RESUMENES CONFERENCIAS Y POSTERS REUNION ENCALS
RESUMENES CONFERENCIAS Y POSTERS REUNION ENCALS
Los estudios que se resumen a continuación fueron presentados durante el congreso europeo sobre ELA organizado por ENCALS (European Network to Cure ALS) durante los días 12, 13 y 14 de mayo. Este año, y debido a la pandemia, se optó por su celebración virtual, demostrando que la comunidad de la ELA no descansa en su afán por avanzar en la investigación de la enfermedad y encontrar una cura eficaz.
Este tipo de encuentros permite el intercambio de ideas entre jóvenes y reconocidos investigadores a nivel internacional, dando la oportunidad de compartir nuevas ideas y discutir sobre los avances logrados en el campo de la ELA.
SESIÓN 1. CLÍNICA Y BIOMARCADORES
Neurofilamentos como predictores de la agresividad de la ELA: aplicación del modelo de progresión D50 para la enfermedad
Ponente: Marie Dreger, Hospital Universitario de Jena.
Ref.: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2021.651651/full
Dado que los ensayos clínicos presentan en ocasiones dificultades debidas a la heterogeneidad de los pacientes, la identificación de biomarcadores que reflejen de manera fiable la progresión de la enfermedad representa una prioridad en la investigación de la ELA.
El estudio llevado a cabo por investigadores del Hospital Universitario de Jena (Alemania), utilizaron el modelo de progresión de la enfermedad D50 para investigar las correlaciones entre los niveles de las cadenas ligeras de neurofilamentos (NfL) en el líquido cefalorraquídeo (LCR) y la agresividad de la enfermedad.
El modelo D50 cuantifica de manera individual la trayectoria de la enfermedad en cada paciente. El valor D50 proporciona una medida unificada de la agresividad de la enfermedad en el paciente, definida como el tiempo en meses para perder el 50 % de la funcionalidad.
A su vez los investigadores presentan el D50 relativo (rD50), un valor que refleja de manera individual la enfermedad ya cubierta, y se puede calcular para cualquier momento del curso de la enfermedad.
Se analizaron los datos clínicos de una cohorte de 156 pacientes con ELA. La concentración de NfL en las muestras de LCR se midió en dos laboratorios diferentes utilizando el mismo procedimiento. Basándose en los valores D50 de cada paciente, los investigadores definieron 3 subgrupos de pacientes dependiendo de la agresividad de la enfermedad: alta (<20), intermedia (20-40) o baja (> 40).
Los niveles de NfL se compararon entre estos subgrupos mediante análisis de covarianza, utilizando una serie de factores de confusión: edad, sexo, fenotipo clínico, demencia frontotemporal, fase de la enfermedad y análisis de laboratorio. Se encontraron diferencias muy significativas en las concentraciones de NfL entre los tres subgrupos D50 (p <0,001), lo que representa un aumento de los niveles de NfL con el aumento de la agresividad de la enfermedad. El análisis de covarianza realizado mostró que esta correlación era independiente del género, el fenotipo de la enfermedad y la fase; sin embargo, la edad, el análisis de laboratorio y la demencia influyeron significativamente en la concentración de NfL. Se comprobó que los niveles de NfL en LCR no dependían de la cobertura de la enfermedad en el momento del muestreo.
Estos hallazgos proporcionan pruebas sólidas del potencial de las NfL para reflejar la agresividad de la enfermedad en la ELA y, además, ha demostrado que se mantiene en niveles estables durante todo el curso de la enfermedad.
La implementación de las NfL en LCR como variable en futuros ensayos terapéuticos en ELA está actualmente limitada por su demostrada susceptibilidad a las variaciones preanalíticas. No obstante, esta investigación demuestra que el modelo D50 permite establecer correlaciones entre las características clínicas y los componentes a analizar en el LCR y puede recomendarse para estudios futuros que evalúen potenciales biomarcadores.
