Teràpia gènica que sobreexpressa Klotho per a l'esclerosi lateral amiotròfica

Sergi Verdes

Assumpció Bosch Merino, Xavier Navarro Acebes

tesi codirigida per la Dra. Assumpció Bosch, dins del grup de recerca “Teràpia gènica al sistema nerviós” liderat pel Dr. Miguel Chillón al VHIR

L'esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neuromuscular molt agressiva que afecta unes 4.000 persones a Espanya i que provoca la mort inevitable dels pacients, amb una esperança de vida de només 2 a 5 anys des del diagnòstic. Es caracteritza per la pèrdua progressiva de la capacitat de moure's, parlar i empassar-se. En etapes avançades, els pacients requereixen intubació, ventilació assistida i sistemes de comunicació adaptats per mantenir-se connectats amb el seu entorn. Tot i que els tractaments disponibles, com el riluzol i l'edaravona, alenteixen lleugerament la progressió, no hi ha cura per a l'ELA, i els pacients són un grup vulnerable amb pocs recursos terapèutics eficaços. Els múltiples mecanismes fisiopatològics que condueixen a la degeneració de les neurones motores (NM) i la denervació muscular són complexos. La clau per millorar la funció en l'ELA rau a prevenir la desconnexió axonal, protegir les NM i promoure la reinnervació muscular. L'α-Klotho (KL) és una proteïna pleiotròpica amb potencial terapèutic contra diversos d'aquests mecanismes. La KL posseeix propietats neuroprotectores i mioregeneratives gràcies als seus efectes antioxidants i antiinflamatoris i a la seva capacitat per promoure la mielinització i protegir l'estructura i la funció mitocondrial. En aquesta tesi, s'ha investigat el potencial terapèutic de la sobreexpressió de KL al sistema nerviós central (SNC) i als músculs esquelètics en l'ELA. Primer, vam identificar una disminució dels nivells endògens de KL al SNC i als músculs esquelètics en models de degeneració de les neurones (MN) i atròfia muscular. Posteriorment, es van investigar els efectes protectors de KL contra l'excitotoxicitat induïda per glutamat en cultius de medul·la espinal, revelant que la sobreexpressió de KL protegeix les MN. Es van utilitzar estratègies de teràpia gènica basades en vectors virals adenoassociats (AAV) per atacar la sobreexpressió de KL a la medul·la espinal i els músculs del model de ratolí SOD1G93A d'ELA. Els resultats mostren que la sobreexpressió de KL al SNC té un impacte lleu en la preservació neuromuscular, però millora la funció motora en ambdós sexes. D'altra banda, augmentar la secreció de KL muscular sembla ser una millor opció terapèutica, ja que protegeix els MN, redueix la reactivitat astrocítica i microglial, preserva les unions neuromusculars (NMJ) i prevé l'atròfia muscular, millorant la funció i la força locomotores, retardant l'aparició de la malaltia i perllongant la supervivència. A més, fins i tot en etapes simptomàtiques, la sobreexpressió de KL als músculs alenteix el declivi neuromuscular i motor. Finalment, els estudis transcriptòmics i proteòmics que hem dut a terme a la medul·la espinal i al múscul gastrocnemi ens han permès identificar els mecanismes subjacents als efectes neuroprotectors del KL en l'ELA. Els nostres resultats obren una via terapèutica per abordar simultàniament diferents alteracions associades a la malaltia, amb el potencial de millorar la funció neuromuscular i la qualitat de vida dels pacients. Aquest avenç ha estat patentat i llicenciat, creant així oportunitats per al desenvolupament d'un tractament innovador i integral per a l'ELA.

