Blau de metilè i ELA: per què els resultats difereixen entre models experimentals

Si cerqueu blau de metilè i ELA, trobareu dues afirmacions que semblen contradictòries. Una diu que el colorant blau va protegir les neurones en models d'ELA. L'altra diu que no va tenir cap efecte en un ratolí amb ELA. Totes dues afirmacions citen articles científics reals, i tots dos articles mereixen ser presos seriosament. La contradicció es desfà quan s'explicita el concepte que hi ha darrere de cada experiment: el model és l'afirmació.

Un resultat en un cuc és una afirmació sobre un cuc. Un resultat en una larva de peix és una afirmació sobre una larva de peix. Cap dels dos no és una afirmació sobre un pacient fins que l'evolució de la malaltia en un mamífer ho avala. Aquest article compara els dos articles científics més citats perquè pugueu veure per què les seves respostes difereixen.

Els dos experiments en una taula

Manteniu aquesta taula a la vista mentre llegiu. Hi caben totes les diferències importants entre els estudis.

La genètica és diferent, les espècies són diferents, la via d'administració és diferent, el moment del tractament és diferent i les variables de resultat són diferents. El genotip és només una de cinc diferències, de manera que aquesta parella d'estudis no pot demostrar que el blau de metilè actuï selectivament sobre una via concreta de l'ELA. Demostra una cosa més limitada, però encara útil: una recuperació marcada amb una exposició directa i primerenca en models simples no es va reproduir durant l'evolució de la malaltia en un mamífer amb administració oral crònica.

El resultat positiu: què va mostrar l'estudi en cucs i peixos

L'estudi de 2012 en cucs i peixos va expressar TDP-43 o FUS humanes mutants en les motoneurones dels cucs i va injectar ARNm humà mutant en embrions de peix. Són models de proteotoxicitat. Reprodueixen els efectes tòxics de la proteïna mutant sobre el moviment i la forma de les neurones al llarg de dies, no tota l'evolució de l'ELA humana adulta al llarg d'anys.

El tractament va començar molt aviat. Els cucs van créixer en agar amb blau de metilè des de l'eclosió. Els embrions de peix van romandre en una solució del fàrmac durant una nit, a partir de les 24 hores després de la fecundació, i el comportament es va avaluar uns dos dies més tard. No hi havia una barrera hematoencefàlica entre el fàrmac i la neurona com la que hi ha en un mamífer, i no es va mesurar cap concentració del fàrmac en plasma ni al cervell.

En aquestes condicions, els efectes van ser grans i consistents. Tant 6 com 60 μM van reduir la paràlisi dependent de l'edat en cucs amb TDP-43 i FUS. Al dia 12 de vida adulta, aproximadament el 80 per cent dels cucs amb TDP-43 no tractats estaven paralitzats, enfront d'aproximadament el 10 per cent dels cucs tractats des de l'eclosió. Un assaig sinàptic apuntava en la mateixa direcció: els cucs amb TDP-43 eren hipersensibles a l'aldicarb, un fàrmac que permet avaluar la transmissió neuromuscular, i el blau de metilè va desplaçar la resposta cap a la normalitat. El recompte de prolongacions de motoneurones en degeneració va disminuir, amb l'efecte més clar a 60 μM. En els peixos, la natació provocada pel contacte va millorar substancialment i els axons motors escurçats van tornar a créixer cap a una longitud normal a 30 o 60 μM, tot i que la recuperació va ser parcial i no completa.

Les dades d'estrès oxidatiu encaixen amb una interpretació antioxidant. Els cucs i peixos mutants mostraven mesures elevades d'espècies reactives d'oxigen que disminuïen amb el tractament, i els cucs normals exposats al blau de metilè van sobreviure molt més temps a una agressió prooxidant que els cucs no tractats. Però hi ha dues limitacions importants. Les quantitats totals de les proteïnes mutants TDP-43 i FUS no van disminuir, i l'estudi no va quantificar directament els agregats proteics, de manera que mostra una recuperació funcional sense demostrar l'eliminació d'agregats. Qui conegui com se solen plantejar les hipòtesis redox i mitocondrials hauria de considerar que el mecanisme té suport, però no està resolt.

El moment d'inici va ser el detall més revelador. Quan els autors van esperar fins al dia 5 de vida adulta per començar el tractament, la taxa de paràlisi al dia 12 va ser d'aproximadament el 55 per cent, en lloc d'aproximadament el 10 per cent amb el tractament des de l'eclosió. El mateix fàrmac, el mateix cuc, la mateixa mutació, un efecte molt menor. L'exposició profilàctica primerenca explicava bona part del benefici aparent.

El resultat nul: què va mostrar l'estudi en ratolins amb SOD1

L'estudi de 2011 en ratolins va plantejar una pregunta més exigent en un sistema més rigorós. Els ratolins congènics amb SOD1 G93A progressen des del tremolor de les extremitats posteriors, passant per l'alteració de la marxa i la pèrdua del reflex de redreçament, fins a un punt final terminal predefinit. El tractament va començar abans dels símptomes, al dia 45, i va continuar diàriament, mentre els observadors puntuaven l'estat neurològic en una escala de 0 a 6. És un experiment sobre tota l'evolució de la malaltia, cosa que l'acosta més al que importaria a un pacient que qualsevol corba de paràlisi en un cuc.