SESIÓN 5. MODELOS ANIMALES Y CELULARES
El splicing críptico y la pérdida del gen sináptico UNC13A se inducen en la patología causada por TDP-43 y se agravan con las variantes de riesgo de ELA / FTD
Ponente: Pietro Fratta, University College London
Ref.: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.02.438170v1
Hoy en día se sabe que mutaciones del gen UNC13A aumentan el riesgo de padecer esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y demencia frontotemporal (DFT), dos enfermedades neurodegenerativas relacionadas caracterizadas por la localización errónea de la proteína TDP-43.
Este estudio demuestra que la reducción nuclear de TDP-43, característica patológica temprana en ELA/DFT, propicia la inclusión de secuencias intrónicas (que no deberían participar en la generación de proteínas) en el ARN pudiendo dar lugar a proteínas erróneas, a estas inclusiones se las conocen como exones crípticos (CE).
Sorprendentemente, dos variantes genéticas (SNP) dentro del gen UNC13A, fuertemente asociadas con el riesgo de padecer ELA/DFT, aumentan la inclusión de los CE en células cultivadas en laboratorio y en muestras de cerebro de pacientes. Estos hallazgos, los primeros en demostrar un vínculo genético específicamente entre la pérdida de la función nuclear de TDP-43 y la enfermedad, revelan tanto el mecanismo por el cual las variantes de UNC13A exacerban los efectos de la pérdida de TDP-43 en núcleo y proporcionan un objetivo terapéutico prometedor para proteinopatías relacionadas con TDP-43.
En este modelo, cuando los niveles de TDP-43 nuclear son normales en individuos sanos, TDP-43 previene la inclusión de CE, independientemente de las variantes de UNC13A. Por el contrario, el agotamiento nuclear severo de TDP-43 en etapas terminales de la enfermedad induce la inclusión de CE.
Curiosamente, cuando las dos variantes no se heredan conjuntamente, como se observa en los individuos de Asia oriental con ELA, se observa un efecto atenuado. Un fenómeno similar se observa en el gen APOE en la enfermedad de Alzheimer
Las proteínas de la familia UNC13 son esenciales para la sinapsis neuronal. En ratones, la supresión de los genes UNC13A y UNC13B inhibe la transmisión sináptica en las neuronas del hipocampo y deteriora enormemente la transmisión entre la neurona y el músculo. En los núcleos de neuronas derivadas de pacientes sin TDP-43, los CE en UNC13A está presente en hasta el 100 % de las transcripciones, lo que sugiere que la expresión del UNC13A funcional está muy reducida, lo que podría afectar la transmisión sináptica normal.
Estas variaciones genéticas que influyen en la inclusión de CE en UNC13A pueden conducir a cambios en la susceptibilidad y progresión de la enfermedad, apoyando firmemente que la regulación a la baja de UNC13A sea una de las consecuencias críticas de la pérdida de función de TDP-43.
Curiosamente, UNC13A supone un objetivo terapéutico generalizable para el 97% de los casos de ELA y aproximadamente la mitad de los casos de DFT. Estos hallazgos también son de interés para otras enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la encefalopatía traumática crónica, donde la pérdida de TDP-43 es una característica presente en un gran número de casos.
SESIÓN 6. GENÓMICA Y EPIDEMIOLOGÍA
Los análisis de asociación de variantes comunes y raras en la esclerosis lateral amiotrófica identifican 15 loci de riesgo con arquitecturas genéticas distintas y biología específica de neuronas
Ponente: Wouter Van Rheenen, Centro Médico Universitario de Utrecht, Project MinE
Ref.: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.03.12.21253159v1
La ELA posee una heredabilidad de alrededor del 50%. No obstante, los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) han encontrado pocos loci (lugar donde se localiza un gen dentro del ADN) de riesgo significativo en todo el genoma. Es por ello que el objetivo de este estudio fue encontrar nuevos factores de riesgo genéticos para la ELA y revelar los mecanismos biológicos que determinan su susceptibilidad.
