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11 gennaio 2017

Scoperti nuovi composti per il trattamento delle mutazioni CFTR stop: efficacia su modelli cellulari

G. Borgo

All’escina ricercatori americani di Birmingham e Boston arrivano dopo aver passato al setaccio 1600 composti già in uso per vari scopi nell’uomo, al fine di scoprirne qualcuno dotato di efficacia per il trattamento delle mutazioni CFTR stop (1). Ataluren, il composto della PTC Therapeutics, in fase avanzata di sperimentazione clinica, non ha effetti ottimali e c’è largo spazio di ricerca per scoprire molecole migliori.

La prima selezione è stata effettuata saggiando l’attività dei composti su speciali cellule di ratto chiamate FRT (Fisher Thiroid Rat), dotate di CFTR normale oppure mutata con una delle più frequenti mutazioni stop: G542X. L’efficacia viene studiata attraverso due approcci in parallelo: saggio attraverso sistema di luciferasi, speciali enzimi che emettono segnale stabile luminescente quando c’è attività di trascrizione proteica, e quindi dicono se la sintesi della proteina CFTR è ripartita; e saggio per misurare il funzionamento di CFTR attraverso la determinazione di quanto cloro riesce a far passare (TECC – Transepithelial Chloride Conduttance o conduttanza del cloro).

Vengono così selezionati 48 composti iniziali (hits) che, sottoposti a ulteriore prove, si riducono a 8 principali (composti lead). Di questi 8 viene confermata l’efficacia usando ancora cellule FRT ma contenenti una mutazione stop diversa da prima e cioè W1282X; sempre su queste cellule viene studiata la dose ottimale. Interessante anche il fatto che è stata studiata l’efficacia di questi 8 composti su cellule FRT con mutazione F508del, caratterizzata da difetto di maturazione. Come era logico aspettarsi in questo caso i composti non sono risultati attivi, in quanto la loro azione è specifica solo sul difetto delle mutazioni stop.

A questo punto si passa all’uso di un modello cellulare che rappresenta più fedelmente il polmone del malato, e cioè le cellule bronchiali primarie (HBE), prelevate dai polmoni del malato stesso (in genere da polmoni espiantati a soggetti FC che si sottopongono a trapianto polmonare). Gli 8 composti vengono saggiati su cellule HBE con mutazione G542X e W1282X, misurando il funzionamento della proteina attraverso altro test che valuta il trasporto del cloro a livello transepiteliale (Isc con camera di Ussing). Quelli dotati di maggiore efficacia risultano essere 3 composti: Acido ParaAminoBenzoico (PABA), Piranoradina Tetrafosfato (PT) ed Escina. Sono interessanti anche perché rispetto agli altri composti mostrano attività più elevata se combinati con il potenziatore Ivacaftor. Gli autori avanzano l’ipotesi che Ivacaftor possa aumentare la capacità di recupero di CFTR mutata da parte dei farmaci anti stop, ipotesi che finora aveva avuto poche conferme sperimentali (2). Questo dato può aprire la strada a studi ulteriori sulla combinazione di farmaci.

I pregi della ricerca consistono nell’accurata selezione dei composti attraverso vari saggi che misurano l’efficacia su CFTR sempre sotto due aspetti, quello biologico e quello funzionale, e nell’uso di diversi modelli cellulari (fra cui cellule bronchiali primarie) con mutazioni stop G542X e W1282X. I dati più promettenti riguardano l’escina, un derivato dei semi dell’ippocastano. È usata nelle formulazioni di pomate e creme per trattamento antinfiammatorio e antiedemigeno. È presente in alcuni integratori che si assumono per bocca. Gli autori del lavoro suggeriscono che il passo successivo possa essere la sua sperimentazione su modello animale (topi con mutazione G542X).

1) Mutyam V, Du M, Xue X, Keeling KM, White EL, Bostwick JR, Rasmussen L, Liu B, Mazur M, Hong JS, Falk Libby E, Liang F, Shang H, Mense M, Suto MJ, Bedwell DM, Rowe SM. “Discovery of Clinically Approved Agents That Promote Suppression of Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator Nonsense Mutations”. Am J Respir Crit Care Med. 2016 Nov 1;194(9):1092-1103.
2) Un’idea al momento solo teorica: combinare un potenziatore di CFTR e un correttore dell’effetto di mutazioni stop in chi ha una mutazione gating e una mutazione stop, 27/04/2015