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24 agosto 2017

Lo studio della funzione CFTR nell’epitelio nasale può aiutare la strategia di terapia personalizzata in FC

G. M.

Questo studio porta evidenza che misurare l’effetto in vitro di modulatori di CFTR su cellule dell’epitelio nasale può predirne l’effetto clinico in vivo.

Nel mondo della ricerca FC vi è crescente interesse per l’identificazione di cosiddetti biomarcatori che consentano di prevedere nel singolo paziente, mediante analisi in vitro (o ex vivo), l’efficacia di farmaci mirati a curare il difetto di base della malattia. Per quanto si sa dagli studi clinici, i nuovi farmaci modulatori di CFTR comportano una grande variabilità di effetto clinico e sarebbe molto importante prevedere nel singolo caso se e quanto quel farmaco sarà in grado di modificare lo stato clinico del malato. Un interessante studio sul tema è stato recentemente pubblicato da un nutrito gruppo di ricercatori francesi (1).

Lo studio ha preso in considerazione le cellule epiteliali nasali, prelevate con tecnica brushing (spazzolamento dolce e ben tollerato della mucosa nasale) e coltivate in vitro, come modello cellulare di malattia FC. È stato innanzitutto visto che le cellule epiteliali nasali in coltura riproducono abbastanza fedelmente le proprietà funzionali delle colture primarie di cellule bronchiali e quindi si avrebbe una assai importante somiglianza di comportamento funzionale tra epiteli delle alte vie e quelli delle basse vie aeree. In secondo luogo, le misure di secrezione del cloro, ottenute soprattutto con studi di elettrofisiologia, dopo adeguata stimolazione della funzione CFTR, sono risultate abbastanza accurate, tanto da poter distinguere differenti livelli di CFTR tra soggetti sani controllo, eterozigoti sani e pazienti con genotipi che mostrano una funzione CFTR da completamente assente a parzialmente presente (funzione residua).

Esaminando le cellule nasali di un esteso gruppo di pazienti omozigoti F508del, trattate in vitro con i correttori di CFTR-F508del lumacaftor e tezacaftor, gli autori hanno osservato una sostanziale variabilità di correzione della funzione CFTR tra pazienti, ma i livelli di correzione erano correlati ai livelli basali di attività CFTR.

Di notevole interesse, alcuni genotipi F508del eterozigoti composti mostravano una significativa correzione dopo trattamento con lumacaftor o tezacaftor. Questo si è visto ad esempio in genotipi in cui la seconda mutazione era una severa mutazione splicing ma anche una mutazione associata a forme atipiche di FC come la D1152H. Queste evidenze suggeriscono che probabilmente una più larga popolazione di malati FC, rispetto a quella finora testata negli studi clinici, potrebbe beneficiare del trattamento con lumacaftor o tezacaftor.

Gli autori di questo studio hanno valutato nelle cellule nasali la funzione CFTR, prima del trattamento in vivo per 6 mesi, in un gruppo di 7 pazienti FC omozigoti F508del, con Orkambi (lumacaftor+ Kalydeco) e di un paziente con genotipo F508del/S549N, con Kalydeco. Hanno così osservato che solo i pazienti che prima del trattamento mostravano nelle cellule nasali un incremento della funzione CFTR oltre il 10% a seguito di incubazione con i farmaci per 48 ore, mostravano anche un significativo miglioramento clinico (incremento di FEV1%). Questi dati forniscono evidenza che la quantificazione della secrezione di cloro in cellule dell’epitelio nasale può essere un valido biomarcatore surrogato, adatto a predire la risposta clinica al trattamento con farmaci modulatori di CFTR. Questo era stato osservato anche in colture di organoidi derivati da mucosa rettale (2). Ma, giustamente, gli autori osservano che, poiché il bersaglio delle terapie del difetto di base FC è soprattutto il polmone, appare importante poter disporre anche di modelli predittivi basati su cellule delle vie aeree. E in questa direzione appare interessante anche l’attività sul modello di cellule epiteliali nasali portata avanti da ricercatori di Napoli su progetto FFC#7/2103, con importanti risultati recentemente pubblicati (3).

Questa rappresenta, a nostro avviso, una strada da perseguire per consentire che “il giusto farmaco sia somministrato al giusto paziente”. E potrebbe anche essere la strada per identificare quei pazienti che potrebbero ricavare beneficio dai nuovi farmaci modulatori di CFTR con genotipo diverso da F508del: per dirla con gli autori francesi, farmaci di nuova classificazione basata sul teratipo (cioè sui risultati dei test specifici che indicano la terapia adatta al singolo paziente) e non solo sul genotipo. Naturalmente questa strada richiede ancora conferme, con validazione e rigorosa standardizzazione dei metodi di analisi su modelli cellulari.

1. Iwona M. Pranke, et AL. Correction of CFTR function in nasal epithelial cells from cystic fibrosis patients predicts improvement of respiratory function by CFTR modulators. Scientific Reports 7, Article number: 7375 (2017). doi:10.1038/s41598-017-07504-1
2. Dekkers, J. F. et al. Characterizing responses to CFTR-modulating drugs using rectal organoids derived from subjects with cystic fibrosis. Sci. Transl. Med. 8, 344ra84–344ra84 (2016).
3. A.M. Di Lullo, et Al. An “ex vivo model” contributing to the diagnosis and evaluation of new drugs in cystic fibrosis. Acta Otorhinolaryngol Ital. 2017 Jun; 37(3): 207–213.
doi: 10.14639/0392-100X-1328.