Esta investigación se sirvió de un estudio GWAS de ascendencia cruzada en ELA que incluyó a 29.612 pacientes con ELA y 122.656 controles donde se identificaron 15 loci de riesgo en ELA. Posteriormente se combinó con 8.953 individuos secuenciados de genoma completo (6.538 pacientes con ELA, 2.415 controles) y el mayor conjunto de datos derivado de la corteza cerebral (MetaBrain), los análisis priorizaron ciertos genes en 14 de esos loci.
En todo el espectro de enfermedades neurodegenerativas, se identificó una correlación genética entre los loci de riesgo asociado a ELA y la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la parálisis supranuclear progresiva, pero con patrones diferentes según la región del cerebro y los tipos de células afectados. Por ejemplo, en la ELA encontraron una fuerte evidencia de ocurrencia específica en neuronas, particularmente en neuronas glutamatérgicas, pero no en tejidos/células inmunomediados como pasa en la enfermedad de Alzheimer. Esto proporciona evidencia de que la patología neuronal específica es un impulsor de la susceptibilidad a la ELA. También muestra que la susceptibilidad y la modificación de la enfermedad pueden ser procesos distintos, mientras que ambos pueden ser objetivos para posibles nuevos tratamientos en la ELA.
Se evidenciaron una serie de "genes centrales" específicos de cerebro en la ELA que desempeñan un papel en el tráfico de membranas, el tráfico del Golgi al retículo endoplásmico y la autofagia. Estos términos están todos relacionados con la autofagia y la degradación de proteínas mal plegadas. Todo ello corrobora la hipótesis central de la alteración de las proteínas que conduce a una agregación aberrante de las mismas en las neuronas, que es el sello patológico de la ELA. Estos resultados sugieren que este es un mecanismo central en la ELA incluso en ausencia de mutaciones raras conocidas en genes directamente involucrados en estos procesos biológicos como TARDBP, FUS, UBQLN2 y OPTN46.
A través de los factores de riesgo ambiental y de estilo de vida obtenidos de la literatura, los análisis indicaron un papel causal con los niveles altos de colesterol. No se encontró un patrón claro entre los distintos subtipos de colesterol en relación con el riesgo de padecer ELA. Mientras que los niveles de colesterol están estrechamente relacionados con el riesgo cardiovascular, la asociación entre el riesgo cardiovascular y el riesgo de ELA sigue siendo controvertida con informes contradictorios.
En consonancia con otros artículos científicos, los investigadores muestran un papel causal del colesterol que podría estar relacionado con la autofagia alterada como denominadores comunes de patología neuronal específica que impulsa la susceptibilidad de sufrir ELA y sirven como objetivos potenciales para las futuras estrategias terapéuticas.
La comparación de ancestros cruzados ilustró similitudes en los factores de riesgo genéticos para ELA en ancestros europeos y del este de Asia, proporcionando un argumento para estudios de ancestros cruzados y para expandir aún más los análisis GWAS en poblaciones con ELA no europeas.
En conclusión, los investigadores encontraron nuevos loci de riesgo genético y genes de riesgo para ELA que, en conjunto, proporcionan evidencia del inicio de la enfermedad autónoma de células en neuronas glutamatérgicas e implican el transporte mediado por vesículas, la autofagia y el metabolismo del colesterol como procesos importantes en la susceptibilidad a ELA.
El estudio de todo el genoma de la metilación del ADN en la esclerosis lateral amiotrófica identifica loci metilados diferencialmente e implica las vías metabólicas, inflamatorias y del colesterol
Ponente: Paul Hop, Centro Médico Universitario de Utrecht, Project MinE
Ref.: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.03.12.21253115v1.full.pdf
Los patrones de metilación del ADN pueden servir como biomarcadores de exposiciones pasadas y de la progresión de la enfermedad, además de proporcionar un mecanismo potencial de medición del riesgo genético o ambiental.
