Francesca Ceradini, direttore Scientifico Parent Project onlus e responsabile di Ricerca Traslazione, Trial Clinici & Comunicazione Scientifica dell’associazione, ha stilato proprio in occasione della XI Conferenza Internazionale sulla distrofia di Duchenne il seguente documento comprensivo di tutti i diversi approcci di cura oggi in sperimentazione, che riportiamo senza modifiche.
L’obiettivo più ambizioso della comunità scientifica è quello di poter sostituire il gene difettoso della distrofina con uno completamente sano. Diversi studi hanno dimostrato che per combattere la distrofia basterebbe fornire alle fibre muscolari un 30-50% di distrofina funzionale. Ciò potrebbe essere effettuato mediante tecniche di terapia genica che prevedono l’introduzione nelle cellule muscolari della forma intera del gene, ma le sue considerevoli dimensioni (come ricordato, è il più grande gene umano) rendono l’impresa ardua. Con il passare degli anni, i ricercatori di tutto il mondo sono giunti alla conclusione che la strategia migliore è di attaccare la DMD su diversi fronti, ovvero sviluppando approcci diversi con bersagli diversi che vadano tutti a confluire sullo stesso obiettivo: il muscolo scheletrico, la sua forza e la rigenerazione cellulare.
La terapia genica
Nell’ottica di una terapia genica per la DMD, una strategia molto innovativa è quella dell’exon skipping(tradotto letteralmente come “salto dell’esone”), una tecnica che mira ad eliminare il “danno molecolare” modificando direttamente l’RNA messaggero che codifica per la distrofina.
La terapia basata sull’exon skipping non può essere considerata una cura vera e propria, piuttosto un modo per convertire la distrofia di Duchenne in quella di Becker, ovvero un modo per ridurre la gravità della distrofia. Quando una mutazione cambia lo schema di lettura del gene della distrofina non vi è più la produzione della proteina funzionale e ciò causa l’insorgenza della DMD. Il corretto schema di lettura del gene può essere ristabilito eliminando direttamente uno o più esoni corrispondenti alla regione in cui è presente la mutazione. Questo processo di eliminazione viene effettuato usando dei corti frammenti di RNA, chiamati oligonucleotidi antisenso (AON), che si appaiano in zone specifiche dell’RNA messaggero. Alla fine di questa “operazione molecolare”, la distrofina prodotta sarà più corta del normale ma, se il pezzo eliminato non corrisponde ad una regione cruciale, la proteina potrà ancora svolgere la sua funzione muscolare. La versione corta presenta dei difetti, ma una distrofina meno funzionale è pur sempre meglio rispetto alla sua assenza. Il concetto è di limitare i danni agendo direttamente sulla causa. Sono diversi i gruppi di ricerca e le aziende biotech che si stanno impegnando, a livello internazionale, sull’exon skipping. Il primo studio clinico basato sull’uso di AON è stato avviato nel 2006 da Prosensa, un’azienda biotech olandese, ed è giunto nel 2012 in fase 3. Il trial è ora portato avanti dalla nota azienda farmaceutica GlaxoSmithKline ed è condotto in oltre 50 centri clinici in diversi paesi nel mondo tra cui l’Italia. Questa sperimentazione rappresenta lo studio clinico in fase più avanzata nell’ambito dell’exon skipping ma ci sono altri trial che procedono sullo stesso filone.
Un altro tipo di promettente approccio terapeutico che mira ad agire direttamente sul danno genetico (anche se non nella visione classica della terapia genica) è stato sviluppato da PTC Therapeutics, una società biofarmaceutica americana. Si tratta di una piccola molecola, denominata ataluren, che interviene sui meccanismi molecolari post-trascrizionali, ovvero quei meccanismi coinvolti nella lettura dei geni e nella loro traduzione in proteine. Il farmaco è già designato dall’FDA come “farmaco orfano” per il trattamento della fibrosi cistica e della DMD causate da mutazioni “non senso”. Tra i diversi tipi di mutazioni che possono colpire il gene della distrofina vi è il cosiddetto “codone di stop prematuro”, si tratta di una mutazione puntiforme, chiamata appunto “non senso”, che comporta l’introduzione di un segnale di stop in una zona interna del gene. Immaginiamo di paragonare la struttura di un gene a quella di una frase: per essere letto, un gene ha bisogno di un segnale di inizio e di uno di stop, proprio come usiamo fare con la maiuscola ed il punto finale in una frase. Questa mutazione causa l’interruzione anticipata della lettura del gene e, quindi, la produzione di una forma più corta, non funzionale, della distrofina. Per riprendere il nostro paragone iniziale, è come se si introducesse un punto nel bel mezzo di una frase: si perderebbe parte dell’informazione ed il senso stesso della frase. Circa il 10-15% dei ragazzi colpiti da distrofia muscolare di Duchenne hanno un codone di stop prematuro nel gene della distrofina. Il primo studio clinico con ataluren è stato avviato nel 2008, ora è in corso un trial di estensione di fase 2b in oltre 30 centri clinici in 11 nazioni (tra cui l’Italia) ed è in progettazione un trial di fase 3 avviato con ataluren. I risultati preliminari sono incoraggianti e PTC Therapeutics ha avviato l’iter burocratico per l’autorizzazione per l’immissione in commercio dall’agenzia regolatoria del farmaco europea (Ema) e americana (Fda).
Un limite di questi approcci terapeutici appena descritti risiede nel fatto di essere mutazione-specifico, ovvero può essere applicato solo ad alcune mutazioni presenti nei pazienti affetti da DMD.
