Mecanismo de acción del fármaco 5-fluorouracilo y su efectividad como tratamiento en un modelo murino de esclerosis lateral amiotrófica

Resumen

La Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que se caracteriza por una afectación selectiva y pérdida progresiva de las motoneuronas que inervan los músculos estriados. La pérdida de motoneuronas conlleva una parálisis, debilidad y atrofia muscular que desencadena la muerte del paciente en un promedio de 3 a 5 años tras el inicio de los síntomas. La etiología de la ELA no está clara y se han sugerido numerosos mecanismos moleculares implicados en la patogenia, entre ellos la neuroinflamación. Algunos de los mediadores de este proceso neuroinflamatorio son unos complejos proteicos citosólicos conocidos como inflamasomas, siendo el inflamasoma NLRP3 el mejor caracterizado. Otros mediadores que podrían tener un papel fundamental son los microRNAs (miRNAs) ya que son reguladores de multitud de procesos fisiológicos. Actualmente no existe un tratamiento curativo o que ralentice de forma efectiva la progresión de la enfermedad, por tanto, la búsqueda de tratamientos constituye uno de los objetivos primordiales de la investigación de esta enfermedad. El reposicionamiento de fármacos, uso de un medicamento ya autorizado para tratar una patología que puede ser potencialmente eficaz para tratar otras enfermedades, es una buena estrategia para enfermedades tan devastadoras y rápidas como la ELA. Estudios previos de nuestro laboratorio con el quimioterápico 5-Fluorouracilo (5-FU) mostraron unos resultados prometedores en el modelo animal SOD1G93A ya que retrasó la aparición de la enfermedad, mejoró el comportamiento motor y prolongó la supervivencia de los animales. Sin embargo, el mecanismo de acción del 5-FU en la ELA es desconocido. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral fue conocer en profundidad las posibilidades del 5-FU como tratamiento y conocer el mecanismo de acción por el que este efecto tenía lugar, utilizando para este fin el modelo animal de Esclerosis Lateral Amiotrófica SOD1G93A. Respecto al mecanismo de acción, en primer lugar, se estudió el inflamasoma NLRP3 en cuádriceps y médula espinal de ratones SOD1G93A a lo largo de la enfermedad y el efecto del fármaco en ellos. Los resultados mostraron un posible efecto del 5-FU sobre el inflamasoma en la etapa final. Posteriormente, se investigó la expresión de diferentes miRNAs implicados en el proceso inflamatorio en cuádriceps y médula espinal del modelo animal a lo largo de la enfermedad. Sin embargo, no se observó un claro efecto del 5-FU sobre la expresión de los miRNAs. Por otro lado, también se estudió la toxicidad y eficacia en el ratón SOD1G93A de Capecitabina, profármaco del 5-FU, ya que presenta una eficacia similar y efectos secundarios más leves. Aunque los resultados no mostraron efectos adversos, no se continuó investigando su eficacia debido al problema que podría suponer su administración en los enfermos terminales. Asimismo, se estudió la biodisponibilidad del 5-FU demostrando que es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica. Con el fin de evitar en el mayor grado posible los efectos secundarios que produce el 5-FU, se estudió la posibilidad de encontrar una dosis menor que mostrara la misma efectividad que la original, así como una mayor dosis que incrementara los efectos beneficiosos. Para ello, se realizó un estudio piloto de efectividad con distintas dosis. Los resultados indicaron que una dosis menor que la original podría resultar más efectiva. En consecuencia, se realizó un ensayo preclínico completo para estudiar en profundidad la efectividad de la nueva dosis y sorprendentemente, los resultados mostraron que la nueva dosis estudiada no era efectiva en el modelo animal. Por ello, nos planteamos la posibilidad de que hubiera algo en el ambiente que pudiera estar modificando la respuesta al fármaco, ya que los animales provenían de un ambiente distinto al del estudio original. Para comprobar dicha teoría, se realizó un estudio de supervivencia con grupos de animales que provenían de diferentes ambientes. Los resultados mostraron diferencias en cuanto a la efectividad del 5-FU en las distintas condiciones experimentales. En conclusión, el inflamasoma NLP3 parece estar modulado de forma leve por la acción del 5-FU en el modelo SOD1G93A, no observando los mismos resultados en la expresión de los miRNAs relacionados con la enfermedad. Por otra parte, el fármaco muestra un efecto beneficioso en el modelo animal SOD1G93A en unas condiciones ambientales concretas. Las condiciones ambientales parecen tener mucha influencia en el animal SOD1G93A y en la respuesta al 5-FU. Estos resultados indican que es necesario comprobar distintas condiciones ambientales antes de proponer una posible terapia efectiva para los pacientes de ELA con la utilización de los modelos animales de ELA SOD1G93A.