​​en ARN pueden actuar como secuencias guía para reparar el ARNm anormal dirigido. El ARNm reparado se traduce a continuación en una proteína CFTR de tipo salvaje. Para una terapia de este tipo (QR-010), están en marcha ensayos clínicos para evaluar la seguridad, la tolerabilidad y la farmacocinética de dosis únicas y múltiples crecientes del fármaco inhalado en pacientes homocigotas para Phe508del (NCT02532764 y NCT02564354). Estos estudios también investigarán cambios en el cloruro del sudor, en el peso, en el Puntaje de Síntomas Respiratorios del Cuestionario Revisado para Fibrosis Quística, y en el VEF1.

La llamada estrategia de lectura para los pacientes con codones de terminación prematura (es decir, mutaciones de clase I) sigue siendo un concepto importante porque tiene potencial en todas las enfermedades causadas por una mutación sin sentido. La EMA ha garantizado la aprobación condicional de los atalurenos en pacientes con distrofia muscular de Duchenne causada por un codón de finalización prematura.

Para los pacientes con fibrosis quística, el estudio fase 3 doble ciego de 48 semanas con el uso de atalureno no condujo a una conclusión firme; de hecho, el objetivo principal de mejora en el VEF1 no se cumplió. Sin embargo, un análisis de subgrupos pre-especificado demostró que los pacientes que no utilizaban aminoglucósidos inhalados tenían menos declive en la función pulmonar que los que recibían placebo. En vista de este hallazgo, está en curso un ensayo confirmatorio de fase 3 en pacientes que no están usando aminoglucósidos inhalados (NCT02139306). Además, el número de nuevas drogas en desarrollo preclínico está creciendo.

Orientación hacia canales no CFTR: el enfoque de bypass

Para pacientes con las denominadas mutaciones no recuperables (clase VII), el enfoque más directo es el dirigido a  canales aniónicos alternativos no CFTR, de modo que la pérdida del transporte de cloruro mediado por CFTR en el epitelio de las vías respiratorias puede ser puenteado para restaurar el transporte de iones. Estas terapias, que a veces se denominan agnósticas de mutación, podrían compensar no sólo la pérdida de conductancia aniónica mediada por CFTR, sino también otros defectos celulares, incluyendo la hiperactividad ENaC y la reducción de la altura y el pH del líquido de la superficie de las vías respiratorias, que a su vez altera la eliminación y muerte bacteriana, aumenta la absorción de sodio, y reduce la fluidez del moco.

Muchos canales y transportadores de iones alternativos son objetivos prometedores de drogas. Anoctamin 1 (ANO1, también conocido como TMEM16A) es un canal de cloruro activado por calcio

presente en muchas células epiteliales, y ANO6 (también conocido como TMEM16F) es un componente esencial del canal de cloruro que rectifica hacia afuera. Las variantes genéticas del SLC9A3, que codifica para un intercambiador protón-sodio, se han asociado con infecciones por pseudomonas y disminución de la función pulmonar. El transportador de cloruro-bicarbonato SLC26A9 se asocia con susceptibilidad al íleo meconial y la diabetes, que son complicaciones frecuentes en la fibrosis quística. Sin embargo, la estrategia lógica de estimulación de canales alternativos de cloruro ha sido infructuosa hasta ahora.

La inhalación de denufosol, que estimula los canales de cloruro activados por calcio a través de receptores purinérgicos subtipo P2Y2, fue prometedora en la investigación de fase 2, pero faltó un sólido beneficio clínico. No obstante, están en marcha enfoques innovadores para hallar nuevas vías para estimular estos canales (por ejemplo, proyecto INOVCF y Cystic Fibrosis Trust en el Reino Unido).

Otro enfoque es apuntar al ENaC, un importante regulador de la reabsorción de sales y agua. Dado que el ENaC es regulado hacia abajo por el CFTR, la ausencia de un CFTR funcional conduce a hiperactividad del ENaC en la fibrosis quística, que a su vez resulta en depleción del agua del líquido de la superficie de la vía aérea y en reducción de su altura y fluidez. Ratones que sobre-expresaron β ENaC imitaron varios aspectos de la enfermedad respiratoria humana en la fibrosis quística, mientras que los ratones con eliminación o mutaciones del CFTR no desarrollaron enfermedad pulmonar. 

En vista del papel principal del ENaC en las vías respiratorias, se han desarrollado inhibidores del ENaC para reducir la hiperabsorción de sodio mediada por ENaC y aumentar la hidratación del líquido superficial de la vía aérea. Estos incluyen inhibidores específicos tales como amiloride (el prototipo de bloqueador ENaC de corta duración) y sus derivados benzamilo o PS552, y activadores de receptores purinérgicos (ATP, UTP o denufosol) que inhiben el ENaC mediante la estimulación de canales de cloruro activados con calcio. Sin embargo, las inhalaciones repetidas de amiloride no mostraron beneficios en ensayos clínicos.

