Una partita giocata su più tavoli
a cura di Angela Berardinelli*
Da una parte riparare il difetto primario, dall’altra far fronte alle conseguenze del difetto stesso, cercando di contrastarle: è su queste due strategie che si basano le ricerche per una terapia delle distrofie muscolari
Particolarmente interessante ed esauriente è stato l’intervento di Francesco Muntoni, del Dubowitz Neuromuscular Centre - Hammersmith Hospital di Londra, in occasione del dodicesimo Convegno Internazionale della World Muscle Society, tenutosi a Taormina dal 17 al 20 ottobre.
Efficace, soprattutto, la sintesi su quanto si sta facendo nel mondo per le terapie delle distrofie muscolari, specie in riferimento alla distrofia di Duchenne e a quelle dei cingoli (LGMD)
Due filoni di lavoro
Una prima schematizzazione potrà essere utile a favorire la comprensione. Com’è noto, la strada per arrivare ad una cura delle distrofie è estremamente complessa e le strategie adottate per giungere alla soluzione del problema sono fondamentalmente due: riparare il difetto primario, migliorando quindi l’integrità strutturale delle fibre muscolari, in modo diretto o indiretto; far fronte alle conseguenze del difetto, cercando di arginarle.
Per quanto concerne il primo gruppo - che prevede il ripristino delle proteine mancanti e rappresenta quindi la soluzione più “completa” - gli studi in corso si dedicano rispettivamente all’impiego di oligonucleotidi antisenso (Duchenne), al cosiddetto bypass dei “codoni di stop” (Duchenne), alla terapia genica mediante l’impiego di adenovirus (Duchenne e cingoli) e alla terapia cellulare. Sono inoltre in avanzata fase di preparazione altri studi riguardanti la cosiddetta upregolazione, ovvero l’aumento della quantità e della distribuzione dell’utrofina, rivolta anch’essa alla distrofia di Duchenne.
Proprio a queste ricerche si è rivolta principalmente la relazione di Francesco Muntoni a Taormina. Per completezza d’informazione, dunque, daremo qui di seguito alcuni cenni sugli studi appartenenti all’altro gruppo.
Miostatina e ACE inibitori
La cosiddetta “strategia risolutiva”, che prevede appunto di far fronte alle conseguenze del difetto, si basa sullo studio di sostanze che possano direttamente o indirettamente contrastare ciò che accade come conseguenza della mancanza o dell’alterata funzionalità della proteina in questione.
In tal senso sono attivi al momento gli studi centrati sull’inibizione della miostatina, proteina che normalmente blocca lo sviluppo muscolare. Si tratta di ricerche - rivolte alle distrofie dei cingoli e a quella di Becker - che non hanno ancora prodotto risultati significativi. Infatti, un gruppo statunitense di Philadelphia è arrivato sì ad un aumento delle masse muscolari del topo, ma queste continuavano ad essere distrofiche.
Sono inoltre in programma trial con farmaci non nuovi, ma abitualmente impiegati per altri scopi. Ad esempio, da studi condotti su una patologia diversa dalle distrofie, ma comprendente tra i vari segni clinici anche una discreta ipotrofia muscolare, si è scoperto che il Losartan, farmaco appartenente alla classe degli ACE inibitori (usati in genere come antipertensivi), è in grado di stimolare la rigenerazione muscolare, contrastando così i processi degenerativi e la sostituzione fibrosa, tanto importanti nella patogenesi del deficit di forza muscolare nella distrofia di Duchenne. Soddisfacenti sono stati gli esiti di una sperimentazione sul topo ed è in corso di attivazione un trial nell’uomo, sul quale il farmaco ha dimostrato in genere una buona tollerabilità. Il reclutamento dei pazienti non è ancora cominciato.
L’idebeneone: un antiossidante
Un altro farmaco che verrà presto impiegato in un trial clinico è l’idebeneone, sostanza anche questa non certo nuova, dalle riconosciute funzioni antiossidanti, ovvero attiva sui radicali liberi, prodotti dello stress ossidativo, già impiegata in altre patologie neurologiche diverse dalle distrofie muscolari (ad esempio l’atassia di Friedreich).
L’impiego dell’idebeneone nella Duchenne si basa sul riscontro che la produzione di radicali liberi contribuisce alla patogenesi degli eventi distrofici a carico del muscolo scheletrico. E tuttavia la complessità dei processi mediati dagli stessi radicali liberi in patologie complesse quali appunto la Duchenne, rende difficile un approccio terapeutico basato sulla somministrazione sistemica di antiossidanti ed è necessario approfondire ulteriormente le conoscenze, prima di ipotizzare trial farmacologici mirati. Da dire infine che l’idebeneone è un farmaco maneggevole, già conosciuto e largamente impiegato.
Gli oligonucleotidi antisenso
Veniamo dunque ai vari filoni di lavoro volti a riparare il difetto primario, incominciando dalla modificazione dell’mRNA mutato, ovvero dai cosiddetti oligonucleotidi antisenso (ASO).
