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Las Glucogenosis en España

mediante la administración del "gen terapéutico" utilizando para ello normalmente
virus recombinantes con capacidad para integrar su genoma en la célula huésped
como lentivirus y retrovirus. Las células así modificadas son seleccionadas en
función de su capacidad para expresar el gen exógeno de forma estable y persis-
tente. Una vez seleccionadas son amplificadas y recolectadas con el fin de ser
reimplantadas al paciente.

2.1.2 La terapia génica ex vivo está basada en la administración sistemática de
la construcción génica de interés. Aunque el ADN puede ser administrado de
forma directa lo habitual es recurrir a la ayuda de algún vector que facilite el pro-
ceso de transferencia del gen y permita la entrada y localizaci
ón intracelular del
mismo, de tal forma que éste resulte en un gen funcionante. Así mismo, es im-
portante recurrir a vectores con destinos específicos dentro del organismo lo cual
permite la entrega celular selectiva del gen en un determinado órgano o tejido, sin
requerir para ello procedimientos traumáticos o quirúrgicos.

2.2 Vehículos de transferencia génica.

Los vehículos para la transferencia génica pueden ser divididos en dos cate-
gorías: los vectores no virales y virales.

2.2.1 Vectores no virales:

Estos sistemas no-virus, no tienen restricciones en cuanto al tamaño de la in-
formación transportada y tampoco originan respuestas inmunológicas en el pa-
ciente. Sin embargo, su tasa de eficiencia, de llegar a las células de interés, es baja.
Como norma general, la transducción derivada de estos tipos de vectores suele
ser corta en el tiempo, aunque tienen la ventaja de que pueden ser readministra-
dos ya que no inducen la generaci
ón de anticuerpos que bloqueen una adminis-
tración posterior. Hay muchos tipos de vectores no virales, pero los más habituales
son los plásmidos y los liposomas portadores de plásmidos (11).

Los plásmidos son cadenas circulares de ADN donde se introduce el gen con
propiedades curativas. Es un sistema de transporte de informaci
ón habitual en la
naturaleza ya que, por ejemplo, las bacterias, lo utilizan para pasar genes de una
c
élula a otra. La administración de DNA es el sistema más sencillo ya que solo re-
quiere el crecimiento de las bacterias que lo portan y su purificación por métodos
standard. La administraci
ón al los individuos puede realizarse mediante inyección
directa en músculo o piel, o utilizando otras técnicas que aumentan la eficiencia
de transducción como la electroporación o la pistola génica (12).

Los liposomas son pequeñas vesículas huecas con una pared formada por lípi-
dos, las cuales se cargan de plásmido. Su principal ventaja es que su envoltura es

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Las Glucogenosis en España

muy similar a la membrana que rodea a las células, por lo que es fácil que el li-
posoma se fusione con la membrana y el gen entre en la célula diana. Además, pue-
den infectar cualquier tipo de célula y transportar moléculas grandes. Son más
eficaces de la transferencia de DNA desnudo pero se ha detectado en algunos casos
toxicidad tras su administración (13).

2.2.2 Vectores virales:

Para el tratamiento de muchas enfermedades es importante recurrir a vectores
con destinos específicos dentro del organismo lo cual permite la entrega celular se-
lectiva del gen en un determinado órgano o tejido, sin requerir para ello procedi-
mientos traumáticos o quirúrgicos.

Los vectores virales se han desarrollado modificando el genoma del virus sal-
vaje, eliminando para ello elementos virales necesarios para la replicación del
virus e introduciendo el sistema de expresión del gen terapéutico. En general los
vectores virales presentan una mayor eficiencia que los vectores no virales a la
hora de realizar el transporte de los genes a las células, y algunos de ellos son ca-
paces de expresar la proteína durante largos periodos de tiempo. A continuación
introduciremos brevemente algunos de los vectores virales mas utilizados en la te-
rapia génica de enfermedades metabólicas genéticas.