Els nostres resultats han obtingut un reconeixement científic substancial i han estat seleccionats consistentment per a la seva presentació en congressos líders sobre teràpia gènica i ELA, incloent-hi vuit congressos internacionals —com ara l'ASGCT, l'ESGCT i l'ENCALS— i onze reunions nacionals com ara el CIBERNED, el SETGYC, el SCB i la UAB. La majoria de les presentacions van ser escollides per a sessions orals, cosa que subratlla l'impacte del nostre treball, que també ha rebut múltiples distincions, com ara premis de mobilitat, comunicació i repte de tesi, així com reconeixement en notícies d'última hora i pòsters destacats. Arran dels prometedors resultats preclínics, vam contractar l'Oficina de Transferència de Tecnologia (TTO) de la UAB, que va dur a terme una cerca de patentabilitat a PatBase, Espacenet, Scifinder i Google Scholar, confirmant la novetat i la rellevància industrial de la nostra invenció. Si bé existeixen alguns treballs anteriors que vinculen la KL amb malalties neuromusculars, la nostra recerca se centra en una isoforma única de KL amb diferents avantatges terapèutics. Tant el nostre TTO com els advocats de patents (ZBM i Burns & Levinson) van concloure que podíem abordar qualsevol objecció aclarint els atributs únics de la nostra isoforma, reforçant el pas inventiu. Això va conduir a l'èxit de la sol·licitud de patent (sol·licitud de patent dels EUA núm. 63/330.684) per a vectors virals específics carregats amb el gen sKL per a l'ELA i altres afeccions neuromusculars. La nostra patent (WO2023198828A1) ja s'ha publicat, amb un acord de copropietat entre el VHIR, la UAB, la UB i ICREA per gestionar i compartir els ingressos futurs. El projecte ha rebut un suport financer important de diverses agències de finançament, com ara l'AGAUR (Generalitat de Catalunya), el Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats i TERAV. Cal destacar que hem rebut la beca Producte AGAUR, dissenyada per a projectes que han completat la planificació de transferència i han desenvolupat estratègies de generació de valor per a un producte candidat específic. Aquest programa de suport i emprenedoria ens va permetre involucrar possibles socis de la indústria, com ara SwanBio Therapeutics, Lysogene, Advent France Biotech, Kurma Partners, CCR, KU Leuven, Lilly i ANEW Medical Inc. L'important potencial de mercat per a les teràpies contra l'ELA, valorat en 713,3 milions de dòlars el 2023 i que es preveu que creixi fins a 1.100 milions de dòlars el 2032, destaca l'atractiu financer i la rellevància industrial d'aquest projecte terapèutic. En una fita important, vam signar amb èxit un acord de llicència amb ANEW Medical Inc. per a aplicacions d'ELA, juntament amb una patent independent per a la malaltia d'Alzheimer i la demència (ES2968098T3). Aquesta va ser la primera vegada que es va llicenciar una patent durant el programa Producte AGAUR. Klotho Neurosciences Inc. (anteriorment ANEW Medical Inc.), una entitat que cotitza al NASDAQ, està avançant la nostra recerca amb els recursos i l'experiència per portar al mercat teràpies basades en Klotho. L'empresa també ha establert un acord a llarg termini amb la UAB per establir nous laboratoris de recerca al campus, fomentant la col·laboració i creant diversos llocs de treball. El nostre grup de recerca també ha signat un acord de recerca industrial plurianual per continuar investigant, incloent-hi l'optimització del casset d'expressió, la validació en el model de ratolí Profilin1G¹¹⁸V d'ELA, les proves de vectors AAV miotròpics i les avaluacions de seguretat en models animals més grans. Aquesta col·laboració avançarà cap a estudis preliminars en humans i documentació reguladora, col·laborant amb CRO i CDMO per avançar en el desenvolupament. Els objectius futurs inclouen completar els assajos clínics i, en última instància, llicenciar la tecnologia a un soci farmacèutic important equipat per satisfer la demanda del mercat.

Esclerosi Lateral Amiotròfica (ELA); Malaltia Neuromuscular; Degeneració de la Neurona Motora (MN); Denervació Muscular; Desconnexió Axonal; Reinnervació Muscular; α-Klotho (KL); Proteïna Pleiotròpica; Propietats Neuroprotectores; Propietats Mioregeneratives; Efectes Antioxidants; Efectes Antiinflamatoris; Promoció de la Mielinització; Estructura i Funció Mitocondrial; Sobreexpressió de KL; Sistema Nerviós Central (SNC); Músculs Esquelètics; Nivells Endògens de KL; Excitotoxicitat Induïda per Glutamat; Cultius de Medul·la Espinal; Vectors Vírics Adenoassociats (AAV); Model de Rató SOD1G93A; Preservació Neuromuscular; Funció Motora; Secreció de KL Muscular; Reactivitat Astrocítica; Reactivitat Microglial; Preservació de les Unions Neuromusculars (NMJ); Prevenció de l'Atròfia Muscular; Funció Locomotora; Millora de la Força; Retard en l'Aparició de la Malaltia; Prolongació de la Supervivència; Estadis Simptomàtics; Declivi Neuromuscular; Declivi Motor; Estudis transcriptòmics; Estudis proteòmics; Mecanismes neuroprotectors; Via terapèutica; Millora de la funció neuromuscular; Millora de la qualitat de vida; Patent; Llicència; Tractament innovador.