Questi ultimi sono molecole di alto interesse per le loro applicazioni in biologia molecolare, nelle biotecnologie e in medicina, specie per il fatto che la loro sequenza può essere opportunamente “disegnata” in modo tale da ottenere composti che interagiscono con le parti complementari del genoma. Si tratta di molecole brevi, a singolo filamento di DNA (e in alcuni casi di RNA), complementari ad una determinata sequenza che in genere è una molecola di mRNA. Quest’ultima, “legata” da un ASO specifico, non è più in grado di essere tradotta.
Il presupposto razionale per questo tipo di studi consiste nel fatto che la maggior parte dei soggetti affetti da Duchenne presenta mutazioni che distruggono quella parte del gene detta Open Reading Frame (ORF), ovvero quella regione che può essere tradotta in proteina. I pazienti affetti invece da forme tipo Becker lievi o asintomatici possono avere mutazioni in regioni simili, che tuttavia lasciano intatto l’ORF.
Gli oligonucleotidi antisenso possono dunque far sì che alcuni esoni (le sequenze di un gene tradotte a livello proteico) vengano tralasciati, consentendo così il ripristino del corretto ORF nelle delezioni (assenze di tratti cromosomici) dei pazienti con Duchenne. Esperimenti in tal senso sono stati condotti in colture cellulari (topo mdx e soggetti affetti da Duchenne) e in vivo nel topo mdx e più recentemente nel cane con Duchenne. Si tratta di una strategia teoricamente applicabile a circa il 65% dei pazienti con Duchenne.
In Olanda e in Gran Bretagna
Al momento sono in corso nei soggetti affetti da Duchenne due sperimentazioni con gli oligonucleotidi antisenso, sulla base di altrettanti composti diversi e tramite iniezione intramuscolare. Da una parte vi è il trial olandese, che si concentra essenzialmente sulla delezione dell’esone 51. Quattro settimane dopo aver somministrato la terapia nel muscolo tibiale anteriore (quello che consente la flessione dorsale del piede) di quattro giovani pazienti, è stata effettuata una biopsia dello stesso muscolo trattato.
Questa fase è stata ultimata, senza che si sia osservata risposta infiammatoria nel muscolo iniettato. La domanda successiva che ci si deve porre è invece se la somministrazione di questi oligonucleotidi antisenso per via sistemica possa funzionare. Gli esperimenti condotti sul modello animale sembrano incoraggianti: la distrofina, infatti, compare nuovamente nel muscolo scheletrico e, aumentando la dose iniettata, anche nel cuore.
Vi è poi il trial britannico, anch’esso rivolto al trattamento della delezione dell’esone 51, che prevede tre gruppi costituiti da tre pazienti Duchenne per ciascun gruppo. L’iniezione avverrà nel muscolo estensore breve delle dita, da un lato inoculando il composto attivo, dall’altro una sostanza non attiva e dopo tre settimane verrà effettuata una biopsia muscolare in entrambi i lati. Per tale studio è iniziato il reclutamento dei soggetti.
Anche per il composto usato in questo trial ci si è posti il problema dell’efficacia della somministrazione per via sistemica e anche in questo caso il modello animale ha dato risultati incoraggianti sia per il muscolo scheletrico che per quello cardiaco.
Problemi attesi, risultati sperati
Altri trial con oligonucleotidi antisenso somministrati per via sistemica sono già stati pianificati: quello olandese prevede, per tre gruppi, un aumento progressivo della dose somministrata per via sottocutanea. In questo caso i problemi attesi riguardano innanzitutto l’attivazione del complemento, rispetto alla quale è necessario aprire una parentesi esplicativa.
Il sistema del complemento - insieme agli anticorpi - rappresenta l’elemento essenziale dei meccanismi di difesa umorali contro gli agenti infettivi. Esso è costituito da una ventina di proteine circolanti e di membrana, capaci di interagire reciprocamente e con le membrane cellulari. L’attivazione a cascata delle sue proteine solubili - chiamate convenzionalmente componenti - è alla base di attività biologiche varie, come la lisi cellulare, batterica o virale. Durante l’attivazione del complemento si ha inoltre il reclutamento di varie cellule immunocompetenti, come quelle fagocitarie (monociti, macrofagi, polinucleati, linfociti B e linfociti T).
Altre complicazioni che potrebbero derivare da questo trial si riferiscono poi alla coagulazione e sono legate essenzialmente alla dose. Le esperienze precedenti non hanno dimostrato problemi di attivazione del complemento o di coagulazione, ma è possibile che ad alte dosi si verifichi tossicità renale e va ricordato che anche il protocollo britannico, utilizzando un altro composto, prevede un progressivo aumento della dose.
Dal punto di visto tecnologico, problemi non ve ne sono, in quanto la produzione su larga scala del composto sarà certamente possibile. E tuttavia né per l’Olanda né per la Gran Bretagna sappiamo se le ripetute iniezioni delle minime dosi tollerate dai bambini saranno sufficienti ad indurre l’effetto terapeutico atteso (exon skipping).
*Fondazione Istituto Neurologico “Mondino” di Pavia. Componente della Commissione Medico-Scientifica Nazionale UILDM.