- Retrovirus

Los retrovirus son virus pertenecientes a la familia viral Retroviridae. Son virus
ARN de doble cadena que tienen capacidad para integrar genes terapéuticos rela-
tivamente grandes (un máximo de 8 Kb) (14). Se replican de manera inusual a
través de una forma intermedia de ADN bicatenario. Los virus inyectados en el
huésped integran su DNA en el genoma del huésped expresando así de forma per-
manente el gen que le hemos añadido. Como las proteínas del virus no son ex-
presadas por el hu
ésped, no tenemos una respuesta inmunitaria. Tienen una alta
eficacia de transducción y también de expresión, siendo un sistema bien estudiado.
Sin embargo, únicamente sirven para infectar células del huésped que se encuen-
tran en división por lo que su eficacia de transducción en numerosos tejidos donde
las células no se dividen es muy baja. Además los títulos de virus obtenidos hasta
ahora son bajos y la integración en el genoma es al azar por lo que pueden afec-
tar a genes que conduzcan al desarrollo de células tumorogénicas (14). Existen
también vectores basados en el virus del SIDA (HIV), cuyo genoma es más com-
plejo pero con un funcionamiento similar al que hemos visto. Son los denomina-
dos lentivirus ( 15).

- Adenovirus



Son una familia de virus ADN que causan infecciones en el tracto respiratorio
humano. El serotipo mas utilizado en terapia génica es el serotipo 5, aunque exis-

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Las Glucogenosis en España

ten hasta 42 serotipos diferentes que infectan a humanos (16). Los adenovirus no
integran su DNA en el genoma de la célula e infectan tanto células quiescentes
como en división. Tras su administración sistèmica infectan el hígado con gran efi-
cacia. Los adenovirus de primera generación son deficientes en replicación ca-
rece del gen codificante de la proteína El necesaria para la replicación viral y
presentan una capacidad para material genético exógeno de alrededor de 5Kb. Las
ventajas de usar un adenovirus como vector son su facilidad para ser producidos
en altos títulos, la alta eficacia de transducción, pueden infectar tanto a células en
divisi
ón como a las que no lo están Sin embargo presentan una limitación muy im-
portante y es que la expresi
ón de trasgen es transitoria (pocas semanas). La ex-
presión transitoria derivada de este virus se debe a que su infección y expresión
de proteína virales induce respuestas inmunes tanto específicas como inespecífi-
cas que conducen a la eliminación de la célula infectada. Recientemente se han
desarrollo adenovirus de alta capacidad en los cuales se han eliminado todos los
genes del virus, manteniendo únicamente las secuencias necesarias para su em-
paquetamiento o formación. Estos virus mantienen las características de los virus
originales en cuanto a capacidad de infección pero carecen en gran medida de sus
propiedades inflamatorias y de inducir respuestas inmunes, por lo que permiten la
expresión del gen terapéutico durante largos periodos de tiempo. Los adenovirus
de alta capacidad o "gutless" permiten acomodar en su genoma gran cantidad de
material exógeno, su principal problema son problemas técnicos para su produc-
ci
ón a gran escala (17).

- Virus adenoasociados (AAV)



Pertenecen a la familia de los parvovirus, son virus de muy pequeño tamaño
que contienen DNA de hebra sencilla como material genético. Los AAVs no pue-
den replicarse por s
í mismos sino que requieren la coinfección por un virus "ayu-
dante" como adenovirus o herpesvirus (18,19). No existe ninguna patología
asociada a la infección por este virus, por lo tanto son naturalmente no replicati-
vos y no patogénicos. Entre las principales ventajas de estos virus encontramos
que la transducción (la cual es altamente eficaz) es estable en la célula diana, pue-
den infectar tanto a células en división como a las que no lo están (de gran im-
portancia para la terapia génica "in vivo"). La obtención de los virus
recombinantes AAV requiere la eliminación de los dos genes contenidos en el ge-
noma viral manteniendo únicamente las secuencias terminales necesarias para la
replicación y el empaquetamiento del virus. Por esta razón el riesgo de una res-
puesta inmune est
á minimizado ya que no producen proteínas vírales. Su princi-
pal inconveniente es que su capacidad de clonaje DNA exógeno es pequeña, sólo
de 5 Kb.

