ENFERMEDAD DE HUNTINGTON: MODELOS EXPERIMENTALES Y PERSPECTIVAS TERAPÉUTICAS

Huntington'disease : Experimentals Models and Therapeutic Perspectives

TERESA SERRANO SÁNCHEZ¹, Dra.; LISETTE BLANCO LEZCANO¹, DrC; ROCÍO GARCÍA MINET¹, M.Sc.; ESTEBAN ALBERTI AMADOR¹, DrC; IVÁN DÍAZ ARMESTO², Dr.; NANCY PAVÓN FUENTE¹, DrC; LOURDES LORIGADOS PEDRE¹, DrC; MARÍA ELENA GONZÁLEZ FRAGUELA¹, Dra.; JORGE FELIPE MONTERO LEÓN³, Dr.; LISIS MARTÍNEZ MART͹, M.Sc.; MARÍA DE LOS ANGELES ROBINSON AGRAMONTE¹, DrC; LILIANA FRANCIS TURNER⁴, DrC. ¹ Centro Internacional de Restauración Neurológica. Avenida 25 # 15805 entre 158 y 160. Cubanacán, Playa. Código Postal 11300. Cuidad de la Habana, Cuba. ² Hospital Clínico Quirúrgico -Juaquín Albarrán-. Avenida 26. Playa. Cuidad de la Habana, Cuba. ³ Instituto Nacional de Oncología y Rehabilitación (INOR). 29 y E. Vedado. Cuidad de la Habana, Cuba. ⁴ Universidad del Tolima. Ibagué, Tolima, Colombia. Correspondencia a: Teresa Serrano Sánchez, Centro Internacional de Restauración Neurológica. Avenida 25 # 15805 entre 158 y 160. Cubanacán, Playa. Código Postal 11300. Cuidad de la Habana, Cuba. Fax: (537) 33 6339 - 33 2420 - 33 6302. Telefax: 33 6028. Teléfonos del CIREN: 271 5353 - 271 5379. teresa.serrano@infomed.sld.cu

Presentado 9 de septiembre de 2010, aceptado 11 de febrero de 2011, correcciones 22 de febrero de 2011.

RESUMEN

La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno degenerativo de Weiss de origen hereditario. Hasta el momento no existe un tratamiento efectivo para la enfermedad que inexorablemente después de transcurridos 15 a 20 años, evoluciona hacia incapacidad total o muerte. En este trabajo se revisan las características clínicas y morfológicas de la EH y los modelos experimentales más utilizados para su estudio tomando como fuente, artículos indexados en la base de datos Medline publicados en los últimos 20 años. Se valoran las ventajas y desventajas de estos modelos y su perspectiva para el desarrollo de ensayos clínicos. El consenso de lo reportado plantea que de los modelos tóxicos, los inducidos por neurotoxinas tales como ácido quinolínico parecen ser los más adecuados para reproducir las características neuropatológicas, y por otro lado los modelos genéticos contribuyen con más evidencias al conocimiento del origen etiológico de la enfermedad. Numerosos tratamientos han sido aplicados en el manejo de las manifestaciones clínicas que aparecen en EH, sin poder detener o disminuir las afectaciones que derivan de la pérdida neuronal. La sintomatología clínica ha sido posible reproducirla, al menos en parte, en animales de experimentación lo que ha permitido realizar ensayos terapéuticos. Desde el punto de vista de tratamiento, lo que más promisorio parece ser, la terapia celular con células provenientes de diferentes fuentes y dentro de ellas las no neurales, que implican menor censura ética y mayor factibilidad de obtención para la aplicación en los enfermos. Por otro lado el desarrollo de la tecnología del ARN de interferencia, emerge como una herramienta terapéutica potencial para el tratamiento de EH, así como para responder interrogantes básicas relacionadas con el desarrollo de la enfermedad.

Palabras clave: Enfermedad de Huntington, corteza, estriado, modelos experimentales.

ABSTRACT

Huntington'disease (HD) is a degenerative dysfunction of hereditary origin. Up to date there is not, an effective treatment to the disease which having lapsed 15 or 20 years advances inexorably, in a slow form, toward the total inability or death. This paper reviews the clinical and morphological characteristics of Huntington's disease as well as the experimental models more commonly used t study this disease, having as source the articles indexed in Medline data base, published in the last 20 years. Advantages and disadvantages of all experimental models to reproduce the disease as well as the perspectives to therapeutic assay have been also considered. The consent of outline reported about the toxic models, those induced by neurotoxins such as quinolinic acid, appears to be the most appropiate to reproduce the neuropathologic characteristic of the disease, an genetic models contributing with more evidence to the knowledge of the disease ethiology. Numerous treatments ameliorate clinical manifestations, but none of them has been able to stop or diminish the affectations derived from neuronal loss. At present time it is possible to reproduce, at least partially, the characteristics of the disease in experimentation animals that allow therapy evaluation in HD. From the treatment view point, the more promissory seems to be transplantation of no neuronal cells, taking into account ethical issues and factibility. On the other hand the new technology of interference RNA, emerges as a potential therapeutic tool for treatment in HD, and to respond basic questions on the development of the disease.