La terapia cellulare
Una strategia promettente, ma anche molto complessa, è la terapia cellulare a base di cellule staminali. Il presupposto di partenza per questa strategia è: se non si riesce a fornire al muscolo il gene sano della distrofina, una valida alternativa è quella di fornire direttamente cellule muscolari sane. Il punto di forza di questo approccio terapeutico è la sua universalità. A differenza di altre strategie che sono mutazione-specifiche, ad esempio l’exon skipping, la terapia cellulare è applicabile – teoricamente – a qualsiasi paziente affetto da DMD/BMD. Si tratta di un filone di ricerca iniziato negli anni ’90 con alcuni studi pionieristici basati sull’utilizzo dei mioblasti (le cellule progenitrici muscolari). I primi risultati hanno dimostrato che il trapianto di mioblasti in muscoli distrofici porta effettivamente ad una produzione di distrofina ma i ricercatori si sono scontrati con diversi ostacoli. Dopo gli scarsi successi – dovuti alla bassa sopravvivenza e capacità di migrazione dei mioblasti – e con l’avvento delle grandi scoperte sulle cellule staminali, gli scienziati hanno cominciato a puntare l’attenzione sui diversi tipi di cellule pluripotenti che si trovano nel nostro organismo.
In questo campo, uno degli studi più avanzati a livello internazionale è quello italiano portato avanti dal Prof. Giulio Cossu all’IstitutoSan Raffaele di Milano. La sperimentazione clinica, avviata nel 2011, rappresenta il primo tentativo al mondo di trapianto eterologo (ovvero da un donatore sano ad un paziente ricevente) di cellule staminali su pazienti DMD. La ricerca è basata sull’utilizzo dei mesoangioblasti, particolari cellule staminali normalmente associate ai vasi sanguigni identificate dal team di Cossu nel 2003 come cellule capaci di rigenerare il tessuto muscolare danneggiato e ripristinare la sua funzionalità. Uno degli aspetti più interessanti dei mesoangioblasti è che se introdotte nella circolazione sanguigna queste cellule sono in grado di migrare fuori dall’endotelio dei vasi e colonizzare i tessuti circostanti. Il trial clinico è attualmente in corso su 5 bambini DMD e il principale scopo di questo studio è determinare la sicurezza relativa al trapianto dei mesoangioblasti, provenienti da un fratello/sorella donatore immunocompatibile, in pazienti DMD. Nei pazienti sarà anche valutato l’effetto del trapianto sulla forza muscolare.
Questa strategia terapeutica è molto promettente ma ha degli svantaggi: prima di tutto, trattandosi di un trapianto eterologo i mesoangioblasti devono essere prelevati da un donatore immunocompatibile, in secondo luogo ciò richiede di fare sul paziente una terapia immunosoppressiva per tutta la vita. Una soluzione potrebbe essere quella di ricorrere ad un trapianto autologo, ovvero isolare le cellule staminali dal paziente stesso. Naturalmente, le cellule staminali del paziente avranno anch’esse lo stesso difetto nel gene della distrofina quindi, prima di usarle per un trapianto, bisogna trovare un modo di “correggerle geneticamente”. È su questa idea che il gruppo di ricerca di Giulio Cossu, del Dipartimento di Biologia Cellulare e dello Sviluppo dell’University College di Londra, sta lavorando a un progetto molto innovativo basato sul “cromosoma artificiale umano” (HAC). Si tratta di uno strumento molto versatile in grado di veicolare sequenze geniche molto grandi, come quella della distrofina, all’interno delle cellule staminali. In questo modo la cellula trapiantata compensa, con la sua attività, l’assenza di distrofina in tutte le cellule difettose del paziente che non producono la proteina. Questo studio è ancora in una fase preclinica (ovvero condotto in laboratorio su cellule o su animali modello) ma rappresenta un buon punto di partenza per ideare vie innovative nel campo della terapia cellulare per la DMD e BMD.
La terapia farmacologica
Alle strategie precedentemente descritte si aggiungono quelle di tipo farmacologico. In realtà, sotto il termine di “terapia farmacologica” sono raggruppati tutta una serie di approcci diversi che hanno come obiettivo finale quello di sviluppare delle molecole, viste come moderni farmaci biotech, che possano sostituire, o limitare, l’impiego dei corticosteroidi la cui assunzione determina effetti collaterali a volte importanti. In questo ambito gli studi di ricerca di base che stanno approdando ai trial clinici sono numerosi.
Uno studio clinico molto promettente, condotto dal Prof. Emilio Clementi presso l’Ospedale Luigi Sacco di Milano, è basato sulla combinazione di due farmaci generici, un donatore di NO (isosorbide dinitrato) e un antiinfiammatorio non steroideo (ibuprofene). Il primo farmaco agisce promuovendo la rigenerazione muscolare attraverso la stimolazione dell’attività delle cellule staminali, il tutto in presenza di un ambiente muscolare reso “favorevole” dall’azione dell’antiinfiammatorio. Il trial di fase 1 è già stato concluso ed è in pianificazione lo studio di fase 2. Gli studi sono finanziati da Parent Project onlus, èestremamente raro che un’associazione di pazienti diventi lo Sponsor di uno studio clinico ed è un aspetto molto innovativo in Italia. Questo è stato reso possibile grazie alla donazione del brevetto di Isofen a Parent Project onlusda parte del Prof. Emilio Clementi, del Prof. Giulio Cossu e della Dr.ssa Silvia Brunelli.