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Las Glucogenosis en España


Figura 3: Representación esquemática de la estructura genómica de un AAV re-
combinantes producido a partir de una genoma salvaje.

El tropismo, es decir el órgano u órganos a los que se dirige y preferencial-
mente infecta el virus tras su administración sistèmica, depende de las proteínas
que forman su cápside. El serotipo mas utilizado y mas estudiado es el serotipo 2.
Este serotipo ya ha sido utilizado en ensayos cl
ínicos para el tratamiento de la he-
mofilia. En los últimos tiempos se han aislado un gran número de nuevos seroti-
pos de AAV de distinta procedencia, con tropismos muy diferentes y con una
mayor capacidad de infectar diferentes órganos. Por ejemplo el serotipo 8 se ha
comprobado que es capaz de transportar un gen terapéutico al 100% de los hepa-
tocitos de un ratón mientras el 2 solo conseguía llegar a un 2-5% (20,21). La uti-
lización de este serotipo ha permitido obtener excelentes resultados en la
corrección de enfermedades hereditarias de origen hepático como veremos mas
adelante.

Terapia génica de la glucogenosis

Para conseguir desarrollar tratamientos basados en la terapia génica es nece-
sario contar con modelos animales que reflejen en la mayor medida posible las
principales características patológicas de la enfermedad. Todos los tratamientos ex-
perimentales deben testar su eficacia en estos modelos animales. No contamos
con modelos animales para todos los tipos de glucogenosis por lo que solo en-
contramos trabajos dirigidos al tratamiento de aquellas tipos para los cuales exis-
ten modelos animales como las Glucogenosis 1 (1a y 1b),glucogenosis tipo II o
enfermedad de Pompe. En al literatura podemos encontrar una seria de revisiones
donde de se recogen distintos aspectos del estado actual de las aplicaciones de la
terapia génica a las glucogenosis (22-26).

Glucogenosis tipo I

Es un conjunto de enfermedades relacionadas que son debidas a la deficiencia
en alguna de las proteínas que forma parte del complejo enzimático glucosa-6-
fosfatasa, el cual es esencial para mantener la homeostasis de glucosa en sangre

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Las Glucogenosis en España

entre comidas (27). Debido a que estas enzimas son proteínas hidrofóbicas aso-
ciadas al retículo endoplásmico la administración sistèmica de la forma soluble de
la prote
ína no tiene ningún efecto terapéutico al no poder alcanzar su lugar de ac-
ción. Por está razón es necesaria la generación de la proteína en el interior de la
célula lo cual se puede lograr mediante terapia génica.

Glucogenosis tipo la o enfermedad de Von Gierke o GSD-Ia (de Glycogen sto-
rage disease type I
a)

El origen de esta enfermedad es la deficiencia de la enzima glucosa-6- fosfato-fos-
fatasa, que conduce a la incapacidad para la obtención de glucosa a través de la gluco-
genolisis y la gluconeogénesis (27). Está deficiencia se manifiesta en retardo en el
crecimiento, hipoglucemia, hepatomegalia, nefromegalia, hiperlipidemia, hiperuricemia
y acidemia láctica. Para esta enfermedad se cuentan con modelos murinos (ratones
GSD Ia) (28) y caninos (29). La existencia de perros con esta enfermedad permite tes-
tar nuevas estrategias terapéuticas en un modelo animal de relevancia. La corrección génica de estar enfermedad debe tener lugar lo mas tempranamente posible en el desarrollo
del individuo par evitar la aparición de sus síntomas.