INTRODUCCIÓN

La enfermedad de Huntington (EH), es una enfermedad neurodegenerativa autosómica dominante que fue descrita por George Huntington en 1872 (Huntington, 1909). El comienzo de la enfermedad es lento, se sitúa en la edad media de la vida, habitualmente entre los 30 y 50 años. Se manisfiesta por movimientos musculares anormales, entre los cuales, el más frecuente, pero no el único, es corea, y pérdida progresiva de funciones cognitivas (García de Yébenes et al., 1992). Los datos epidemiológicos de la EH se obtienen a través del estudio de familias afectadas, y se ha demostrado por estudios de prevalencia el origen noreuropeo de la mutación que conduce a la EH destacándose una densidad de incidencia que va desde 2,5 a 9,95 por cada 100.000 habitantes, lo que indica una prevalencia diferente según la situación geográfica (Harper, 1996). Tomando como fuente, artículos indexados en la base de datos Medline publicados en los últimos 20 años, pudimos constatar que desde el punto de vista neuropatológico, hay muerte celular que afecta principalmente al estriado y corteza cerebral. Neuroquímicamente en el estriado de pacientes con EH hay disminución en la concentración de los neurotrasmisores glutamato y ácido-�-amino butírico (GABA; Dure et al., 1991). La causa molecular de la enfermedad es una expansión del codón CAG, en el primer exón, que codifica para una cadena de glutamina de la proteína denominada huntingtina, cuya función es aún desconocida. La expansión de poliglutamina representa una causa importante de neurodegeneración, ya que resulta ser responsable de las alteraciones observadas en otras enfermedades hereditarias, además de EH (Burright et al., 1997).

Los síntomas iniciales se manisfiestan con frecuencia por un cambio de la personalidad, pero los movimientos coreicos pueden ser el primer signo de la enfermedad (Marsden, 1993). Los trastornos mentales iniciales a menudo son sutiles, aunque se pueden encontrar alteraciones de sensibilidad, de conducta e irritabilidad, y tendencia al comportamiento agresivo o sexual no controlado (Buller et al., 1994). Son frecuentes la depresión y el suicidio entre estos pacientes siempre constituye un riesgo. A medida que la enfermedad progresa, los movimientos coreicos son más intensos y grotescos. Con frecuencia aparece demencia que con el tiempo se vuelve más pronunciada (Marsden, 1993; Buller et al., 1994; Diamond et al., 1992). La marcha, habla y uso de manos se hallan afectados. Igualmente, muchos pacientes experimentan rigidez y acinesia crecientes, que llevan a reducción de la corea. La muerte se produce alrededor de los 15 y 20 años después del comienzo de la enfermedad (Marsden, 1993) . En general los cuadros clínicos son muy variables (Bruyn y Went, 1986). Los sindromes clínicos más característicos son:

• Variante clásica: Inicio entre los 30 y 50 años. Cuadro típico de trastorno motor, cognitivo y de conducta. Progresión hacia la muerte en 20 años.
• Variante senil: Inicio después de los 55 años. Trastorno motor con predominio de corea sin deterioro intelectual ni acortamiento de la vida.
• Variante juvenil: Inicio antes de los 20 años. Sindrome acinético rígido, con grave deterioro mental y muerte en menos de 15 años.

EL ESTRIADO FORMA PARTE DE LOS GANGLIOS BASALES (GB)

En la Fig. 1 se presenta un esquema general del sistema motor, que incluye el lugar que corresponde a los GB. El Estriado (St; caudado y putamen) es una de las estructuras que se encuentra afectada en EH y que forma parte de los GB, es el núcleo integrador y principal receptor de las conexiones más importantes provenientes de la corteza cerebral (Barnes, 1983; Alexander y Crutcher, 1990; Graybiel, 1990; DeLong, 1990). Está formado por diferentes tipos de células neurales, pero las neuronas espinosas de tamaño mediano, que utilizan como neurotransmisor GABA (neuronas gabaérgicas), representan el 70 % de las neuronas encontradas y son sus principales células de proyección (Alexander y Crutcher, 1990; Scortticati y Micheli, 1998). El resto de los tipos neuronales del St son menos frecuentes e incluyen neuronas con dendritas largas que utilizan como neurotransmisor acetilcolina y que funcionan como interneuronas. En EH, las neuronas que sufren mayor afectación, son las neuronas espinosas de tamaño mediano localizadas en esta estructura.

