SMA e fenilbutirrato: speranze e realismo

di Simona Orcesi*

 

Molte aspettative, da parte dei pazienti affetti da amiotrofia spinale (SMA), per l'inizio di una sperimentazione farmacologica italiana con il fenilbutirrato. Le premesse teoriche che hanno portato all'utilizzo di questa sostanza e le caratteristiche del trial

 

Da quando è disponibile il modello animale di amiotrofia spinale (SMA) - malattia che non esiste spontaneamente in natura in altre specie - c'è stato un grande sforzo da parte dei ricercatori per testare sui cosiddetti topi SMA-like tutta una serie di sostanze potenzialmente terapeutiche. Particolare interesse hanno suscitato quei composti che hanno dimostrato una qualche efficacia sul topo e che contemporaneamente sono già stati utilizzati nell'uomo - soprattutto nei bambini - pur con un'altra indicazione terapeutica.

Si tratta quindi di sostanze delle quali si conosce già la tossicità e la farmacocinetica, ovvero le modificazioni che esse possono subire, una volta introdotte nell'organismo.

Gli usi del fenilbutirrato

E' proprio questo il caso del fenilbutirrato di sodio, sostanza già ampiamente utilizzata in soggetti con rare malattie metaboliche rientranti nel capitolo dei "disturbi del ciclo dell'urea", sfruttando la sua capacità di diminuire l'iperammoniemia, uno dei problemi più gravi presentati da questi malati. Gli effetti collaterali del farmaco sono quindi ben conosciuti anche nella popolazione pediatrica, non sono gravi e si riscontrano in una bassa percentuale di casi (meno del 5%), manifestandosi soprattutto come irregolarità dei flussi mestruali o amenorrea nelle donne in età fertile, riduzione dell'appetito, odore corporeo sgradevole, nausea, vomito e, in percentuale ancor più bassa, alterazione degli enzimi epatici, pancreatici e di altri parametri ematologici.

Per quanto riguarda la tossicità, questa è stata dimostrata a livelli di dosaggio da cinque a dieci volte superiori rispetto a quelli usati nella pratica clinica. Il fenilbutirrato è stato inoltre già utilizzato nelle terapie di alcuni tumori e nelle emoglobinopatie, in quest'ultimo caso sfruttando la sua capacità di agire a livello del DNA, meccanismo d'azione simile a quello che avrebbe nei soggetti affetti da SMA.

L'incontro con la SMA

L'amiotrofia spinale è determinata nella stragrande maggioranza dei casi (più del 98%) dall'assenza, o dalla perdita di funzione, di un gene situato all'estremità (gene telomerico) di entrambi i cromosomi 5 (stato omozigote), chiamato SMN1 (Survival Motor Neuron) e dalla conseguente assenza a livello delle cellule - in particolare dei motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale - della proteina SMN, codificata da questo gene.

Tale proteina si trova in molti tessuti dell'organismo e non se ne conosce ancora la funzione e soprattutto il suo ruolo peculiare a livello dei motoneuroni e delle fibre muscolari. E' chiaro però che la quantità totale di essa è fondamentale per lo sviluppo di una SMA: se è assente, o presente in quantità molto ridotta (perché manca il gene SMN1 che la produce), si avrà lo sviluppo della patologia.

Tutti i soggetti, anche quelli malati, possiedono però, sempre sul cromosoma 5, almeno una copia (più spesso 2-4) di un altro gene chiamato SMN2, molto simile al precedente, ma situato verso la parte centrale del cromosoma 5 e chiamato gene centromerico, che produce una proteina molto simile, ma "tronca" e inattiva e solo una quantità minima di proteina SMN "completa" (full-length) e funzionale. Nei pazienti esiste una correlazione inversa tra il numero di copie di SMN2 e la severità della patologia, a dimostrazione che la minima quantità di proteina completa prodotta da ogni gene SMN2 presente può, almeno in parte, modulare la gravità del quadro clinico.

E' proprio a livello del gene SMN2, presente in tutti i soggetti malati, che agirebbe il fenilbutirrato, "attivandolo" e rendendolo capace di produrre una maggior quantità di proteina SMN completa. Il meccanismo d'azione si attuerebbe al momento della trascrizione, cioè di quel processo che, sulla base del DNA, trascrive l'RNA messaggero (mRNA), il quale a sua volta "detterà" poi alla cellula la proteina. Il fenilbutirrato, da parte sua, agirebbe sia modificando direttamente lo splicing (processo in cui le parti del DNA non codificanti, chiamate introni, vengono rimosse e le parti del DNA codificanti, dette esoni,vengono unite tra di loro), sia attraverso la sua azione iperacetilante degli istoni, proteine basiche attorno alle quali si avvolge il DNA, implicate anche nella regolazione del processo di trascrizione.

