Nueva estrategia para optimizar la terapia génica de la ataxia de Friedreich. Sara Pérez-Luz.

Transcripción

1 Nueva estrategia para optimizar la terapia génica de la ataxia de Friedreich Sara Pérez-Luz

2 La ataxia de Friedreich es una enfermedad autosómica recesiva causada por mutaciones en el gen frataxina (FXN)

3 Una expansión del trinucleótido GAA es el responsable de la disminución de la transcripción y de la disminución de FXN.

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5 Existen 3 isoformas de FXN con distintas localizaciones subcelulares I Exon 1A Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 II Exon 1B Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5 III Exon 1AΔ141 Exon 2 Exon 3 Exon 4 Exon 5

6 FXN parece estar implicada en la regulación y reparación de los cluster hierro-azufre (ISC)

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8 FA es predominantemente (aunque no exclusivamente) una enfermedad neurodegenerativa Sintomas extraneurológicos: - Cardiomiopatias (60-70%) - Diabetes mellitus (20-30%)

9 Al ser una enfermedad monogénica FA es un buen candidato a ser tratada mediante protocolos de terapia génica Gen frataxina Vector Herpesviral

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11 Vectores usados en Terapia Génica Adenovirus Adeno-associated virus Lentivirus Herpes virus Transgene capacity 8 30 kb 2 6 kb 6 9 kb (proviral length) kb Genome dsdna ssdna ssrna dsdna Vector genome Episomal Episomal, concatamer Random integration, episomal Episomal, concatamer CNS tropism Glia > neurons Neurons and glia Neurons and glia Neurons Expression onset Days Days weeks Week Days Expression duration Weeks year Months years Months years Weeks year

12 Locus Genómico versus construcciones mínimas

13 Vectores usados en Terapia Génica Adenovirus Adeno-associated virus Lentivirus Herpes virus Transgene capacity 8 30 kb 2 6 kb 6 9 kb (proviral length) kb Genome dsdna ssdna ssrna dsdna Vector genome Episomal Episomal, concatamer Random integration, episomal Episomal, concatamer CNS tropism Glia > neurons Neurons and glia Neurons and glia Neurons Expression onset Days Days weeks Week Days Expression duration Weeks year Months years Months years Weeks year

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15 Características del amplicón HSV-1

16 Principales características de los amplicones HSV-1 Gran capacidad (hasta 150 kb). No contiene genes virales. Se elimina el riesgo de producir reacciones adversas Episomas no integrativos. Capacidad para infectar una gran variedad de células (especialmente neuronas) Difíciles de manipular y producir en grandes cantidades.

17 ris pac LoxP RP11-265B8 PmeI PmeI PmeI digestión & PmeI religación LoxP Retrofitting con las secuencias del amplicón HSV-1 FXN locus (80 kbp) FXN locus (80 kbp) 135 kbp (insert) + 8 kbp (vector) pac ris Empaquetamiento ibac con el locus genómico de frataxina FXN locus ibac-fxn (<156 Kbp) Gómez-Sebastián S, et al., Molecular Therapy, 2007; 15(2):

18 Amplicón HSV-1 con gen de frataxin Paciente FA Altamente sensibles a estrés oxidativo Recuperación de la función Sensibilidad normal a estrés oxidativo Funcion mitocondrial mejorada. Fibroblastos derivados de pacientes de FA son capaces de recuperar el fenotipo tras la administración de un vector herpesvírico conteniendo el locus genomino de frataxina

19 Expresión sostenida en el tiempo tras inyección de un vector herpesviral conteniendo el gen de frataxina en el cerebelo de un roedor

20 Delivery of a 135 Kb human frataxin genomic DNA locus gives rise to different frataxin isoforms UVI05093_isoforma II_130327Bbis.jpg HSV 1 vector con el locus genómico de frataxina PCR ve 0d 2d 7d Isoforma I Isoforma II Isoforma III

21 Vectores HSV con el locus genómico de FXN Recuperan el fenotipo de células derivadas de pacientes de FA. Logran expresión de frataxina a largo plazo tras inyección en el cerebro de roedores. Permiten la expresión de todas las isoformas de FXN.

22 Sería posible llegar a todas las neuronas afectadas?

23 Barrera Hemato-encefálica

24 Posibles mecanismos de transporte a través de BBB

25 Delivery of gold nanoparticles to the brain by conjugation with a peptide that recognizes the transferrin receptor. Prades R, Guerrero S, Araya E, Molina C, Salas E, Zurita E, Selva J, Egea G, López-Iglesias C, Teixidó M, Kogan MJ, Giralt E. Biomaterials ct;33(29): doi: /j.biomaterials Epub 2012 Jul 15

26 Decorar la superficie de los vectores virales con BBB shuttles BBB-shuttle CPP + HSV-1 Homing peptide NLS Comprobar si estos vectores modificados son capaces de llegar al SNC NLS Homing peptide CPP NLS CPP BBB-shuttle BBB-shuttle

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28 Miembros anteriores del grupo: -Alfredo Gimenez-Cassina tros Colaboradores: -Filip Lim (UAM) -Silvia Gomez-Sebastian (xford) -Richard Wade-Martins (xford) Work supported by grants from Spanish MICINN, CIBERER, Comunidad de Madrid.

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30 Gracias!