VISIÓN ACTUAL DEL CIRCUITO MOTOR

El concepto clásico de circuito motor corticosubcortical vertical se ha visto modificado en los últimos años por la aparición de otras vías anatómicas que intervienen en el control motor. En la actualidad en el control motor se habla de la existencia de circuitos -transversales-, que se establecen entre los núcleos integrantes de los GB ó desde el tálamo permitiendo la autorregulación de la actividad neuronal antes de proyectar de nuevo a la corteza motora. Estos circuitos incluyen:

a.

Circuito Globo pálido externo (GPe)-núcleo subtalámico (NST)-Globo pálido interno (GPi): En el existen aferencias gabaérgicas del GPe al GPi y aferencias glutamatérgicas del NST al GPe, ellas describen un triángulo que permite la autorregulación interna de la actividad de los tres núcleos.

b.

Circuito GPi-núcleo centromediano parafascicular del tálamo (CM/Pf)-estriado (STR): El núcleo CM/Pf recibe aferencias desde el GPi y proyecta al STR y al NST desde donde se envían eferencias al GPi con carácter funcional opuesto (GABAérgica y glutamatérgica respectivamente), estableciéndose así un sistema de regulación.

BASES NEURALES DE LAS ALTERACIONES MOTORAS EN LA EH

Las neuronas espinosas (NE) de tamaño medio son las más afectadas. La proyección de estas neuronas se efectúa a través de dos vías, denominadas directa e indirecta (Gerfen, 1992). En la primera, éstas neuronas del estriado portadoras de sustancia P y GABA ejercerían su acción inhibitoria sobre neuronas del pálido interno y las de la pars reticulata, de la SN (con GABA como neurotrasmisor principal), permitiendo así la acción del tálamo sobre la corteza. Al perderse la acción inhibitoria de estas NE sobre el pálido interno y SN pars reticulata, estos núcleos podrían ejercer la suya libremente sobre el tálamo. Se presupone que este mecanismo conduciría así a la bradicinesia, que se observa en algunos casos de EH (Gerfen, 1992). La vía indirecta implicaría a un circuito algo más complejo. Las NE encefalínicas proyectan desde el estriado su acción inhibidora sobre otro núcleo inhibidor, el pálido externo, cuya activación inhibe al subtálamo, este núcleo glutamatérgico estimula al pálido interno y SN pars reticulata, permitiéndoles ejercer su acción inhibidora sobre el tálamo. Se supone que en la EH se produciría una situación inversa, la pérdida de las NE impediría ejercer la acción inhibitoria del estriado sobre el pálido externo, el cual podría inhibir libremente al subtálamo, este dejaría así de estimular al pálido interno y SN pars reticulata, quedando el tálamo libre de esta influencia inhibitoria, apareciendo entonces corea (Reinier et al., 1998; Storey y Beal, 1993).

BASES MOLECULARES Y PATOGÉNICAS DE LA EH

En el año 1993 el grupo de investigación colaborativo de la enfermedad de Huntington (The Huntigton' Disease Collaborative Research Group, 1993) descubrió el origen genético de la enfermedad la cual es autosómica dominante con penetrancia completa, encontrándose asociada a una repetición del triplete de nucleótidos CAG en la región que codifica el gen de huntingtina (Laird, 1990). En la población normal los trinucleótidos de CAG están repetidos en un número menor de 30 repeticiones. En el caso de los enfermos, existe un número de repeticiones mayor de 36 llegando a hacer en algunos casos superiores a 100 (McDonald y Gusella, 1996). Esta mutación consiste en la inserción de múltiples copias de dicho trinucleótido en diferentes regiones de un gen localizado en el brazo corto del cuarto par de cromosomas, específicamente en el gen IT15. Este cromosoma es el encargado de codificar la proteína huntingtina la cual se expresa no sólo en cerebro sino también en diferentes tejidos. Debido a la mutación genética, en los pacientes con EH la huntingtina es sintetizada con un exceso de glutamina, lo cual contribuye a que la misma se agregue formando complejos insolubles con ubiquitina y otras proteínas fibrilares, apareciendo de manera característica, como cuerpos de inclusión en el núcleo (McDonald y Gusella, 1996; Imarisio et al., 2008). Aunque su función permanece desconocida se sabe que su unión a estas proteínas pudiera estar asociada a la función con la cual ellas están relacionadas: trasmisión de señales neuronales y regulación de la muerte neuronal apoptótica (Alexi et al., 2000; Beal et al., 1994a). Se ha reportado que el depósito de esta proteína anormal provoca en etapas tempranas de la enfermedad, muerte de neuronas de proyección gabaérgicas espinosas de talla media que expresan encefalinas (Kowall et al., 1987).