El desarrollo de bloqueadores de acción prolongada se detuvo debido a la hiperkalemia u otros efectos secundarios. Los bloqueadores de ENaC más recientes, como P-1037 y GS-9411 (NCT00999531), están actualmente en desarrollo. La seguridad y tolerabilidad del P-1037 (NCT02343445) están siendo estudiadas en monoterapia y en combinación con solución salina hipertónica. La combinación inhalada tuvo un efecto transitorio en la hidratación del moco y en el aclaramiento mucociliar en individuos sanos y podría conducir a un mayor o más prolongado  beneficio que con la solución salina hipertónica inhalada sola.

En esta línea, una pantalla de sistemas biológicos de más de 6000 genes identificó un regulador ENaC clave, el DGK1, que normaliza (pero no bloquea totalmente) la función del ENaC y restaura la absorción de líquidos a niveles normales en las células pulmonares primarias de pacientes con fibrosis quística. Sin embargo, el bloqueo excesivo del ENaC podría causar un daño severo debido a hiperkalemia o acumulación indeseable de líquido en los pulmones (edema pulmonar).

Terapias genéticas, basadas en células y otras terapias agnósticas de mutación

Después de clonar el gen CFTR, la terapia génica fue originalmente la prioridad terapéutica, pero la transferencia de genes en las células pulmonares in vivo pronto resultó más difícil de lo previsto. Sin embargo, la investigación en terapia génica condujo a un ensayo clínico fase 2b (NCT01621867) con plásmidos de ADN conteniendo ADNc del CFTR (es decir, una copia del ARNm del CFTR) complejados con liposomas catiónicos (es decir, un vector no viral), y liberados una vez al mes en los pulmones de los pacientes con fibrosis quística.

Los resultados de este estudio aleatorizado doble ciego demostraron un efecto significativo, aunque modesto, en el grupo de tratamiento versus placebo a los 12 meses de seguimiento. La diferencia del 3,7% en el VEF1 se debió a la estabilización de la función pulmonar en pacientes tratados y a una disminución de la función pulmonar en el grupo placebo. A pesar del hecho de que el placebo fue sólo solución salina al 0,9% (es decir, sin vector vacío, ADN de CFTR, o liposomas), los datos de eficacia son al menos alentadores, y las versiones mejoradas de esta terapia podrían convertirse en una opción de tratamiento en el futuro.

La terapia basada en células es otra terapéutica agnóstica de mutación de alto potencial. De hecho, las tecnologías de reprogramación celular y de edición de genomas (basadas en la focalización de nucleasas) han hecho posible la corrección de células madre pluripotentes específicas del paciente y la inducción de su diferenciación en un tipo de célula específica. Este enfoque ha demostrado ser factible para la fibrosis quística en organoides intestinales y en células madre pluripotentes inducidas.  Por lo tanto, los tejidos diana de la enfermedad podrían ser potencialmente repoblados con estas células corregidas. Sin embargo, todavía hay que resolver cuestiones de seguridad con respecto al uso clínico de las células madre antes de que los enfoques basados ​​en células se conviertan en una opción terapéutica.

Otra clase de terapias emergentes se centran en enfoques de sistemas dirigidos tanto a los mecanismos de la enfermedad como a su corrección terapéutica. Una de estas estrategias se orienta hacia la proteostasis (es decir, el mantenimiento del proteoma celular en un estado plegado, funcionalmente competente) y puede ser aplicada no sólo para la fibrosis quística sino también para un grupo de las denominadas enfermedades de repliegue de proteínas. Un ejemplo exitoso es el ácido hidroxámico suberoilanilida (SAHA), un inhibidor de la histona desacetilasa y regulador de la proteína chaperona Hsp90, que se ha demostrado que restaura la expresión en la superficie celular y la actividad de canal de Phe508del-CFTR al 28% de los niveles de tipo salvaje en células epiteliales primarias de las vías respiratorias en humanos.

Reacondicionamiento de fármacos existentes para las llamadas mutaciones huérfanas

A pesar del gran avance en el desarrollo de fármacos, el primer modulador de CFTR, el ivacaftor, sólo alcanza en el mejor de los casos al 5-10% de los pacientes, y su combinación con lumacaftor beneficia a otro 40-45% de los pacientes (es decir, aquellos que son homocigotas para Phe508del). Por lo tanto, el tratamiento efectivo para el restante 50% sigue siendo una necesidad insatisfecha.

De hecho, la amplia gama de mutaciones del CFTR consiste en muchas variantes poco comunes (las llamadas mutaciones huérfanas), para las cuales la predicción del resultado de la enfermedad es difícil, ya que no se ha definido el defecto funcional respectivo. Aunque los fenotipos varían ampliamente, muchas de estas mutaciones en las clases IV-VI dan lugar a una función parcial del CFTR y a formas de enfermedad más leves, llamadas atípicas.

Puesto que cada una de estas mutaciones afecta a muy pocos pacientes en todo el mundo, plantean considerables dificultades no sólo para establecer el diagnóstico, sino también para la evaluación del potencial de nuevas terapias basadas en mutaciones (las llamadas terapias teranósticas, es decir el uso de pruebas diagnósticas moleculares o funcionales y terapéuticas dirigidas de manera interdependiente y colaborativa, teniendo como objetivo individualizar el tratamiento dirigiendo la terapia a un subtipo de enfermedad individual y a un perfil genético o funcional).