Els resultats principals van ser nuls. L'inici global es va produir als 121 dies en els controls, enfront dels 124 dies amb blau de metilè, una diferència que no era significativa. La supervivència fins a la fase terminal va ser de 167 dies enfront de 170 dies, també sense significació. Algunes anàlisis secundàries afavorien el tractament: les femelles mostraven un retard d'uns 7 dies en l'inici, i els animals tractats passaven una mica més de temps en estadis lleus i menys en estadis greus. Amb subgrups petits per sexe i moltes comparacions entre estadis, aquestes anàlisis s'han d'interpretar com a generadores d'hipòtesis i no com a proves. No es van fer recomptes neuronals ni assajos d'agregació de SOD1, ni es van mesurar marcadors oxidatius o inflamatoris, de manera que l'estudi tampoc no pot dir si el fàrmac va arribar a les seves dianes i va fallar, o si simplement no hi va actuar mai amb aquesta dosi. Només es va provar una dosi.

Els mateixos autors van assenyalar la limitació més profunda, que s'aplica en totes dues direccions. El model SOD1 G93A amb un nombre elevat de còpies reprodueix bé la malaltia causada per la toxicitat de SOD1, però la malaltia associada a SOD1 representa una petita part de l'ELA familiar i té una biologia diferent de la majoria dels casos esporàdics. Van suggerir tornar a provar els candidats en models de mamífers basats en TDP-43. Des d'aleshores, aquest suggeriment s'ha complicat, perquè els autors de l'estudi en cucs i peixos assenyalen que un altre estudi del blau de metilè en ratolins amb TDP-43 tampoc no va millorar els resultats motors. Per tant, un compost pot semblar potent en un sistema amb TDP-43 i no mostrar efecte en un altre sistema amb TDP-43. El sistema importa tant com el gen.

Per què una millora en un cuc o un peix no pot demostrar un benefici en pacients

Penseu que cada model respon a una pregunta diferent.

En primer lloc, la biologia és diferent. TDP-43 i FUS són proteïnes d'unió als àcids nucleics amb interaccions genètiques compartides en aquests sistemes simples, mentre que la toxicitat de SOD1 actua a través de mecanismes proximals parcialment diferents. Un fàrmac que alleuja un tipus d'estrès proteotòxic no ha d'alleujar necessàriament l'altre, i l'èxit davant d'una sobreexpressió embrionària no ha de predir necessàriament l'èxit davant d'una neurodegeneració lenta en adults amb inflamació, implicació glial i deteriorament sistèmic.

En segon lloc, l'exposició és diferent. L'exposició contínua per bany a concentracions micromolars no és una administració oral. L'absorció intestinal, el metabolisme de primer pas, la unió a proteïnes plasmàtiques, la penetració al cervell i l'eliminació intervenen entre una dosi ingerida i una motoneurona espinal. Cap dels dos estudis no va mesurar les concentracions del fàrmac en el sistema nerviós, de manera que cap no pot relacionar la seva concentració amb la de l'altre.

En tercer lloc, el moment del tractament és diferent. Els beneficis en cucs i peixos depenien molt del tractament abans que s'acumulés la patologia. El tractament dels ratolins també va començar abans dels símptomes, cosa que és un punt fort, però el tractament en humans gairebé sempre començaria després de l'aparició dels símptomes, encara més tard. Un senyal profilàctic en un assaig de dos dies en embrions és un punt de partida per a la recerca, no un model d'ús clínic.

En quart lloc, les variables de resultat són diferents. La paràlisi als 12 dies, la sensibilitat a l'aldicarb, la longitud dels axons en micròmetres i la distància de natació són fenotips proximals. L'inici i la supervivència en un mamífer integren tots els processos de l'organisme que compensen o compliquen la malaltia. Els fàrmacs sovint modifiquen mesures proximals sense modificar la supervivència, i per això existeixen les variables de temps fins a un esdeveniment en mamífers.

Els lectors que vulguin una llista de comprovació per al pròxim titular poden fer servir la de com llegir estudis preclínics: pregunteu quina és l'espècie, quin és el transgen, quines són la dosi i la via d'administració, si es van mesurar les concentracions del fàrmac, quan va començar el tractament respecte a la patologia, si la variable de resultat era un fenotip a curt termini o l'evolució d'una malaltia, i si l'efecte es va replicar en un segon laboratori. El conjunt més ampli d'evidència en humans sobre el blau de metilè continua sent el lloc on comprovar si algun d'aquests senyals inicials s'ha arribat a traduir en dades clíniques.

Què significa això per als pacients i les famílies

D'aquests articles no se'n deriva cap protocol establert de blau de metilè per a l'ELA. L'estudi positiu dona suport a continuar investigant els mecanismes oxidatius i sinàptics en la biologia de TDP-43 i FUS. L'estudi nul desaconsella esperar una modificació de la malaltia amb l'administració oral crònica a aquesta exposició en la malaltia de tipus SOD1. Junts descriuen una manca de consistència entre models, no una recomanació de tractament.

La seguretat mereix el mateix plantejament prudent que l'eficàcia. Els estudis d'ELA en ratolins no diuen res sobre dosis segures en humans, i el blau de metilè comporta riscos reals d'hemòlisi en cas de dèficit de G6PD i de toxicitat serotoninèrgica quan es combina amb fàrmacs serotoninèrgics. La sospita de dèficit de G6PD, l'ús actual d'antidepressius i qualsevol canvi previst en la medicació s'han de tractar en una conversa amb un professional clínic, igual que la revisió de les dades generals de seguretat del blau de metilè abans que ningú actuï a partir de titulars sobre resultats de laboratori.

La conclusió es pot resumir en una frase. El blau de metilè va produir una recuperació marcada amb exposició primerenca en fenotips de cucs i larves de peix amb TDP-43 i FUS, i pràcticament cap benefici en l'inici o la supervivència en un estudi amb administració oral crònica en ratolins amb SOD1; per tant, la interpretació honesta és que l'evidència depèn del model i no dona suport a l'ús en pacients.