Questi meccanismi potrebbero quindi portare all'aumento della proteina SMN full-length delle cellule residue a livello delle corna anteriori e del muscolo, responsabile a sua volta di un miglioramento della forza muscolare e delle capacità funzionali dei soggetti affetti.

Meccanismi per un miglioramento clinico

Diversi sono i meccanismi attraverso i quali l'aumento della proteina SMN potrebbe portare ad un miglioramento clinico, sia cioè per stimolazione dello sprouting dei motoneuroni superstiti (cioè quel meccanismo per cui i motoneuroni ancora presenti emettono delle ramificazioni e si "prendono in carico" le fibrocellule muscolari rimaste orfane perché non più innervate dalle cellule già degenerate), sia per un miglioramento dell'efficienza della trasmissione neuromuscolare, sia bloccando il fenomeno della sofferenza del neurite, che sembra precedere la morte del corpo cellulare.

Inoltre, la proteina SMN potrebbe avere un ruolo anche nel muscolo. Da sempre, infatti, si era pensato che il muscolo nelle SMA fosse interessato solo secondariamente, come conseguenza della morte dei motoneuroni, ma alcune recenti scoperte inducono a pensare che il muscolo contribuisca invece primariamente allo sviluppo della malattia.

I primi studi

I primi studi che hanno documentato l'azione del butirrato di sodio sui topi SMA-like - sia in colture cellulari, sia in vivo - sono stati eseguiti nel 2001 da un gruppo di ricercatori di Taiwan. Successivamente, il gruppo italiano di Roma, coordinato da Christina Brahe dell'Università Cattolica, ha proseguito le ricerche, utilizzando questa volta il fenilbutirrato, in quanto quest'ultimo non mostrava effetti negativi sulla progressione del ciclo cellulare e aveva inoltre un'emivita più lunga, permanendo cioè per più tempo nel sangue dell'individuo, prima di essere metabolizzato: circa un'ora contro meno di cinque minuti del butirrato.

Tali studi sono stati rivolti all'uomo, sperimentando l'effetto del fenilbutirrato dapprima su colture cellulari umane di pazienti SMA e in un secondo momento passando allo studio in vivo e somministrando la sostanza a pazienti affetti da SMA e a portatori sani della patologia. Sono stati altresì analizzati i livelli dei trascritti e della proteina SMN nei globuli bianchi del sangue periferico ed anche in questo caso è stato confermato il loro significativo aumento dopo sette giorni di terapia, con crescita sia della quantità di proteina SMN completa, sia del numero di quelle strutture nucleari (gems), in cui essa è concentrata. Inoltre, alcuni pazienti, anche dopo un ciclo così breve, hanno riferito un soggettivo miglioramento di alcuni dei sintomi (tremori alle mani, miglior controllo del capo, miglioramento della forza muscolare).

Gli studi preliminari sull'uomo hanno permesso anche di definire il dosaggio e l'intervallo ottimale tra ogni dose, documentando un miglior risultato per somministrazioni ripetute ogni quattro ore, piuttosto che con una singola, a causa del tempo di emivita comunque breve del farmaco.

Il trial pilota

Tutti risultati, quindi, che hanno giustificato la progettazione, oltre un anno fa, di un primo trial pilota su un piccolo gruppo di pazienti SMA, per verificare gli effetti a breve termine del fenilbutirrato e per confermare l'opportunità di programmare un trial più ampio. I risultati, riportati non molto tempo fa sulla rivista "Neuromuscular Disorders", da parte di Eugenio Mercuri, sono comunque incoraggianti: dei tredici pazienti con SMA II inizialmente inclusi nello studio, i dieci che hanno assunto il farmaco fino al termine della sperimentazione (durata nove settimane) hanno mostrato, in assenza di effetti collaterali significativi, un miglioramento nella funzionalità motoria, alcuni anche nella forza muscolare misurata con il miometro.

