Actualmente no hay opciones de tratamiento disponibles para PIGA-CDG, aunque se están investigando tratamientos de reutilización de fármacos, moléculas pequeñas (GlcNAc-PI) y terapia génica en estudios de investigación preclínicos 3,8 .

La piridoxina, una forma de vitamina B6, se ha investigado como tratamiento para pacientes PIGA-CDG con epilepsia resistente al tratamiento. La piridoxina se investigó como tratamiento para los trastornos de GPI porque se cree que puede haber un nivel reducido de piridoxina intracelular, específicamente en el cerebro, debido a la alteración de la función de la proteína anclada en GPI. Se administró piridoxina oral (20–30 mg/kg/día) a una cohorte de 4 pacientes con PIGA-CDG durante un período de 3 meses y fue eficaz en 1 paciente para reducir la frecuencia de las convulsiones 35 .

MODELOS DE INVESTIGACIÓN

Hay varios modelos de investigación disponibles para estudiar PIGA-CDG, como levaduras, ratones y células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Actualmente se están generando un modelo de mosca y un modelo de ratón knock-in.

LEVADURA (S. CEREVISIAE)

El gen de levadura SPT14 es homólogo al PIGA humano y es miembro de la familia de genes de la glicosiltransferasa. Las células mutantes Spt14 tienen defectos en el anclaje de GPI debido a un defecto en la síntesis de GlcNAc-PI. También muestran defectos transcripcionales y una regulación negativa en la síntesis de inositolfosfoceramida 36 .

MOSCA (D. MELANOGASTER)

El Dr. Clement Chow de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utah ha generado Knockout PIGA, así como modelos de moscas PIGA específicos de cada paciente. La caracterización fenotípica está actualmente en marcha y el trabajo futuro incluirá la evaluación de un vínculo entre la variación fenotípica y la variación genotípica 37 .

RATÓN (M. MUSCULUS)

Piga -/-  knockout constitutivoLos ratones con knockout de la línea germinal de  Piga  usando CMV-Cre resultaron en letalidad embrionaria con defecto del tubo neural, edema y labio leporino/paladar hendido, lo que impidió el análisis de cualquier fenotipo neurológico postnatal 38 .

Ratones Piga condicionalmente listosLa cepa de ratones mutantes Piga tm1Tak tiene el exón 6 flanqueado por sitios loxP después de la expresión in vitro de la recombinasa Cre 39 . En estudios que investigan proteínas de anclaje GPI específicas de la epidermis, estos ratones mutantes mueren entre 1 y 3 días después del nacimiento y presentan fenotípicamente niveles anormales de aminoácidos, función de barrera cutánea deteriorada, piel escamosa y deshidratación 40 . Otros estudios que utilizaron knockout dirigido en células hematopoyéticas identificaron ratones mutantes con labio leporino/paladar hendido, edema y exencefalia 41 .

Los ratones Piga flox  (B6.129- Piga tm1 ) se obtuvieron de RIKEN y fueron generados previamente por Taroh Kinoshita y Junji Takeda 38 .

Ratones Piga  con inactivación condicional del sistema nervioso centralLos ratones Piga con inactivación condicional específica del SNC no sobreviven después del destete y no muestran defectos cerebrales estructurales. Los ratones mutantes muestran algunos fenotipos observados en pacientes, incluida la inmadurez de la sustancia blanca, el desequilibrio de la marcha, la falta de coordinación motora y la muerte prematura. Los mutantes también muestran una mielinización reducida y un desarrollo defectuoso de las células de Purkinje en el cerebro posnatal temprano 42 .

Piga flox/X ; Mutantes knockout condicionales del mosaico Wnt1 -Cre (cKO) y  Piga flox/Y ; También se generaron mutantes cKO hemicigóticos Wnt1 -Cre para determinar el papel de la biosíntesis de GPI en células de la cresta neural (deficiencia de GPI específica de tejido). Estos mutantes mostraron fenotípicamente labio leporino/paladar hendido, así como hipoplasia craneofacial 41 .

Ratones quiméricos deficientes en pigaLos ratones mutantes tienen expresión superficial quimérica de proteínas ancladas a GPI. El quimerismo de los tejidos hematopoyéticos y no hematopoyéticos en ratones mutantes fue bajo y aparecieron células GPI en la sangre periférica de algunos ratones mutantes 43 .

Línea de células madre embrionarias de trampa genética de PigaLínea de células madre embrionarias mutantes Piga Gt(IST13968G8)Tigm es una mutación de trampa genética mediante la inserción de un vector de trampa genética 39 .

Ratones piga  knock-inSe está creando un modelo de ratón knock-in, a partir de 2019, por el Dr. Taroh Kinoshita y el Dr. Yoshiko Murakami de la Universidad de Osaka 37 .

LÍNEA CELULAR HUMANA

Se han generado líneas de iPSC humanas hipomórficas PIGA (c.1234C>T) y PIGA -null de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) . Las iPSC hipomorfas son permisivas para la hematopoyesis con proliferación, diferenciación, maduración y defectos presinápticos neuronales. Las iPSC nulas para PIGA no son permisivas para la hematopoyesis y la diferenciación 16,44 .

