Antecedentes

La enfermedad del hígado graso asociada a disfunción metabólica (Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD) es una de las principales enfermedades hepáticas crónicas que afecta aproximadamente al 30% de la población mundial. Se considera una enfermedad multifactorial que comienza con la acumulación simple de lípidos en los hepatocitos y progresa hacia hepatitis del hígado graso asociada a disfunción metabólica (MASH), fibrosis hepática, cirrosis e incluso cáncer de hígado. El inicio y el patrón de progresión están fuertemente influenciados por los factores genéticos individuales del paciente. Los estudios de asociación del genoma completo (GWAS) han informado sobre diversas polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) que aumentan o disminuyen el riesgo de desarrollo.

Se conoce que la variante rs2642438(p.A165T) del gen del componente 1 de reducción de amidoxima mitocondrial (Mitochondrial amidoxime reducing component 1, MTARC1) actúa como un factor protector que reduce significativamente el riesgo de hígado graso y cirrosis hepática en la cohorte de pacientes. Aunque se ha confirmado la asociación dinámica entre el genotipo y la supresión de enfermedades, sigue siendo incierto cómo actúa MTARC1 en el hígado a través de mecanismos metabólicos y cómo una variante única cambia el fenotipo celular. Esto se debió a que era difícil demostrar la relación causal pura de una variante única mediante células derivadas de pacientes con antecedentes genómicos diversos o modelos simples de cultivo bidimensional in vitro.

Hallazgos clave

Los investigadores resolvieron este problema combinando la tecnología de edición genética de última generación, Prime Editing, con un sistema de cultivo de organoides 3D. Utilizaron Prime Editing en células madre embrionarias humanas (hESC) para introducir con precisión la variante rs2642438 de MTARC1 y luego las diferenciaron en organoides hepáticos humanos (HLO). Esto permitió diseñar un experimento comparativo entre un grupo de control de organoides (con la secuencia de referencia) y otro con variantes de un solo nucleótido, ambos bajo el mismo fondo genético.

Al aplicar ácido linoleico y estímulos inflamatorios a los HLO (organoides hepáticos derivados de células madre pluripotentes inducidas) en los que la diferenciación se había completado, se evidenciaron claras diferencias fenotípicas. Los HLO portadores de la variante rs2642438 mostraron una expresión significativamente menor de la proteína MTARC1 en comparación con los HLO de secuencia de referencia, y también se observó una reducción considerable de la acumulación de triglicéridos intracelulares. Se observó claramente un patrón de protección contra las lesiones hepáticas grasas y la respuesta fibrosa incluso bajo condiciones de toxicidad lipídica e inflamatoria. Este resultado demuestra que el efecto inhibitorio de la enfermedad observado en la cohorte de pacientes se reprodujo fielmente en el modelo tridimensional de tejido humano.

Al rastrear el mecanismo de reducción de triglicéridos, se confirmó que el motor principal no es la promoción de la beta-oxidación mitocondrial, sino la inhibición directa de la vía de la lipogénesis de novo (DNL) intracelular. La disminución de la proteína MTARC1 bloquea las señales metabólicas que inducen la síntesis de ácidos grasos.

También se obtuvieron datos interesantes en la evaluación de la respuesta a los fármacos. Cuando se administró resmetirom (Resmetirom), un agonista del receptor beta de hormonas tiroideas (THRB) aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA), los niveles de triglicéridos disminuyeron significativamente en las condiciones de daño lipídico con la secuencia de referencia HLO. Por otro lado, en HLO que ya poseen la variante protectora rs2642438, el tratamiento adicional con resmetirom no logró reducir aún más los triglicéridos. Dado que la variante protectora en sí misma ya bloquea significativamente las vías de acumulación de grasa, se interpreta que esto representa una superposición en el mecanismo de acción del fármaco.

Significado y perspectivas

Este estudio demuestra que los organoides derivados de células madre creados mediante Prime Editing constituyen una potente plataforma preclínica para esclarecer la causalidad de variantes genéticas asociadas a enfermedades. Se valora que se haya confirmado a nivel molecular cómo diferencias genéticas mínimas inducen resistencia a la enfermedad en modelos de tejido humano.

En términos de estrategia terapéutica, esto respalda firmemente que los inhibidores de MTARC1 podrían ser dianas prometedoras para nuevos fármacos. Además, crece la expectativa de que los oligonucleótidos antisentido (ASO) o los compuestos de pequeña molécula que inhiban artificialmente la expresión o la función de MTARC1 puedan producir efectos hepatoprotectores similares a los de la variante genética protectora.

Los datos de respuesta al resmetirom subrayan la necesidad de una medicina de precisión personalizada. Sugieren que para pacientes con hígado graso no alcohólico asociado a inflamación y fibrosis (MASH) que poseen variantes protectoras específicas, el efecto esperado del tratamiento con resmetirom podría ser limitado. En el diseño de futuros ensayos clínicos, el análisis estratificado según el genotipo de MTARC1 del paciente probablemente será una variable crucial.

Un desafío pendiente es que los organoides hepáticos derivados de células madre aún no reflejan plenamente las interacciones con las células inmunitarias ni el entorno microvascular del tejido hepático adulto. Se prevé que se realicen validaciones posteriores mediante sistemas de cocultivo de células inmunitarias o chips de microfluídica hepática para evaluar el impacto en la homeostasis metabólica a largo plazo in vivo.