El estudio presenta un metaanálisis del estudio de asociación de todo el epigenoma (EWAS) basado en 10.462 muestras de sangre (7.344 pacientes con ELA y 3.118 controles), lo que representa el estudio de casos y controles para evaluar la metilación del ADN más grande llevado a cabo en cualquier enfermedad hasta la fecha, empleando un enfoque integral que integra datos metilómicos, genómicos y clínicos.
Los investigadores identificaron un total de 45 posiciones diferencialmente metiladas (DMP) localizadas en 42 genes relacionados con vías y rasgos del metabolismo, la biosíntesis del colesterol y la inmunidad.
Demostraron que la metilación del ADN para el colesterol HDL, el IMC, las proporciones de glóbulos blancos (WBC) y la ingesta de alcohol se asociaron de forma independiente con la ELA. La integración de estos resultados con el estudio del genoma completo (GWAS) mostró que la biosíntesis de colesterol estaba relacionada causalmente con la ELA.
Por último, descubrieron que los niveles de metilación del ADN en varias DMP y las estimaciones de la proporción de células sanguíneas derivadas de los datos de metilación del ADN están asociados con la tasa de supervivencia de los pacientes y podrían representar indicadores de procesos patológicos subyacentes.
PÓSTERS
Actualización provisional sobre RESCUE-ALS: estudio de fase 2 aleatorizado, controlado con placebo para determinar los efectos de CNM-Au8 en el retraso de la progresión de la enfermedad en la esclerosis lateral amiotrófica
La alteración bioenergética en las neuronas motoras y las células gliales conduce a la muerte celular y las secuelas clínicas resultantes de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). CNM-Au8 es una suspensión líquida oral de nanocristales de oro diseñada para mejorar la supervivencia, función y comunicación de las células nerviosas al respaldar sus necesidades energéticas, al tiempo que reduce el estrés oxidativo. Dos eventos distintivos de la ELA íntimamente ligados a un deterioro en las mitocondrias.
Los estudios preclínicos mostraron que CNM-Au8 mejoró la supervivencia de las células nerviosas y la función de las neuronas motoras en modelos de roedores con ELA y otras enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis múltiple y la enfermedad de Parkinson. También se descubrió que la terapia es segura en voluntarios sanos en un ensayo de fase 1 anterior (NCT02755870).
Estos primeros hallazgos respaldaron el lanzamiento del estudio Fase 2 RESCUE-ALS (NCT04098406), que actualmente se está llevando a cabo en Australia.
El ensayo evalúa la seguridad, la eficacia, la farmacocinética (movimiento dentro, a través y fuera del cuerpo) de CNM-Au8 y la farmacodinámica (efectos en el cuerpo) en 45 adultos (26 hombres y 19 mujeres) con ELA temprana.
El estudio de fase 2 RESCUE-ALS es un ensayo aleatorizado controlado con placebo que utiliza una nueva medida electrofisiológica de estimación de las unidades motoras para medir su eficacia clínica. Su objetivo es analizar la seguridad, la eficacia, la farmacocinética (movimiento dentro y a través) de CNM-Au8 y su farmacodinámica (efectos en el cuerpo). Los investigadores presentaron los datos provisionales en esta ponencia.
Los 45 participantes con ELA temprana (26 hombres y 19 mujeres, media de edad 59,1 años) fueron asignados al azar (1: 1) para recibir 30 mg de CNM-Au8 o placebo durante 36 semanas de tratamiento doble ciego. El criterio de valoración principal de la eficacia fue los cambios en el índice de número de unidad motora (MUNIX) para distintos músculos de la mano, el brazo, la pierna y los pies. Recordemos que la unidad motora es el conjunto funcional que forman las motoneuronas y las fibras musculares que inervan.
Las medidas secundarias y exploratorias incluyeron capacidad vital forzada, criterios de valoración de electromiografía, ALSFRS-R, ALSSQOL-S y biomarcadores farmacodinámicos.
