En un paso significativo hacia la medicina personalizada para la fibrosis quística, una técnica mínimamente invasiva se muestra prometedora como un indicador rápido y económico para ayudar a más pacientes a acceder a nuevos tratamientos.
CHAPEL HILL, NC – Varios tratamientos de vanguardia han estado disponibles en los últimos años para corregir la debilitante congestión pulmonar crónica asociada con la fibrosis quística. Si bien los nuevos medicamentos cambian la vida de algunos pacientes, no funcionan para todos. En un estudio publicado hoy en el Journal of Clinical Investigation Insight , un equipo dirigido por investigadores de la UNC presentó una prueba simple que tiene como objetivo predecir qué tratamiento tiene más probabilidades de funcionar para cada paciente, un enfoque conocido como medicina personalizada o de precisión.
“Cualquier fármaco dado puede no ser el fármaco que funcione mejor para un paciente dado, porque hay mucha variación de persona a persona”, dijo Jennifer Guimbellot, MD, quien realizó la investigación en la UNC y ahora es profesora asistente de pediatría en la Universidad. de Alabama en Birmingham. “Todavía tenemos un largo camino por recorrer para obtener una terapia realmente optimizada para la mayoría de los pacientes con fibrosis quística, y la única forma en que podemos hacerlo es tener un modelo como el nuestro, donde podemos tomar células de cada paciente individual y probarlas con cada fármaco individual para averiguar cuál es la mejor combinación”.
Desde la perspectiva del diseño de fármacos, la fibrosis quística es un desafío enorme. Las personas desarrollan FQ porque no tienen una versión funcional del gen CFTR. Pero la condición, que implica la acumulación de moco espeso y pegajoso en los pulmones, está ligada a más de 2000 mutaciones genéticas. La combinación específica de mutaciones de una persona afecta tanto la gravedad de la enfermedad como la respuesta del paciente al tratamiento.
Los últimos años han traído esperanza en la forma de varios medicamentos conocidos como moduladores de CFTR que contrarrestan los efectos de las mutaciones en ciertos genes relacionados con la fibrosis quística. En lugar de solo tratar los síntomas, los medicamentos llegan a la raíz de la fibrosis quística al ayudar a las células del cuerpo a mantener el nivel adecuado de hidratación. Esto, a su vez, permite que la mucosidad se mueva libremente en los pulmones y otros órganos, evitando la acumulación de mucosidad pegajosa que deja a los pacientes con fibrosis quística propensos a infecciones y otras complicaciones.
Un enfoque de prueba y error para cada paciente, simplemente administrar cada medicamento disponible a cada paciente, no es factible porque los medicamentos cuestan cientos de miles de dólares, pueden tardar varios meses en hacer efecto y conllevan un riesgo de efectos secundarios. Actualmente, la única prueba disponible para predecir cómo responderá un paciente a los medicamentos CFTR requiere una biopsia rectal, seguida de una complicada manipulación de la muestra en el laboratorio para determinar la efectividad probable del medicamento.
Guimbellot encontró otro enfoque. Estaba trabajando con la autora principal del estudio, Martina Gentzsch, PhD, profesora asociada de biología celular y fisiología en la UNC, en un proyecto de investigación no relacionado cuando notó que se formaban unas bolitas graciosas a partir de células extraídas del interior de la nariz. Los dos científicos pronto se dieron cuenta de que las bolas, llamadas nasoesferoides, estaban llenas de líquido.
Esto les dio una idea. Quizás estos nasoesferoides podrían ayudar a estudiar partes esenciales del problema de hidratación de la FQ.
El líquido es el corazón de la fibrosis quística, ya que la hidratación de las superficies nasales y pulmonares es lo que determina si la mucosidad es resbaladiza o pegajosa. Guimbellot y Gentzsch aprendieron a cultivar nasoesferoides a partir de células extraídas del interior de la nariz de pacientes con fibrosis quística. Luego, los investigadores expusieron los nasoesferoides a varios medicamentos CFTR para ver qué pasaba.
“Cuando se enciende CFTR, las bolas se encogen, mediado por el transporte de sal y agua, y podemos cuantificarlo midiendo el tamaño de las bolas”, dijo Guimbellot.
Los resultados sugieren que el cultivo de nasoesferoides a partir de muestras nasales podría proporcionar un método de detección rápido para determinar cómo reaccionan las células de un paciente a diferentes fármacos CFTR.
“Es un procedimiento relativamente simple que no requiere anestesia y utiliza un cepillo que cuesta unos pocos dólares”, dijo Gentzsch, miembro del Instituto Marsico Lung de la UNC. “Los esferoides se forman rápidamente en solo unos días sin mucha manipulación”.
Gentzsch dijo que el enfoque de prueba podría ofrecer a los pacientes una buena alternativa a la biopsia rectal. Incluso podría ser más confiable desde el punto de vista de la detección porque los medicamentos pueden interactuar directamente con las partes correctas en el exterior de los nasoesferoides, en lugar de tener que ingresar a los esferoides como se requiere con el método de biopsia rectal.
“Tiene muchas ventajas, no solo porque los pacientes deberían poder obtener resultados realmente rápido, sino también porque nuestro modelo es mucho más accesible a los medicamentos para la prueba que los otros modelos existentes”, dijo Gentzsch.
Los resultados representan una prueba de concepto, y los investigadores señalaron que aún queda mucho trabajo por hacer para validar el enfoque para su aplicación clínica.
“Tenemos que establecer qué tan bien este modelo puede discriminar entre pequeños cambios, y luego hacer estudios para ver si predice para pacientes individuales cuáles serían sus resultados clínicos reales”, dijo Guimbellot.
Este trabajo fue financiado por el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de Carolina del Norte (NC TraCS), la Fundación de Fibrosis Quística, un Premio Piloto del Instituto de Investigación Pediátrica Kaul y los Institutos Nacionales de Salud. Jennifer S. Guimbellot y Martina Gentzsch son inventoras de la tecnología “cultivos de esferas de las vías respiratorias como dispositivo de diagnóstico para monitorear las respuestas farmacológicas de los canales iónicos”, que tiene licencia para Path BioAnalytics. Como inventores, podrían recibir regalías relacionadas con la licencia en el futuro. Estas relaciones han sido divulgadas y están bajo la administración de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.