El primer ensayo de terapia génica para este tipo de glucogenosis se realizó
utilizando un adenovirus de primera generación en ratones deficientes en G6PP.
La administración neonatal del AD-G6PP corrige solo temporalmente la enfer-
medad, pero permitió determinar que la enfermedad podía ser corregida mediante
transferencia
génica al hígado (28,30,31 ). Uno de los grupos implicados en el es-
tudio con adenovirus, probó la eficacia de la administración de un AAV serotipo
2 portador del gen terapéutico. El problema que observaron fue que debido a la
lenta cinética de expresión de este vector no conseguían ningún efecto terapéutico
y los ratones morían prematuramente como los ratones control no tratados. Por lo
que combinaron la administración de un adenovirus (de expresión corta pero corta)
con la del AAV 2 (de expresi
ón lenta pero duradera) y así conseguían aumentar de
forma muy significativa la supervivencia de los ratones y normalizar los diferen-
tes parámetros bioquímicos durante más de 1 año (32).

Como decíamos la utilización del AAV serotipo 2 en ratones neonatos no permite
la expresión duradera, sin embargo, la administración a ratones neonatos de los seroti-
pos 1 y 8 consigue una expresión hepática duradera que permite la supervivencia de los
animales. La administración de un AAV8 G6PP a ratone de dos semanas de edad pro-
longa la supervivencia de ratones deficientes en G6PP de 2 semanas a 7 meses. Mien-
tras que ambos serotipos resultan en una buena expresión hepática de la proteína solo
con el 1 se consigue la expresión de la proteína en el riñón. La administración de una
segunda dosis del vector recombinante a la semana de nacimiento permite la expresión
sostenida del trasgen tanto en hígado como riñón y corrige las anormalidades metabó-
licas durante 57 semanas (que fue la duración del estudio) (32,33).

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Las Glucogenosis en España

Muy recientemente se ha comprobado que la administración de un adenovirus
de alta capacidad es capaz de aumentar la supervivencia de ratones con GSDIa se-
vera de 2 semanas de edad a 7 meses. Siendo el tama
ño y peso de los animales
tratados similar al de los ratones salvajes (carentes de mutación), así como los ni-
veles de az
úcar y colesterol, mientras los ratones no tratados eran de menor peso
y presentaban hipoglucemia e hipercolesterolemia severas (34).

Los primeros resultados en perros con glucogenosis tipo I datan del año 2002,
estos animales fueron tratados con un AAV serotipo 2 portador del gen de la G6PP
canina a los tres días de edad. En el modelo canino la utilización de un AAV-
G6PP consiguió reducir los niveles de glicógeno en hígado, aunque no se alcan-
zaron los niveles de un animal sano. A los dos meses de la inyecci
ón normalizar
los niveles de glucosa, colesterol, triglicérido y ácido láctico, resultando además
en una mejora significativa de la histología hepática y de la bioquímica (35). Desde
entonces no han aparecido mas trabajos en los que se hayan tratado estos anima-
les utilizando estos vectores, pero es de esperar que en breve se testen AAV8, 1 los
adenovirus de alta capacidad en este modelo animal. Resultados positivos en pe-
rros con GSD la abrirían las puertas a la realización de un ensayo clínico para el
tratamiento de est
á enfermedad.

Glucogenosis tipo Ib o GSD-Ib (de Glycogen storage disease type Ib)

GSD-Ib es causada por la deficiencia en el transportador de la glucosa-6-fosfato
(G6PT), encargada del transporte de la G-6-P dentro del retículo endoplásmico, para su
posterior hidr
ólisis por la glucosa-6-fosfato-fosfatasa. Los pacientes con GSD-Ib sufren
de problemas de homeostasis de glucosa y disfunciones mieloides (36).

El modelo de ratón deficiente en esta enzima fue desarrollado en el año 2003,
estos animales manifiestan síntomas característicos de la enfermedad humana
(37). En estos ratones la infusión de un adenovirus portador del gen del G6PT res-
taura los niveles del enzima defectivo en hígado, bazo y médula ósea, al tiempo
que corrige las anormalidades metab
ólicas y mieloides y mejora de forma signi-
ficativa el crecimiento de estos animales. El tratamiento además normaliza los ni-
veles en suero de glucosa, colesterol, triglicéridos, ácido úrico y láctico y reduce
la acumulaci
ón de glucógeno en el hígado (37). Si bien la corrección del defecto
es transitorio debido a la corta expresión del gen. Este trabajo fue publicado en fe-
brero de 2007 y es el único de terapia génica para esta enfermedad, si bien el des-
arrollo de nuevos vectores virales de terapia génica hace esperar que pronto se
apliquen a esta enfermedad.