El descubrimiento de esta proteína ha abierto una nueva perspectiva en la patogenia y tratamiento de la EH, aunque los mecanismos responsables de la muerte celular selectiva y pérdida de neuronas no son del todo conocidos hasta el momento (The Huntigton' Disease Collaborative Research Group, 1993; Imarisio et al., 2008).

Los principales hallazgos neuropatológicos de la EH se encuentran localizados en el estriado, donde se ha evidenciado pérdida de neuronas de proyección, unido a una preservación de interneuronas espinales grandes (Reinier et al., 1998).

Para explicar la patogenia de la EH han sido implicados diversos mecanismos: excitotóxicos, metabólicos y de estrés oxidativo (Tkac et al., 2001; Browne, 1999).

El daño excitotóxico es producido por la sobreactividad local de aminoácidos excitatorios (AAE) sobre sus receptores, lo cual conduce a despolarización sostenida que provoca muerte celular selectiva. Glutamato u otros AAE endógenos que actúan sobre varios tipos de receptores glutamatérgicos, pudieran estar involucrados en la patogenia de la EH. (Spencer et al., 1987; Biscoe et al., 1975). Estos receptores glutamatérgicos son de dos tipos: metabotrópicos y ionotrópicos. Los metabotrópicos son aquellos que se encuentran ligados a proteínas G e incluyen L-AP4 (ácido L-2-amino-4-fosforopro-piónico) y los ionotrópicos son canales iónicos e incluyen a los NMDA (N-metil-D-aspartato), los kaínato y los AMPA (ácido-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxasolpropiónico; Nakanishi, 1992; Schoepp y Con, 1993). Aunque todos pueden mediar muerte celular, tanto apoptótica como necrótica, desencadenada por mecanismos excitotóxicos, son los del tipo NMDA los que tienen una acción más relevante, y los que se encuentran más ampliamente distribuidos en el cerebro (Coyle y Puttfarcken, 1993; Giffard et al., 1992).

La neurotoxicidad por aminoácidos excitatorios, no depende solamente de los niveles endógenos de los posibles compuestos neurotóxicos, ni del grado de eficacia de sus mecanismos de re-captación, sino también de otros factores que modulan la respuesta, y por tanto la actividad neuronal a nivel del receptor o post-receptor. A nivel del receptor se han descrito compuestos endógenos que inhiben de forma competitiva el receptor NMDA (N-Metil-D-Aspartato) y sustancias que lo modifican alostéricamente aumentando su afinidad por su ligando (Mayer et al., 1984; Wong et al., 1986; Lodge y Golingridge, 1990; Kemp et al., 1988). A nivel post-receptor, el efecto de aminoácidos excitatorios puede ser modificado por manipuladores de canales iónicos, segundos mediadores, activadores o inhibidores de proteínas quinasas, factores de crecimiento y otros fármacos (Novelli et al., 1988; Weiss et al., 1990).

Con relación a los mecanismos metabólicos planteados en la patogenia de la EH, existe una hipótesis en la que se aúnan el conocimiento de los mecanismos excitotóxicos mediados por receptores NMDA con defectos en el metabolismo energético detectados en la EH (Beal, 1992; Oliveira, 2010). Según esta hipótesis los mecanismos excitatorios contribuirían a muerte neuronal de células con dificultades metabólicas.

Relacionado con estrés oxidativo se plantea que la cadena respiratoria mitocondrial genera radicales libres que alteran la función celular normal. El óxido nítrico producido por la óxido nítrico sintetasa, se ha detectado en interneuronas no espinosas de talla media a grande del estriado, donde actúa como neurotrasmisor. Además puede generar radicales hidroxilo a partir del anión superóxido (Deckel, 2001; Tasset et al., 2009). Estos datos ponen de manifiesto que el estrés oxidativo, tiene un papel relevante en el curso y evolución de la EH, asociándose a distintos estadios de la enfermedad, por lo que puede utilizarse como marcador-pronóstico y de la efectividad de tratamiento, así como constituir un foco de interés para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Finalmente existe una nueva vía patogénica que involucra al sistema inmunológico del individuo, donde existe una activación anormal de la microglia y macrófagos lo que sugiere una disfunción inmune que juega un papel importante en la patología cerebral (Bjorkqvist et al., 2008)

MODELOS EXPERIMENTALES EN LA EH

Los estudios realizados para aumentar el conocimiento de la etiología de la EH, conjuntamente con la constante búsqueda de alternativas terapéuticas, ha hecho incuestionable la importancia del uso de la experimentación animal. Aunque la EH no se manifiesta en los animales de manera espontánea, se han desarrollado modelos experimentales de la enfermedad que han ayudado a estudiar los mecanismos involucrados en la patogenia de la misma, permitiendo desarrollar estrategias terapéuticas (Ferrante, 2009; Perry et al., 2010). No existe un modelo experimental único que satisfaga completamente los requerimientos de similitud con la EH en cuanto a fenomenología clínica, aspecto histológico y genético. Sin embargo, se sabe desde hace más de dos décadas, que la inyección intracerebral de algunas neurotóxinas producen lesiones estriatales que guardan alguna semejanza con las lesiones histológicas observadas en la EH (DiFiglia, 1990). En general se han descrito dos tipos de modelos homólogos para la EH: tóxicos y trangénicos.