A 15 de marzo de 2021, los resultados mostraron que aproximadamente el 80% de todos los participantes tuvieron aumentos en la puntuación total de MUNIX en algún momento durante el estudio, lo que indica una mejora en la supervivencia y función de las neuronas motoras, y otro 80% tenía una puntuación del 25% o menos en la semana 36.
Además, la población general de pacientes tuvo una disminución media de la función pulmonar del 11% en la semana 24 y del 18% en la semana 36, disminuciones generalmente más bajas de lo previsto según los datos de ensayos anteriores (aproximadamente un 25% de disminución a los nueve meses).
Un análisis adicional reveló que los pacientes que mostraban mejoras en el MUNIX también sufrían una menor discapacidad y tenían una mayor función pulmonar.
Estos datos sugieren que CNM-Au8 puede tener propiedades neuroreparadoras prometedoras que podrían ayudar a preservar la función de las neuronas motoras en pacientes con ELA.
Se espera que el ensayo finalice en agosto de 2022. Después de completar el estudio, los participantes pueden ingresar a un estudio de extensión de etiqueta abierta, en el que todos recibirán CNM-Au8.
Diseño del ensayo internacional PHOENIX de fase 3, aleatorizado y controlado con placebo de AMX0035 en la esclerosis lateral amiotrófica
Ref.:https://www.encals.eu/wp-content/uploads/2019/05/ENCALS-2021_ABSTRACT-BOOK.pdf
En los próximos meses se iniciará el ensayo de fase 3 PHOENIX para evaluar el tratamiento de AMX0035 contra la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Se pretende inscribir hasta 600 pacientes y se llevará a cabo en 55 centros de los EEUU y Europa como resultado de la colaboración entre el Northeast ALS Consortium (NEALS) y la Iniciativa de Investigación de Tratamientos para Curar la ELA (TRICALS).
AMX0035 está compuesto por dos moléculas, ácido taurursodiol y fenilbutirato (PB) de sodio, que protegen las células nerviosas. Ambos compuestos están en uso clínico y se sabe que son seguros y bien tolerados. Su mecanismo de acción bloquea el estrés de las mitocondrias, las principales generadoras de energía dentro de la célula, y el retículo endoplásmico, orgánulo celular involucrado en la producción, modificación y transporte de proteínas.
Los resultados derivados del ensayo de fase 2/3 CENTAUR (NCT03127514) mostraron que el tratamiento con AMX0035 era capaz de ralentizar el deterioro funcional y prolongaba significativamente la vida en 137 pacientes con ELA de progresión rápida. Se observó una tasa de eventos adversos similares con el uso de AMX0035 y de placebo. Sin embargo, la Administración de Drogas y Alimentos de los EE.UU. (FDA) solicitó un ensayo adicional controlado con placebo para evaluar la aprobación del AMX0035. La farmacéutica responsable, Amiylyx, se plantea solicitar la aprobación de AMX0035 en la Unión Europea y Canadá en base a los resultados de CENTAUR.
Se espera que los resultados del estudio PHOENIX respalden dicha solicitud de aprobación a la agencia de EE.UU. Su diseño fue debatido durante el congreso virtual ENCALS.
PHOENIX tiene como objetivo inscribir a pacientes cuyos síntomas comenzaron en los últimos dos años, un criterio menos estricto que el requerido para CENTAUR.
Los participantes serán asignados de manera aleatoria en una proporción 3: 2 para recibir AMX0035 (3 g de PB / 1 g de taurursodiol por sobre) o placebo por vía oral o por sonda, 1 sobre al día durante aproximadamente 2-3 semanas y luego, si son tolerados, 1 sobre dos veces al día durante el resto del estudio.
Su objetivo principal se centra en cambios en la escala ALSFRS-R (mide el deterioro funcional) y en la supervivencia. Los objetivos secundarios incluyen cambios en la función pulmonar (medidos tanto en el hogar como en los hospitales) la necesidad de ventilación y los resultados informados por el propio paciente (ALSAQ-40, EQ-5D y EQ VAS).