Terapia génica de la glucogenosis tipo V o enfermedad de McArdle

Está causada por la deficiencia de la enzima glucógeno fosforilasa muscular.

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Las Glucogenosis en España

No contamos con modelos animales pero si con líneas celulares deficientes en


dicho enzima y que permiten realizar una prueba de que la estrategia terapéutica
de transferencia génica podría llegar a funcionar. La línea celular C2C12 son mio-
blastos carentes del enzima. La transducci
ón de estas células con un adenovirus
portador del gen de la glucógeno fosforilasa fue realizada por un grupo español y
mostró un claro aumento de la actividad fosforilasa en estas células (38).

Terapia génica Glucogenosis tipo II o enfermedad de Pompe

La enfermedad de Pompe está originada por un problema genético que se mani-
fiesta en la escasa o nula producción de la enzima denominada alpha-glucosidasa
(GAA) o maltasa ácida. Como consecuencia de esta deficiencia, la transformación del
glucógeno no se efectúa adecuadamente y, por tanto, se acumula en los músculos, im-
pidiendo un funcionamiento adecuado de los mismos. La enfermedad de Pompe se ma-
nifiesta en el primer año de vida y es una enfermedad metabólica hereditaria
extremadamente rara. La GAA se localiza en los lisosomas celulares, principalmente
en las células nerviosas, musculares y del corazón, por lo que su disfuncionalidad se ve
reflejada en la acumulación de glucógeno en los músculos, los nervios y el tejido car-
díaco lo que se traduce en la atrofia muscular paulatina e hipertrofia cardiaca. Los niños
afectados tienen una musculatura fláccida y se debilitan progresivamente, experimen-
tando dificultades para deglutir y respirar (39,40).

El transplante de medula ósea ha sido utilizado sin éxito, ya que el enzima de-
ficitario, aunque se produce correctamente, no llega al lugar donde se necesita. El
transplante cardiaco, tampoco ha sido un método viable para la corrección de la
enfermedad (41,42).

El tratamiento de estos pacientes mediante la administración de la forma re-
combinante de la proteína o terapia de reemplazamiento enzimático (ERT) se aso-
cia con un aumento de la supervivencia de estos pacientes y una menor cardiopatia
(43,44). Sin embargo, en casos infantiles graves, no ha sido exitosa. Por otro lado
aquellos individuos en los cuales no hay ninguna actividad residual de la GAA no
muestran mejoría debido al desarrollo de anticuerpos frente a la proteína recom-
binante que evitan su funcionalidad (44). La terapia génica para está enfermedad
consistir
ía en la obtención de células con capacidad de producir altos niveles del
enzima que tras ser secretados al suero alcanzarán a las células musculares en las
cuales est
án presentes sus receptores. Los primeros estudios experimentales se re-
alizaron en células en cultivo. En estos estudios fibroblastos, mioblastos o miotu-
bos obtenidos de pacientes con la enfermedad de Pompe se infectaron diferentes
vectores virales portadores de la GAA como adenovirus y retrovirus y se com-
probó que los niveles de enzima eran similares al los que encontramos en células
normales (45-48). Resultando adem
ás en el caso de las células musculares en la
eliminación de la acumulación de glucógeno en los lisosomas.

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Las Glucogenosis en España

In vivo contamos con varios modelos experimentales de la enfermedad, artifi-
ciales como los ratones deficientes en GAA (49,50), o naturales como la codor-
niz Japonesa, la cual presenta deficiencia de la maltasa ácida (51).