MODELOS TÓXICOS

La muerte neuronal excitotóxica lenta puede producirse como consecuencia de un defecto en el metabolismo oxidativo. Las interrupciones en la síntesis de ATP pueden conducir a despolarización neuronal parcial con activación de receptores NMDA, lo cual provocaría daño neuronal excitotóxico secundario (Palfi et al., 1996; La Fontaine et al., 2000; Beal et al., 1993a).

MODELOS EXPERIMENTALES DE LA EH BASADOS EN EXCITOTOXICIDAD

Se ha descrito que los modelos de excitotoxicidad han sido utilizados con mayor frecuencia. Los mecanismos de excitotoxicidad están basados en la sobreexcitación de las neuronas como resultado de estimulación propagada y continua de receptores a aminoácidos excitadores, lo que produce alteraciones serias en la fisiología de las neuronas, conduciéndolas a muerte celular (Olney et al., 1971). Tóxinas con las que pueden ser producidos estos modelos:

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a.

Ácido kaínico (AK). Es un derivado de algas, agonista del receptor kaínato (Coyle y Schwarcz, 1976; Mason y Fibriger, 1978). En 1976 Coyle y Schwarcz establecieron el empleo de AK para reproducir las características histológicas, conductuales y bioquímicas de la EH, produciendo una lesión de neuronas gabaérgicas y colinérgicas sin alterar a neuronas dopaminérgicas. La actividad de algunas enzimas como glutamato descarboxilasa (GAD) y colina acetil transferasa (ChAT) disminuyeron de forma similar a lo encontrado en la enfermedad. Sin embargo, a diferencia de la EH, se observó disminución significativa en los niveles de somatostatina y neuropéptido Y (Coyle y Schwarcz, 1976).

b.

Ácido iboténico (IBO). Es un análogo rígido del glutamato (Barrer y Dunnett, 1994). En 1990, Hantraye et al., propusieron al IBO como inductor de un modelo experimental de la EH, basado en la toxicidad de este ácido en el hipocampo de rata. Cuando se administró en el cuerpo estriado de bovinos, se observó proliferación astrocítica y pérdida de fibras colinérgicas sin alteración de fibras dopaminérgicas. Hubo disminución de metaencefalinas acompañándose de alteraciones conductuales tales como: corea, distonía y asimetría postural. No obstante, también se observaron diferencias conductuales que limitan la reproducibilidad del modelo, siendo mejor alternativa que el del AK, pero con ciertas limitaciones (Hantraye et al., 1990).

c.

Ácido quinolínico (AQ). Este derivado del metabolismo del ácido kinurénico (que proviene de una rama del metabolismo del triptófano), reproduce en parte los cambios bioquímicos y neuropatológicos de la EH, demostrando que el AQ es capaz de inducir lesiones neuronales cuya distribución es mucho más parecida a la que produce el AK en el modelo de EH, ya que afecta a neuronas espinosas respetando relativamente a las no espinosas. Entre los cambios más significativos desde el punto de vista neuroquímico se destacan la reducción severa de las concentraciones de GABA en células estriatales, reducción severa de la actividad GAD y gliosis estriatal (Beal et al., 1986; Beal et al., 1991). Se ha demostrado que después de la administración de AQ en el estriado, se producen niveles de somatostatina, neuropéptido Y, sustancia P, vasopresina, GABA y dopamina muy similares a los que se observan en la EH por lo que ha sido considerado como el mejor modelo experimental. En la Tabla 1, se indican los principales cambios de estas sustancias neuroactivas en la EH y, en los diferentes modelos experimentales de la enfermedad.

Conductualmente, el AQ produce hiperactividad locomotora y alteraciones del aprendizaje y la memoria. Con este conocimiento, se llegó a proponer al AQ como el principal agente etiológico en la EH, y que las lesiones provocadas por concentraciones submicromolares de esta toxina pueden ser bloqueadas por MK-801, un antagonista no competitivo de receptores NMDA sugiriendo que las alteraciones observadas en los enfermos, podrían estar mediadas por excitación de estos receptores (Albin et al., 1990).