ESTUDIOS CLÍNICOS

ACTIVO

Investigaciones clínicas y básicas sobre trastornos congénitos de la glicosilación (NCT04199000)El Consorcio Fronteras en los trastornos congénitos de los trastornos de la glicosilación (FCDGC) está llevando a cabo un estudio de historia natural de 5 años de duración en todos los tipos de CDG, incluido  PIGA-CDG. El propósito de este estudio es definir la historia natural y los síntomas clínicos de CDG, desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico, identificar biomarcadores clínicos que puedan usarse en futuros ensayos clínicos y evaluar si los tratamientos dietéticos mejoran los síntomas clínicos y la calidad de vida.

En 2017, el Dr. Taroh Kinoshita y el Dr. Yoshiko Murakami de la Universidad de Osaka, expertos líderes en la vía de anclaje de GPI y trastornos relacionados, incluido PIGA-CDG, comenzaron a trabajar para crear líneas celulares deficientes en PIGA para pruebas in vitro (en células). En 2018, ese trabajo se expandió para incluir el desarrollo de un modelo de ratón «knock-out» para pruebas in vivo. En 2019, se iniciaron los primeros intentos de desarrollar un modelo de ratón «knock-in».

El propósito de la creación de líneas celulares PIGA y modelos de ratón es permitir la prueba de diferentes suplementos, moléculas y terapias para determinar si ayudan a restaurar la funcionalidad celular.

Estado actual: el modelo de ratón PIGA incorporado está en proceso de creación.

En 2018, comenzamos a explorar la viabilidad de un enfoque de terapia de reemplazo génico para PIGA-CDG. Basándonos en extensas consultas con varias empresas especializadas en terapia génica para trastornos raros, llegamos a la conclusión de que PIGA-CDG es un candidato adecuado para un enfoque de terapia génica basada en AAV (virus adenoasociado). Actualmente estamos trabajando con la Dra. Kathrin Meyer del Nationwide Children’s Hospital, en colaboración con la Dra. Kinoshita y la Dra. Murakami, en la construcción de un programa de terapia génica AAV9 para PIGA-CDG. El Dr. Meyer tiene experiencia en el desarrollo de un producto de terapia génica AAV9 que ha sido aprobado por la FDA para la atrofia muscular espinal (AME) y actualmente está desarrollando otros productos de terapia génica en trastornos del sistema nervioso central (SNC) en varias etapas de pruebas clínicas.

Estado actual: El primer vector PIGA AAV9 se probó en líneas celulares deficientes en PIGA en la Universidad de Osaka y se encontró que tenía éxito en restaurar los niveles de proteínas ancladas a GPI. PIGA AAV9 se está probando actualmente en ratones PIGA knock-out para determinar la eficacia, y se probará en ratones PIGA knock-in una vez que estén disponibles.

PIGA es parte de un complejo de siete enzimas involucradas en el primer paso de la biosíntesis del ancla de GPI; el «producto final» de este complejo enzimático es una molécula llamada GlcNAc-PI (más sobre esto aquí). La hipótesis es que la suplementación de GlcNAc-PI en un paciente con deficiencia de PIGA, similar a la “terapia de reemplazo de sustrato”, podría ser eficaz para evitar la función del gen PIGA mutante y mejorar la funcionalidad de la vía de anclaje de GPI. En 2017, el Dr. Peter Seeberger del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces en Alemania, un químico de carbohidratos con experiencia en la síntesis de moléculas de anclaje de GPI, inició el proceso de síntesis de la molécula GlcNAc-PI. En 2018, el laboratorio del Dr. Seeberger completó la síntesis de una molécula de GlcNAc-PI no modificada y una versión peracetilada modificada (para mejorar la biodisponibilidad o la permeabilidad).

Estado actual: Las pruebas de la molécula GlcNAc-PI en líneas celulares produjeron resultados prometedores en términos de mejorar la expresión de proteínas ancladas a GPI. Las pruebas iniciales in vivo en ratones PIGA knock-out no fueron concluyentes. Es necesario trabajar más para crear diferentes variaciones del «empaquetado» de la molécula para que pueda penetrar mejor en la célula; la creación exitosa del modelo de ratón PIGA knock-in también facilitará más pruebas de GlcNAc-PI.

En 2018, el Dr. Clement Chow del Departamento de Genética Humana de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utah inició un proyecto para crear un modelo de drosophila (mosca) de deficiencia de PIGA para comprender mejor cómo la pérdida de la función PIGA contribuye a la enfermedad. (Lea sobre esto en el blog de Chow Lab aquí). El Dr. Chow publicó anteriormente un análisis de un modelo de mosca sobre la deficiencia de NGLY1, un trastorno metabólico poco común de la desglicosilación.

Estado actual: Se crearon con éxito modelos de mosca PIGA knock-out y se observaron síntomas distintos según el tipo de célula afectada en el modelo. Luego se generaron modelos de mosca PIGA específicos para el paciente; La caracterización de los síntomas está actualmente en curso. El trabajo futuro involucrará una pantalla de modificadores para evaluar hasta qué punto la variación fenotípica de las moscas deficientes en PIGA puede explicarse por la variación genotípica.

El Dr. Chow realizará una prueba de detección de drogas de rendimiento medio para PIGA-CDG a finales de 2020. Esta detección identificará potencialmente si un medicamento existente puede ser beneficioso para el tratamiento de PIGA-CDG, mediante la prueba de miles de medicamentos existentes en PIGA- moscas deficientes y evaluando cualquier mejoría de los síntomas.

 

Estado actual: se iniciará en 2020 y finalizará en 2021.