El primer estudio de terapia génica realizado en ratones GSD-II, fue como en
las enfermedades anteriores utilizando un adenovirus de primera generación
(50,52). La infección del hígado de estos ratones con un adenovirus que expresaba
la GAA humana resultó en la expresión de la proteína desde el hígado que pudo
ser detectada de forma transitoria en la sangre de estos animales. La GAA humana
pudo ser captada por los diferentes músculos del ratón. La presencia de la proteína en el músculo pudo ser detectado durante mucho tiempo lo que se tradujo en
una clara reducción de la acumulación del glucógenos en todos músculos pero de
manera muy notable en los tejidos cardiacos (52). Sin bien el efecto fue transito-
rio, permitió comprobar como la transferencia del gen terapéutico al hígado co-
rregía la enfermedad. Resultados muy preliminares se obtuvieron mediante
inyección de un adenovirus muy similar, también portador de la GAA humana, en
el músculo pectoral de la codorniz Japonesa. En este modelo la inyección intra-
muscular del virus redujo de forma significativa la acumulaci
ón de glucógeno en
el músculo inyectado (53).

Los primeros experimentos con vectores de larga expresión fueron realizados
con AAV serotipo 2. La administraci
ón intramuscular o intracardiaca de este vec-
tor portador de la GAA de ratón consiguió aumentar la expresión del enzima en
la zona inyectada a niveles normales restaurándose parcialmente la actividad mus-
cular (55). Resultados similares se obtuvieron utilizando codornices japonesas
(56). Cuando el virus utilizado pertenecía al serotipo 1 los niveles de enzima al-
canzaban 8 veces los normales. El principal problema de esta estrategia terapéu-
tica es que el efecto se circunscribe al músculo inyectado de forma que seria
necesario inyectado cada uno de los músculos infectados con el vector (57-59).

Una de las estrategias empleadas para evitar la expresión localizada es infec-
tar el hígado de forma que produzca grandes cantidades del enzima que lleguen a
todos los músculos, como ocurre tras la administración del AAV serotipo 8 (58) o
utilizar un vector que de forma natural infecte las células musculares como el
AAV6 (57). En la figura 5, se muestra la estructura del genoma portado por el
AAV8 y el efecto de su administración sobre los depósitos de glucógeno en dife-
rentes músculos. Como podemos se observa una clara reducción de los depósitos
de glicógeno en los músculos de los animales tratados con el vector viral.

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Las Glucogenosis en España






Figura 4: A. Representación esquemática del genoma del AAV8-GAA, Las se-
cuencias TR se corresponde con la secuencias terminales del AAV-2, la secuencia
CB es la secuencia del promotor de la beta-actina de pollo, el péptido señal es la
secuencia que permitirá la secreción de la proteína, hGAA es el gen de la maltasa
ácida humana, pA es la señal de poliadenilación. B. Se muestra la tinción para gli-
c
ógeno realizada en cortes de parafina de distintos músculos en ratones sin tratar
o ratones de la misma edad 24 semanas tras ser inyectados con el AAV8-hGAA.


La administración de los vectores virales portadores de gen terapéutico bajo el
control de un promotor constitutivo permite corregir la enfermedad de forma per-
manente en ratones con una respuesta inmune deficiente pero transitoria en rato-
nes inmunocompetentes. Esto se debe a que al ser la GAA una proteína extraña en
los ratones deficientes en GAA y desarrollan respuestas celulares frente a la proteína que eliminan la célula infectada (62-63). La administración de virus adeno-
asociados que expresan la GAA de forma restringida al h
ígado o en el músculo
utilizando para ello promotores específicos es capaz de corregir la enfermedad en
ratones inmunocompetentes deficientes en esta enzima sin que se formen anti-
cuerpos frente a la proteína recombinante ya que se induce tolerancia frente a la
prote
ína expresada (64).

Muy recientemente se ha descrito una nueva estrategia basada en la terapia génica para el tratamiento de la enfermedad de Pompe. La estrategia tiene como ob-
jetivo modular la síntesis de glucógeno en músculo mediante la administración
de una pequeña molécula de RNA capaz de inhibir la expresión de enzimas que

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Las Glucogenosis en España

participan en su síntesis. En concreto en este trabajo se inhibe la síntesis de la glu-
cogenina y de la
glucógeno sintasa. Para la transferencia de estas pequeñas molé-
culas inhibidoras a la célula diana también es necesario el uso de vectores. En este
caso se utilizo AAV serotipo 1 por su alta eficiencia a la hora de transfectar el
músculo. La inyección de una sola dosis AAV-1 en ratones GSDII redujo de forma
significativa la acumulación de glucógeno (65).