Los resultados exploratorios incluirán la medición de biomarcadores plasmáticos para daño neuronal y neuroinflamación. La mortalidad a largo plazo de todos los participantes se evaluará más allá del seguimiento planificado de 48 semanas.
Desarrollo de un modelo de predicción diagnóstica de miARN circulante para ELA y FTD
Ref.:https://www.encals.eu/wp-content/uploads/2019/05/ENCALS-2021_ABSTRACT-BOOK.pdf
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (DFT) suponen un neurodegenerativo separados por una delgada línea, con un número sustancial de pacientes que manifiesta comorbilidad clínica. El diagnóstico de la DFT y la ELA a menudo se retrasa debido a la heterogeneidad de los síntomas y a la necesidad de una observación de su evolución.
La investigación pretende evaluar el enorme potencial que tienen los miARN (pequeños fragmentos de ARN que regulan genes) circulantes como biomarcadores en el diagnóstico de la ELA y la FTD.
Se hizo un estudio prospectivo (con datos del pasado) de diferentes centros clínicos, reclutando una cohorte de 370 pacientes diagnosticados de ELA (n = 202) y DFT (n = 168) con diferentes fenotipos clínicos y formas patológicas, así como controles sanos (n = 125).
Los científicos realizaron un perfil de miARN en biofluidos y miARN plasmático en estos individuos. Posteriormente desarrollaron y validaron nuevos modelos de predicción de diagnóstico mediante la implementación de algoritmos avanzados de aprendizaje automático bajo una validación cruzada estratificada de K-veces.
Estos modelos de predicción de diagnóstico fueron capaces de distinguir entre ELA, DFT y los controles con un AUC-ROC promedio de 0.91 (valida el rendimiento del modelo). Además, se identificaron microARN compartidos y específicos de la enfermedad. Curiosamente, este método clasificador era capaz de predecir la comorbilidad ELA-DFT.
Por todo ello, se pone de manifiesto que los miARN circulantes tienen un gran potencial como biomarcadores de diagnóstico, que pueden permitir la detección temprana de individuos de alto riesgo, la subtipificación clínica de pacientes con ELA-DFT y elaborar un cribado rentable que podría facilitar el diagnóstico y los ensayos clínicos para pacientes.
Evidencia preliminar de cambios neuroeléctricos en portadores asintomáticos del gen C9ORF72 usando EEG
Ref.:https://www.encals.eu/wp-content/uploads/2019/05/ENCALS-2021_ABSTRACT-BOOK.pdf
Estudios previos de portadores asintomáticos del gen C9ORF72 han informado la aparición de cambios cognitivos y conductuales, así como un metabolismo cerebral disfuncional y degeneración estructural. Sin embargo, los cambios neurofisiológicos previos a las manifestaciones clínicas de la ELA no se comprenden del todo. Es por ello, que la detección temprana y la caracterización de las manifestaciones de la enfermedad en portadores asintomáticos de C9ORF72 podrían respaldar nuevas estrategias terapéuticas basadas en tratamientos tempranos y dirigidos.
El objetivo de este estudio fue caracterizar cuantitativamente la disrupción progresiva de la red cerebral de pacientes de ELA portadores asintomáticos del genC9ORF72 utilizando la mismatch negativity (MMN) una medición electrofisiológica sobre la información sensorial procesada por el cerebro.
Se midió el MMN utilizando electroencefalografía de 128 canales de manera longitudinal en 60 pacientes con ELA y de forma transversal en 62 controles sanos. En la ELA, las circunvoluciones frontales inferiores (IFG) mostraban una actividad inicial significativamente menor en comparación con los controles. La IFG derecha y ambos giros temporales superiores (STG) se volvieron progresivamente hiperactivos. Por el contrario, las cortezas motoras izquierdas y prefrontales dorsolaterales eran inicialmente hiperactivas y disminuyeron progresivamente.