MODELOS EXPERIMENTALES DE LA EH BASADOS EN LA ALTERACIÓN DEL METABOLISMO ENERGÉTICO.

La teoría de la excitotoxicidad explica el mecanismo de muerte neuronal en la EH y en otras enfermedades neurodegenerativas como una primera causa de muerte neuronal,pero una posible explicación de la toxicidad del glutamato podría ser también déficit en la producción de energía mitocondrial (Albin y Greenmyre, 1992; Ankacrona et al., 1995). Por lo tanto se hipotetizó que alteraciones en la fosforilación oxidativa pueden ser el déficit primario que predispone a la degeneración neuronal secundaria a la toxicidad por glutamato (Beal et al., 1993b). Tóxina con la que puede ser producido este tipo de alteración metabólica: Ácido 3-nitropropiónico (3-NP; inhibidor del complejo II de la cadena respiratoria mitocondrial). El mecanismo de daño de esta toxina es la inhibición de succinato deshidrogenasa, enzima que juega un papel central en la cadena de transporte de electrones y en el ciclo de ácidos tricarboxílicos. La administración de dosis bajas de ácido 3-NP produce atrofia estriatal selectiva (Borlongan et al., 1995; Túnez y Santamaría, 2009). Se cree que el daño selectivo causado por 3-NP en ciertas regiones del cerebro está directamente relacionado con la tasa metabólica y la densidad de receptores NMDA de cada región (Hamilton y Gould, 1987).

El modelo del 3-NP ha sido propuesto como una alternativa para producir lesiones similares a las de la EH, ya que por inhibición irreversible del ciclo del ácido cítrico mitocondrial se produce disminución del ATP y elevación de las concentraciones de lactato (Beal et al., 1993a; Gould y Gustine, 1982; Beal, 1994b). Además se han encontrado niveles bajos de glutamato y daño en el metabolismo energético oxidativo como los observados en pacientes con desordenes neurodegenerativos incluyendo EH (Gould y Gustine, 1982; Zorumski y Olney, 1993). Teniendo presente las limitaciones de este modelo (como son el salto filogenético, no expresar la proteína mutada y tener un efecto autolimitado a la biodisponibilidad del tóxico), es importante que este agente es capaz de reproducir, dependiendo de la dosis y del tiempo de suministro, disfunciones motoras, de aprendizaje y lesiones estriatales que mimetizan alteraciones histológicas y neuroquímicas de EH (Túnez y Santamaría, 2009).

Este modelo se ha combinado con el de excitotoxicidad pues se sabe que el efecto neurotóxico del 3-NP es potenciado por agonistas NMDA y disminuido por el pretratamiento con antagonistas de este subtipo de receptor glutamatérgico.

MODELOS GENÉTICOS

Modelos experimentales basados en el defecto genético de la EH. Hay dos categorías de modelos genéticos: trangénicos y knock-in.

Se ha demostrado que en el estudio del modelo transgénico, en el cual se provoca una expansión de las repeticiones CAG en el locus IT15, se desarrolla un fenotipo de alteraciones neurológicas similares a los síntomas motores observados en la EH (Bates et al., 1997), representando el modelo más cercano de la misma pues su etiología es debida directamente a la misma mutación humana. Sin embargo, de manera sorprendente los efectos del trasplante neural intraestriatal en estos animales no son similares a los observados en los modelos de lesión neurotóxica. Aunque se ha podido constatar que estos trasplantes sobreviven en el estriado hospedero, sus efectos conductuales fueron muy pequeños, particularmente en aquellos animales con deficiencia neurológica profunda (Dunnett et al., 1998).

Los criterios neuropatológicos utilizados para el diagnóstico de la EH son muy complejos e incluyen una secuencia de características clínicas y neuroanatómicas. Los mode-los animales no reproducen en su totalidad toda esta constelación de síntomas naturales o patológicos que aparecen en la enfermedad humana, por lo tanto, la valoración de las similitudes y diferencias que aportan cada uno de estos modelos (Vonsattel, 2008; Ehrnhoefer et al., 2009), nos ayudará a determinar cual de ellos debe ser utilizado en una investigación dada, según la respuesta que deseamos obtener en correspondencia con los objetivos planteados para su interpretación.

Fármaco-terapéutica actual en la EH. No existe tratamiento curativo para estos enfermos. Hasta la fecha todos los tratamientos establecidos se limitan a la mejoría de síntomas que aparecen durante la enfermedad. Un gran número de medicamentos sirven para tratar alteraciones del movimiento y trastornos psicológicos tales como: corea, psi-cosis y depresión. A pesar de que la mayoría de estos medicamentos pueden ser útiles en el manejo de la EH, no existe aún ninguno que detenga o revierta el proceso ya establecido. Estos fármacos se administran en dosis crecientes hasta que se controla la corea. También ayudan a controlar las complicaciones mentales, que con frecuencia son muy angustiantes para las personas que padecen esta enfermedad (Feigin et al., 1995; Kieburtz et al., 1996; Murman et al., 1997).