Conclusiones

Los avances en el conocimiento de los mecanismos moleculares responsables
de las diferentes patolog
ías asociadas a deficiencias en el metabolismo del glucó-
geno junto con el desarrollo de nuevos vectores para la transferencia génica han
permitido obtener resultados muy esperanzadores en el campo de la terapia génica
de estas enfermedades. El principal problema que nos encontramos es la ausencia
de modelos animales para muchas de ellas que permitan testar estos nuevos trata-
mientos. Razón por la cual sería interesante potenciar el desarrollo de estos mo-
delos animales que además permitirán ahondar en mayor medida en el
conocimiento de estas enfermedades.

En los próximos años se van a iniciar numerosos ensayos clínicos para el tra-
tamiento de enfermedades metabólicas hereditarias mediante transferencia génica
que nos permitirá la eficacia y seguridad de estos tratamientos.

En conclusión, se podría afirmar que aunque falta mucho todavía para poder
tener un manejo adecuado en las glucogenosis, los éxitos experimentales de la te-
rapia génica alimentan la esperanza de poderla aplicar al hombre en un futuro no
muy lejano.

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26

Antecedentes y estado actual de la Glucogenosis



Tipo I (GSD I)

Alberto Molares Vila*

*Departamento de Química Analítica y Alimentaria. Universidad de Vigo

RESUMEN

La GSD tipo Ia, o enfermedad de Von Gierke, está causada por una deficien-
cia en la actividad de la glucosa-6-fosfatasa en el hígado, ríñones y mucosa intes-
tinal, con excesiva acumulación de glucógeno en estos órganos. Las
manifestaciones clínicas son retraso en el crecimiento, hepatomegalia, hipoglu-
cemia,
ácidosis láctica, hiperuricemia e hiperlipidemia. Una variante causada por
un defecto en el transporte de la glucosa-6-fosfato (GSD tipo Ib) provoca, además,
neutropenia y mal funcionamiento de la función neutrófila, dando como resultado
en los afectados infecciones bacterianas recurrentes y ulceraciones en las muco-
sas intestinal y oral. Otras variantes, supuestas por el momento, incluyen un de-
fecto en el transporte del fosfato o pirofosfato microsómico (GSD tipo Ic) y un
defecto en el transporte de la glucosa microsómica (GSD tipo Id).

ASPECTOS BIOQUÍMICOS, GENÉTICOS Y FISIOLÓGICOS

1.1. Generalidades

El conjunto de las Glucogenosis
tipo 1 debe su deficiencia al Sistema de
la Glucosa-6-Fosfatasa situado en la
membrana del retículo endoplasmático
de las células hepáticas, renales e in-
cluso de la mucosa intestinal.

Dicho sistema consiste al menos de
dos proteínas, según la hipótesis más
ampliamente aceptada establecida por
Chou (2), la enzima catalizadora Glu-
cosa-6-Fosfatasa (G6Pasa) y la trans-
portadora de la Glucosa-6-Fosfato



Figura 1. Relación entre estructura y función del sis-
tema de la G6Pasa, según la hipótesis de Chou. Se
muestra un corte transversal del retículo endoplasmá-
tico, con su membrana (ER membrane, en inglés) y su
interior (lumen). T1, T2 y T3 son transportadores de sus-
tratos o productos y/o prote
ínas auxiliares con la espe-
cifidad indicada. La unidad catal
ítica es la G6Pasa que
se encuentra en la cara interna de la membrana del retí-
culo endoplasmático. Chou (2).