Algunos de estos pacientes con mutaciones huérfanas son tendientes a responder a los moduladores CFTR existentes. Por lo tanto, existe la necesidad de caracterizar funcionalmente estas mutaciones huérfanas y establecer biomarcadores validados para las terapias teranósticas. Sin ninguna preselección de candidatos adecuados, el ensayo clínico N-of-1 que considera a un paciente individual como única unidad de observación es un enfoque ineficaz, costoso y que requiere mucho tiempo.

Utilizar la respuesta ex vivo para predecir la respuesta in vivo

Para muchas mutaciones del CFTR, se desconoce cómo perturban la vía del CFTR, y la mayoría son muy raras. Para estas raras mutaciones, el uso de modelos ex-vivo es un enfoque prometedor para predecir la respuesta in vivo. Las medidas bioeléctricas de la disfunción del CFTR en tejidos cultivados o nativos de pacientes que ya están en uso para el diagnóstico y pronóstico de la fibrosis quística también han sido propuestas para terapias personalizadas. Los modelos más prometedores para la respuesta al tratamiento son los organoides intestinales y los cultivos primarios de células epiteliales derivados de raspados bronquiales o nasales.

Los organoides intestinales primarios se cultivan a partir de las criptas del recto, son obtenidos mediante biopsia por succión y contienen células madre; por lo tanto, pueden ampliarse indefinidamente para obtener una fuente continua de material específico del paciente. El Forskolin induce la inflamación de organoides de individuos sanos mediante la estimulación del canal CFTR, pero no de  organoides de pacientes con fibrosis quística, y la magnitud de la inflamación se correlaciona con la actividad del CFTR.

Los organoides de pacientes pueden incubarse con fármacos candidatos para evaluar su efecto sobre la función del CFTR. Si la función del CFTR y la inflamación del organoide son restauradas por un modulador específico en el tejido de un paciente ex vivo, la prueba del beneficio clínico in vivo es el siguiente paso lógico. Por lo tanto, existe una necesidad insatisfecha de testear los compuestos que mejoran la función ex vivo de los organoides en pacientes a través de ensayos N-of-1, con el fin de demostrar que una respuesta positiva ex vivo de un organoide se correlaciona de hecho con una buena respuesta clínica in vivo.

Así, la comunidad de investigación tiene que avanzar hacia formatos más estandarizados y accesibles para el uso generalizado de estos enfoques innovadores como marcadores sustitutivos en ensayos clínicos y en la medicina personalizada. Estos grandes avances tecnológicos ofrecen nuevas posibilidades para terapias dirigidas, prediciendo precisamente qué pacientes responderán o no a un tratamiento médico.


Conclusión

En múltiples frentes, están emergiendo tratamientos que mejoran los resultados en los pacientes con fibrosis quística. Están en curso estudios sobre diversos tratamientos sintomáticos con el fin de mejorar los efectos de la disfunción del CFTR (ej., alteración del aclaramiento mucociliar e infección pulmonar crónica) y sobre tratamientos que apuntan al defecto subyacente.

Las terapias dirigidas contra el defecto molecular pueden ser agnósticas de mutación (ej. terapia génica) o pueden ser específicas para la clase de mutación o incluso para mutaciones particulares. Con más de 2000 mutaciones CFTR diferentes causando la enfermedad, un enfoque médico preciso podría ser beneficioso.


Comentario

La fibrosis quística es una enfermedad invalidante con alta morbi-mortalidad causada por mutaciones en el gen del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR). Si bien con los avances médicos se ha logrado mejorar en parte la calidad de vida de estos pacientes, la expectativa de vida sigue siendo relativamente baja, principalmente como consecuencia de la enfermedad pulmonar progresiva y sus complicaciones asociadas.

El estudio de las múltiples mutaciones CFTR que causan la enfermedad, y el avance en las nuevas terapéuticas dirigidas descriptas en este trabajo mejorarán sustancialmente los resultados en los pacientes con esta patología crónica.

Resumen y comentario objetivo: Dra. María Eugenia Noguerol

Comentarios

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Dr. jose adriano arevalo olivares   Hace 9 días
Es una enfermedad rara,muy discapacitante. Necesitamoselementos terapeuticoseficaces para estos pacientes.
Dr. Isaac Bautista Rivera   Hace 10 días
Muy buen estudio y revision de una patologia tan dificil de tratar, y con gran mortalidad como consecuencia de la mismo. Saludos.
Dr. Roberto Ariel Vogelmann   Hace 22 días
Excelente revisión
Dr. antonio cordeiro alonso   Hace 22 días
Interesante y completa revisión.
Dr. Oswaldo David Barcia Toapanta   Hace 23 días
excelente articulo
Dr. Carlos Río Bocos   Hace 24 días
Revisión muy completísima y recomendable. Traducción algo pobre.
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