En la búsqueda de nuevos tratamientos, se ha seguido investigando sobre el comienzo y progresión de la enfermedad, así como el papel de la función mitocondrial y excitotoxicidad, que han permitido llevar a cabo numerosos estudios de terapéutica experimental (Feigin, 1998). Por otro lado, el conocimiento de cambios neuroendocrinos vistos en modelos de roedores, ha dado información de mecanismos críticos, para el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento, especialmente en aquellas intervenciones que se realizan en etapas tempranas de la enfermedad, modificando la progresión natural de esta (Petersén, 2009). La vía patogénica que involucra al sistema inmunológico del individuo, pudiera ser otro blanco terapéutico en la búsqueda de la cura de la enfermedad (Bjorkqvist et al., 2008).

Terapéuticas potenciales para la EH. Teniendo en cuenta los resultados encontrados en la experimentación animal, durante aproximadamente 20 años y la ausencia de una farmacoterapia efectiva, es que se ha iniciado la investigación clínica del trasplante de tejido neural fetal. En 1994 se crea el grupo European Networt for striatal Transplantation in Huntington's Disease (Equivalente al grupo NECTAR para el trasplante en personas con enfermedad de Parkinson), para el trasplante estriatal en personas con EH, y paralelo a esto se desarrolla una prueba de evaluación para dichos pacientes previo a recibir el trasplante (Quinn et al., 1996).

Trasplante de células neurales. En la década de 1980 hubo un incremento en las terapias dirigidas a contrarrestar las alteraciones presentes en etapas tempranas de la EH con el uso de trasplante de tejido neural fetal como un método terapéutico. Esta terapia comenzó mucho más tarde en personas que sufren de EH que en aquellos aquejados de enfermedad de Parkinson. El trasplante de tejido neural fetal constituye una alternativa de tratamiento para la EH, a la que se le ha prestado atención, conjuntamente con el desarrollo de técnicas de cultivo de tejido de células neuronales viables para el trasplante (Kopyoy et al., 1998).

El primer trasplante neural en pacientes con EH fue realizado por Madrazo et al., en 1990 (Madrazo et al., 1991) y en 1991 por Sramba et al., 1992, aunque en este último caso sólo fue experimental, posteriormente esta técnica se mantuvo detenida, para comenzar a ser utilizada nuevamente en un gran número de personas, cuatro años más tarde. Este programa de trasplante neural fue iniciado y seguido por otros países como por ejemplo Francia (Bachoud-Levi et al., 2000), y Estados Unidos (Freeman et al., 2000), donde fueron tratados varios pacientes.

Pudiera resultar muy beneficioso el hecho de poder generar tejido neural humano in vitro. En los momentos actuales se ha establecido que las células madre embrionarias de blastocistos de ratón pueden ser expandidas en cultivo y por tanto lograr que se diferencien en un amplio rango de tejidos, incluyendo células neurales y gliales. En otros estudios se ha podido obtener células madre neurales que han sido aisladas tanto de cerebro de roedores adultos como de aquellos que se encuentran en desarrollo (Svendsen y Smith, 1999) y que han resultado ser apropiadas principalmente en terapias de reemplazo celular (Muller et al., 2006).

A pesar de lo antes expuesto, donde se evidencia la existencia de trabajos que apoyan los efectos positivos de trasplantar células, otros hablan de efectos negativos encontrados a largo plazo en el tejido trasplantado, lo que trae consigo criterios controversiales, de si es beneficioso o no uso de estas células en estos pacientes, como fue demostrado por Cicchetti et al., cuando evidenció la presencia de mecanismos inflamatorios y excitotóxicos que acarrearon degeneración neuronal de los trasplantes realizados en pacientes con HD (Cicchetti et al., 2009), y en el mismo año la demostración por Dirk Keene et al., de la aparición de complicaciones tardías debidas a un crecimiento excesivo en la zona del trasplante que resultó ser crítica para estructuras del sistema nervioso central (Keene et al., 2009).

Trasplante de células no neurales. Existen diversas fuentes de células no neurales que pueden ser utilizadas en el trasplante dentro de ellas se destaca las provenientes de la médula ósea, que han sido utilizadas también en la reparación del daño en el sistema nervioso central (Parr et al., 2007; Scolding et al., 2008).

