Descubrimiento de nuevo biomarcador para la distrofia muscular FSHD podría mejorar el monitoreo de pacientes

Investigadores han identificado un nuevo biomarcador circulante para la distrofia muscular facioescapulohumeral (FSHD) que podría mejorar el monitoreo de la enfermedad en pacientes. La proteína KHDC1L ha sido identificada como un biomarcador circulante para la actividad de DUX4 durante FSHD, lo que potencialmente permitiría a los médicos rastrear la progresión de la enfermedad mediante simples análisis de sangre en lugar de biopsias musculares invasivas. Este descubrimiento, detallado en un estudio reciente publicado en Human Molecular Genetics, surgió de la colaboración entre investigadores del laboratorio Tapscott y científicos de Avidity Biosciences.

FSHD es un trastorno hereditario caracterizado por degeneración muscular progresiva, que inicialmente involucra la cara, los hombros y la parte superior de los brazos, y progresa para afectar todos los grupos musculares esqueléticos. La enfermedad es causada por la expresión inapropiada del factor de transcripción DUX4 en el músculo esquelético. Durante el desarrollo embrionario normal, DUX4 se expresa por un tiempo muy corto y específico y apunta a múltiples genes para la transcripción, pero en la edad adulta, DUX4 y sus dianas son silenciados. En individuos con FSHD, las biopsias musculares revelan que DUX4 se expresa aberrantemente y sus dianas genéticas se reactivan, y su abundancia se correlaciona con la progresión de la enfermedad.

El equipo de investigación comenzó su trabajo utilizando mioblastos que expresan DUX4 para identificar dianas genéticas de DUX4 que se convierten en proteínas secretadas. Usando espectrometría de masas, encontraron varias proteínas secretadas de células que expresan DUX4, incluyendo KHDC1L. Esta proteína fue particularmente interesante para los investigadores porque su promotor genético tiene un sitio de unión para DUX4, el ARNm de KHDC1L está presente en FSHD pero ausente en biopsias de músculo sano, y no es expresado por otros tejidos adultos.

La función biológica de KHDC1L es desconocida, y existían pocas herramientas para estudiar el gen. El grupo desarrolló anticuerpos monoclonales para detectar la proteína KHDC1L, confirmando que la proteína KHDC1L es liberada por mioblastos que expresan DUX4. Trabajos posteriores confirmaron que uno de sus clones de anticuerpos era altamente específico para KHDC1L, dando a los investigadores una nueva herramienta para estudiar esta proteína.

La colaboración con científicos de Avidity Biosciences se centró en desarrollar ensayos para detectar KHDC1L en plasma de FSHD. Esto resultó especialmente desafiante porque no existían reactivos para detectar KHDC1L antes de este trabajo. Intentaron enfoques basados en espectrometría de masas, pero debido a problemas de reproducibilidad, el equipo pasó a otras técnicas.

Los investigadores luego intentaron usar un inmunoensayo de electroquimioluminiscencia para detectar proteína de muestras de plasma. Usaron el anticuerpo altamente específico para capturar KHDC1L del plasma de pacientes y otro clon de anticuerpo para detectar cuánta proteína KHDC1L se unía al anticuerpo de captura. La abundancia de KHDC1L en plasma de FSHD tendía a ser mayor que en voluntarios sanos, pero finalmente el grupo sintió que necesitaban un ensayo más sensible para detectar KHDC1L.

Los tratamientos para FSHD podrían venir en forma de silenciar la expresión de DUX4. Investigaciones previas han demostrado que la expresión de ARN de DUX4 y las dianas posteriores de DUX4 pueden silenciarse usando un siRNA antisentido, y varias compañías farmacéuticas están desarrollando terapias para suprimir la expresión de DUX4. Para determinar si estos fármacos suprimen DUX4 en ensayos clínicos, tener una forma de monitorear la actividad de DUX4 en todo el cuerpo sería útil. Las biopsias musculares pueden ser útiles, pero estos procedimientos son invasivos y solo dan información sobre la progresión de la enfermedad en un solo tejido. Identificar un marcador para FSHD y la actividad de DUX4 que circule en la sangre resolvería ambos problemas: los médicos tendrían información sobre cómo FSHD está progresando en todo el cuerpo, y los pacientes solo necesitarían extracciones de sangre.