27

Las Glucogenosis en España

(G6PT o T1 ). Además, existen todavía dudas de la existencia de dos proteínas de
membrana más, una supuesta transportadora del fosfato inorgánico (PT o T2) y
otra supuesta transportadora de la glucosa libre (GT o T
3) (ver figura 1 ). El mal
funcionamiento de la enzima catalizadora G6Pasa da lugar a la Glucogenosis tipo
1
a. Si falla la proteína T1estamos ante la Glucogenosis tipo Ib. Se cree que hay
un pobre funcionamiento en las proteínas T2 y T3 que provocaría una serie de
síntomas no del todo concordantes con los de la tipología Ib y que algunos auto-
res denominaron Ic (4 y 5) y Id, respectivamente (6).

Otra hipótesis, propuesta por Berteloot y col. (7), es una versión revisada del mo-
delo combinado de flexibilidad conformacional de transporte del sustrato (ver figura 2).
En este modelo modificado, s
ólo pequeñas porciones (menos del 10%) del fosfato in-
orgánico y la glucosa producida por la hidrólisis de la glucosa-6-fosfato es liberada en
el lumen
del microsoma, mientras que el resto es liberado directamente al medio ex-
terno. La glucosa intravesicular y el fosfato inorg
ánico son propuestos para intercam-
bios con el espacio extravesicular a trav
és de una estructura tipo poro. Este poro se
sugirió para explicar la mayor parte, si no todo, de las funciones de transporte de la glu-
cosa y el fosfato inorg
ánico habitualmente atribuidas a las supuestas translocasas T2 y
T3 del modelo visto anteriormente (3).



Figura 2. Versión revisada del modelo combinado de flexibilidad conformacional de transporte del sustrato.
Foster y Nordlie (3).

1.2. Genes afectados y proteínas codificadas

Actualmente se conoce la organización estructural de los genes que transcriben
la G6Pasa y la G6PT.

28

Las Glucogenosis en España

1.2.1 Glucosa-6.fosfatasa (G6Pasa)



Los de la G6Pasa humana son genes de copia simple compuestos de 5 exones
y se extiende a lo largo de 10-12 kb de ADN cromosómico. Estos genes están lo-
calizados en el cromosoma 17q21 (ver figura 3) (2).








Figura 3. Organización estructural y localización cromosómica de la unidad de trascripción de la G6Pasa hu-
mana. Las regiones codificantes de los exones se muestran en negro y las regiones no codificantes se muestran
en blanco. Chou (2).




A día de hoy, se han descubierto un total de 76 mutaciones en el gen de la G6Pasa
(ver figura 4). Éstas han sido identificadas en más de 400 pacientes con GSD-Ia. Se pue-
den dividir en 48 mutaciones missense, 16 de inserción/delección (incluyendo una de
delección de codón), 9 nonsense y 3 splicing. Estudios de expresión transiente han de-
mostrado que 48 mutaciones missense, 2 nonsense (R170X y Q347X) y 1 de delección
de codón (734insG743delC) suprimen o
reducen de manera importante la activi-
dad de la G6Pasa y 1 mutación splicing
en la G6Pasa (648G>T) se produce un
una delección del nucleótido 91, en el
exón 5 (6).


Figura 4. Esquema que muestra a la proteína G6Pasa co-


dificada por los 5 exones. con 65 de las 76 mutaciones
identificadas hasta ahora. De izquierda a derecha: muta-
ciones de inserción/delcción, splicing, missense y non-
sense. Las mutaciones que han sido funcionalmente
identificadas están en negrita Chou (2).

Parece existir un patrón étnico en
las mutaciones del gen de la G6Pasa.
Las mutaciones más extendidas en los
pacientes de origen Caucásico son la
R83C (32,1%) y la Q347X (20,7%).
En pacientes cuyo origen es judío As-
quenazí, el 94% es portador de la mu-
tación R83C y un 6% portador de la
mutación Q347X. Además, la muta-
ción Q347X se identifica únicamente
en grupos de etnia caucásica y judía.
La mayoría de pacientes japoneses son
portadores de la mutación 648G>T
(88% de los alelos analizados), mien-
tras que en los chinos la misma muta-



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