Potencialidades de las células de medula ósea para ser utilizadas como una fuente alternativa en el trasplante de pacientes con enfermedades neurológicas. La médula ósea adulta (MOA) es de muy fácil acceso y es una fuente rica de células progenitoras y células madre (Prockop, 1997). Un número creciente de las últimas publicaciones han mostrado que células madre de MOA son capaces de generar fenotipo neural tanto in vitro (Sánchez-Ramos et al., 2000; Woodbury et al., 2000) como in vivo después del trasplante (Brazelton et al., 2000; Mezey et al., 2000). Las células derivadas de MOA han sido utilizadas de manera exitosa para el trasplante en animales que han sufrido un daño cerebral traumático (Manhood et al., 2001) y en la isquemia estriatal para reducir el déficit motor que aparece después del daño (Zhao et al., 2002). Más recientemente, se ha utilizado el trasplante de células de MOA autóloga para revertir el déficit cognitivo observado en un modelo animal de EH (Lescaudron, 2003). En este trabajo se pudo demostrar que el trasplante de células de MOA es capaz de reducir el daño cognitivo en este modelo de EH.

En este sentido, nuestra atención se ha enfocado en el uso del trasplante de CMO como estrategia de tratamiento para personas portadoras de esta entidad clínica. Es por ello que nuestros trabajos actuales se han encaminado a evaluar si las CMO al ser trasplantadas dentro del estriado lesionado con AQ son capaces de sobrevivir y modificar las alteraciones conductuales presentes en el modelo de Huntington en ratas.

Estos resultados son prometedores, porque el uso de células madre adulta autóloga minimiza el riesgo de rechazo inmunológico y al mismo tiempo evita problemas éticos que existen con el uso de trasplante de tejido fetal como terapia para enfermedades neurodegenerativas.

Terapia neuroprotectora. La neuroprotección ha sido uno de los pilares explorados en el tratamiento de la EH, donde conociendo el requerimiento trófico de la población neuronal afectada, se puede inducir una respuesta trófica endógena ó a través de la administración exógena del factor neurotrófico específico para prevenir o detener la progresión de la enfermedad (Alberch et al., 2002; Perez-Navarro et al., 2000; Hersch y Rosas, 2008). En la EH, esta acción favorecedora ha sido aportada por BDNF (del inglés brain derived neurotrophic factor), donde se demuestra que esta proteína contribuye de manera sustancial al soporte trófico y supervivencia de neuronas afectadas en esta enfermedad (Ma B et al., 2010).

Terapia génica. La EH es una de las 9 enfermedades neurodegenerativas dominantes que resulta de una expansión de poliglutamina repetida, que cobra una función tóxica (The Huntington's disease colaborative group, 1993), por lo que en esta entidad la terapia génica cobra gran importancia. Hasta el presente se han descrito terapias en las que los animales han sido tratados con sustancias que incrementan trascripción de genes neuroprotectores (Ferrante et al., 2003), prevención de muerte por apoptosis e inhibición de la formación de agregados de poliglutamina (Tanaka et al., 2004; Karpuj et al., 2002), entre otros. Todas estas terapias podrían de manera indirecta afectar la expresión de alelos en la EH. Sin embargo, hasta la fecha no existían terapias, que describieran la reducción directa de la expresión del gen mutado que aparece en la enfermedad. Hoy día se conoce que la terapia que utiliza silenciamiento de la expresión de genes mutados pudiera ser promisoria en la EH, lo cual ya ha sido demostrado en modelos animales en los cuales se provoca silenciamiento de genes mutados que son responsables de las características neuropatológicas y motoras que se observan en la enfermedad, y que han dado el sustento para terapias que utilizan el ARN de interferencia (Yamamoto et al., 2000; Harper et al., 2005; Harper, 2009).

CONCLUSIÓN

Hasta aquí hemos hecho un recorrido por el estado del conocimiento acerca de la EH, específicamente los referidos a las principales manifestaciones clínicas de la enfermedad y los síndromes clínicos que conforman. Se abordaron las estructuras del SNC que se encuentran afectadas, indicando las interrelaciones que existen entre ellas. Se exponen las bases neurales y moleculares que dan origen a esta afectación. Se describen además, los modelos experimentales más utilizados para simular la enfermedad y el ensayo de diferentes terapias sustitutivas y neuroprotectoras. A nuestro juicio esta es una enfermedad de evolución lenta, que por tener carácter hereditario, pudiera ser candidata a estudios encaminados a la búsqueda de marcadores tempranos, indicativos de la enfermedad en sujetos con antecedentes familiares.

La utilidad de uno u otro modelo experimental, dependen de los objetivos que se persigan en la investigación, si tenemos en cuenta que ninguno de los modelos reproduce todas las características morfológicas, cognitivas y conductuales que aparecen en la enfermedad.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a todos los contribuidores de este trabajo.

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