Los investigadores del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver (NICHD) que llevan a cabo un estudio clínico de pacientes con un trastorno neurológico mortal y poco común se han asociado con científicos de investigación básica para encontrar mejores formas de comprender la enfermedad, monitorear su progresión y, en última instancia, encontrar tratamientos.
La enfermedad CLN3 parece ser el resultado de la incapacidad de eliminar una acumulación de compuestos grasos del interior del lisosoma , una estructura diminuta dentro de las células que lleva a cabo funciones tales como reciclar partes celulares desgastadas y destruir bacterias y virus. Los niños con este trastorno, también conocido como enfermedad de Batten, pierden la visión entre los 4 y los 6 años de edad y, posteriormente, desarrollan deterioro intelectual, convulsiones y dificultades de movimiento y del habla. La enfermedad no tiene cura y la mayoría de los pacientes mueren antes de alcanzar la adultez.
Los investigadores An N. Dang Do (MD, PhD) y Forbes D. Porter (MD, PhD) de la Oficina del Director Clínico y la Sección de Dismorfología Molecular del NICHD, están documentando la evolución de la enfermedad CLN3 en 36 pacientes. El objetivo de los investigadores es identificar marcadores útiles (compuestos químicos u otras sustancias producidas en el cuerpo de los pacientes) para medir la evolución de la enfermedad. Como parte del esfuerzo, los investigadores han establecido depósitos de muestras biológicas de los pacientes, como su líquido cefalorraquídeo, es decir, el líquido que fluye alrededor del cerebro y la médula espinal. Con frecuencia, colaboran con investigadores que estudian animales de laboratorio y cultivos celulares, para cotejar los hallazgos de laboratorio con las muestras humanas que han obtenido.
En un estudio, los investigadores dirigidos por Jon J. Brudvig (PhD) y Jill M. Weimer (PhD) de Sanford Research en Sioux Falls analizaron muestras de sangre de cepas de laboratorio de cerdos y roedores con una forma de la enfermedad CLN3. En el estudio, que aparece publicado en Biomarker Insights, los investigadores informaron que las muestras de los animales contenían compuestos conocidos como glicerofosfodiésteres. El más predominante de estos fue el glicerofosfoinositol. Las muestras de sangre de los pacientes con CLN3 del NICHD también tenían altos niveles del compuesto.
La enfermedad CLN3 recibe su nombre de la proteína defectuosa involucrada en la enfermedad. La proteína CLN3 se encuentra en la membrana de los lisosomas. Su función es poco conocida porque fue difícil recolectar una cantidad lo suficientemente grande de lisosomas para la prueba. Dirigidos por Nouf Laqtom (PhD) y Monther Abu-Remaileh (PhD), los investigadores de la Universidad de Stanford y otras instituciones emprendieron un estudio, que aparece publicado en Nature, para determinar el papel que desempeña la proteína en la enfermedad. Desarrollaron un método que utiliza anticuerpos para recolectar lisosomas de ratones y cultivos de células humanas que carecen de la proteína CLN3. Los lisosomas contenían altas concentraciones de glicerofosfodiésteres. Los investigadores plantearon la hipótesis de que, en lugar de ser transportados fuera del lisosoma, como habría sucedido con los lisosomas con CLN3 en funcionamiento, los glicerofosfodiésteres acumulados contribuyeron a la acumulación de compuestos tóxicos que dañaron el tejido del sistema nervioso. Cuando analizaron el líquido cefalorraquídeo del estudio del paciente del NICHD, encontraron una alta concentración de glicerofosfoinositol.
Los doctores Dang Do y Porter llegaron a la conclusión de que los hallazgos en muestras humanas en estos estudios brindan información para futuras investigaciones con miras al desarrollo de una prueba, con base en glicerofosfinositol y quizás otros glicerofosfodiésteres, para diagnosticar la enfermedad CLN3 o un enfoque para tratarla.
Referencias
Brudvig, JJ, et al. Glycerophosphoinositol is elevated in blood samples from CLN3Δex7-8 pigs, Cln3Δex7-8 mice, and CLN3-affected individuals. Biomarker Insights. 2022. https://doi.org/10.1177/11772719221107765
Laqtom, NN, et al. CLN3 is required for the clearance of glycerophosphodiesters from lysosomes. Nature. 2022. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05221-y