Esta hiperactividad motora basal se correlaciona con la desinhibición cognitiva, y las actividades IFG basales más bajas se correlacionan con un declive motor, mientras que la actividad prefrontal dorsolateral izquierda predijo un deterioro cognitivo y conductual. Una supervivencia más corta se correlacionó con una actividad de IFG y STG basal reducida y una hiperactivación posterior de STG.
El electroencefalograma facilitó la caracterización cuantitativa del deterioro de la red cortical motora y cognitivo-conductual asociada a síntomas, incluso antes de que apareciesen en la ELA.
Estos resultados preliminares muestran el potencial de la encefalografía para capturar cambios funcionales asociados con la enfermedad en portadores asintomáticos de C9ORF72. La identificación y caracterización de biomarcadores que puedan estar relacionados con el desarrollo temprano de la ELA puede ayudar a su vez en el diagnóstico temprano y a mejorar la comprensión de los procesos fisiológicos causales. Este enfoque es importante para las estrategias de tratamiento temprano y para hacer de la ELA una enfermedad potencialmente prevenible.
La disfunción mitocondrial vincula mutaciones en TDP-43 y C9orf72 de motoneuronas derivadas de pacientes con ELA
Ref.: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32330447/
Las expansiones de hexanucleótidos en el gen C9orf72 son la causa más frecuente de esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y demencia frontotemporal (FTD), y representan hasta el 50% de los casos de ELA familiar. Si bien las mutaciones en TARDBP son una causa rara de ELA, el depósito de inclusiones citoplasmáticas positivas de TDP-43 sigue siendo una neuropatología común para aproximadamente el 97% de los casos de ELA, incluidos los casos de C9orf72. La identificación de vías comunes entre C9orf72 y TDP-43 contribuiría significativamente a una mejor comprensión del mecanismo de la enfermedad.
Para averiguar cómo las mutaciones en C9ORF72 impulsan la patología celular en la ELA e identificar los mecanismos convergentes entre las mutaciones en C9ORF72 y TARDBP, los investigadores analizaron neuronas motoras (MN) derivadas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) de pacientes con ELA. Las neuronas se cultivaron en cámaras de microfluidos para estudiar el transporte axonal y se cuantificó la funcionalidad mitocondrial mediante el uso de MitoTracker para la obtención de imágenes en vivo.
Las iPSC-MN con mutación en C9ORF72 tenían una mayor liberación de Ca2 + después de la transmisión nerviosa, un retraso en la recuperación de los niveles basales después de la estimulación con glutamato (neurotransmisor) y niveles más bajos de calbindina (proteína encargada del transporte de calcio) en comparación con los controles.
Las MN derivadas de iPSC de pacientes con mutaciones en TARDBP mostraron también una alta liberación de Ca2 + inducida por glutamato.
Las imágenes del transporte axonal revelaron una velocidad reducida del transporte mitocondrial retrógrado, que se correlacionó con la regulación a la baja del adaptador del motor molecular dinactina-1. También se detectó una reducción significativa de la longitud y el área de superficie mitocondrial en las MN-iPSC de los pacientes, lo que indicaba un aumento de la fragmentación.
Mediante secuenciación de ARN se comprobó, que tanto las MN-iPSC con mutaciones en C9ORF72 como TARDBP tenían una regulación positiva de las subunidades AMPA y NMDA permeables al Ca2 + y deterioro de la amortiguación del Ca2 + mitocondrial debido a un desequilibrio de MICU1 y MICU2 en el transportador de Ca2 + mitocondrial, lo que indicaba que las mitocondrias están deterioradas.
Los investigadores llegaron a la conclusión que las MN derivadas de iPS de pacientes con mutaciones en C9orf72 y TDP-43 tienen deficiencias en funciones mitocondriales esenciales, como la respiración, la amortiguación de calcio y la dinámica mitocondrial.