Tali miglioramenti, anche se piccoli in valore assoluto, si sono però dimostrati potenzialmente importanti, perché in alcuni casi responsabili di un cambiamento della qualità della vita del singolo paziente. Ad esempio, riuscire a rotolare per un bambino che non era più in grado di farlo può significare consentirgli di girarsi da solo nel letto durante la notte; migliorare il controllo del capo e del tronco può voler dire avere più libertà nell'utilizzare gli arti superiori da seduto e così via.

All'interno del gruppo di pazienti trattati, l'entità del miglioramento non è stata uniforme in tutti i casi e non è stato possibile - visto il piccolo numero di soggetti - comprenderne le cause: sembra che i bambini più piccoli ottengano più benefici forse a causa della minor incidenza di complicanze secondarie della malattia, come scoliosi e contratture.

A conferma poi di quanto già si sapeva rispetto ad altre patologie, gli effetti collaterali sono stati minimi: tra i più frequenti, i disturbi gastrointestinali (nausea, bruciori di stomaco), probabilmente più legati alle caratteristiche organolettiche del fenilbutirrato (odore e sapore sgradevoli) che ad un reale effetto dannoso a livello dell'apparato digerente.

Centoventi pazienti per il secondo trial

Un nuovo trial, quindi, riferito ad un gruppo più ampio di pazienti e volto a dimostrare scientificamente l'efficacia del fenilbutirrato, è stato quasi una conseguenza logica, anche per poter eventualmente avviare la procedura legale di registrazione del farmaco per il trattamento terapeutico della SMA.

Il trial, recentemente avviato, è sempre coordinato da Christina Brahe e da Eugenio Mercuri, dell'Università Cattolica di Roma, oltre che da Enrico Bertini, dell'Ospedale Pediatrico "Bambino Gesù" di Roma, ed è multicentrico, coinvolgendo cioè dieci centri italiani, per reclutare un numero di pazienti (almeno centoventi) sufficiente a rendere i risultati della sperimentazione statisticamente significativi.

Si tratta di un trial "in doppio cieco", poiché non tutti i pazienti assumeranno il farmaco: ad alcuni sarà in effetti somministrato il fenilbutirrato, ad altri una sostanza simile, ma priva del principio attivo (il cosiddetto placebo). L'assegnazione di ogni paziente ai due gruppi viene attuata in base ad una procedura casuale (randomizzazione), segreta e non modificabile; né i medici sperimentatori né i pazienti sapranno infatti a quale gruppo appartengano i pazienti stessi, fino al termine del trial: "doppio cieco", appunto (sia il medico che il paziente sono "ciechi" rispetto al contenuto della compressa somministrata). In tal modo si vuole eliminare ogni tipo di condizionamento e il farmaco si dimostrerà veramente efficace se alla fine del trial saranno migliorati in modo significativo solo i pazienti che hanno davvero assunto il fenilbutirrato.

Il tutto è basato sugli aspetti metodologici già definiti da Mercuri nel trial pilota. Per avere un gruppo il più omogeneo possibile, minimizzando le differenze tra le condizioni cliniche di partenza, vi sono inclusi solo bambini con età compresa tra i trenta mesi e i quindici anni, affetti da SMA II o III, che abbiano però perso la capacità di deambulare autonomamente, con diagnosi confermata dal punto di vista genetico. Ne sono esclusi invece quei soggetti che abbiano subito un intervento chirurgico per correzione della scoliosi o che abbiano partecipato ad altre sperimentazioni farmacologiche (creatina, salbutamolo) nei tre mesi precedenti all'inizio del trial.

Speranze e realismo

Viste le premesse teoriche e i risultati degli studi preliminari, è bene ricordare che, anche nel caso in cui il trial dimostrasse inequivocabilmente l'efficacia del fenilbutirrato, saranno comunque ancora molti i punti da chiarire. In particolare se esiste una correlazione tra l'entità del miglioramento e altri fattori come l'età e la gravità clinica. Resterà poi ancora da definire come proseguire con il trattamento, come identificare una dose minima efficace, se e quando interrompere la terapia in ogni singolo caso perché non ci si possono aspettare più ulteriori miglioramenti.

Esiste un moderato ottimismo da parte dei ricercatori coinvolti, ma in ogni caso il trial sperimentale che sta per iniziare non è che un passo importante, probabilmente nella giusta direzione, ma all'inizio di un cammino ancora lungo verso una terapia definitiva dell'amiotrofia spinale.

 

*Dipartimento di Clinica Neurologica e Psichiatrica dell'Età Evolutiva - IRCCS Istituto Fondazione "Istituto Neurologico C. Mondino" di Pavia.