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25 Maggio 2009

Un nuovo vettore virale per la terapia genica CF

Autore: Francesco
Domanda

In California hanno scoperto un vettore virale che, dopo i primi tentativi di rigetto da parte del sistema immunitario, é riuscito a consegnare ai polmoni dei soggetti FC la copia corretta del gene CFTR, liberandoli completamente dalla malattia. La cosiddetta “terapia genica” (che negli U.K. vede usare attualmente un vettore non-virale) adesso ha un vettore in più da testare e quindi si moltiplicano le speranze di buona riuscita. Volevo chiedere se era possibile avere maggiori informazioni e cosa ne pensate. A quando questa terapia sarà in uso? Grazie per la risposta

Risposta

Nella fibrosi cistica, gli interventi di terapia genica si sono susseguiti con ritmo incalzante fin dal 1989, anno della scoperta del gene, fin verso la fine degli anni ’90 del secolo scorso, poi c’è stato un momento di riflessione dovuto alla valutazione dei risultati ottenuti, i quali sono stati, a dir poco, deludenti. E’ vero che è possibile introdurre il gene CFTR sano nelle vie respiratorie dei pazienti, però con un recupero dell’attività legata alla proteina CFTR insoddisfacente e insufficiente a produrre un effetto terapeutico. Nell’ambito dei vettori virali (trasportatori del gene, indispensabili per far penetrare nelle cellule interessate la copia di gene normale, ndr), i virus “adeno-associati” (AAV) sono emersi per le loro interessanti proprietà: non sono associati ad alcuna patologia nell’uomo, non sono oncogenici (cioè non provocano tumori, ndr), ed inolte sono presenti in natura sotto forma di molte varietà (sierotipi) che ne fanno dei vettori versatili. Infatti, il sierotipo condiziona il tessuto suscettibile alla loro infezione. I vettori AAV che sono stati già usati in clinica nei pazienti con fibrosi cistica negli ultimi anni appartengono al sierotipo 2, dimostrandosi di essere scevri da importanti effetti collaterali acuti. In uno studio di fase II, la somministrazione ripetuta per aerosol di CFTR-AAV2 ha portato ad una tendenza verso la diminuzione dei livelli di IL-8 (un marcatore sensibile dell’infiammazione) nelle secrezioni bronchiali e al miglioramento della funzione polmonare (aumento della FEV1) [1]. Questi risultati non stati però confermati in uno studio successivo di fase IIB in un maggior numero di pazienti [2].

Molti interrogativi emergono a questo punto, tra i quali la risposta immune montata contro il vettore e l’appropriatezza del sierotipo di classe 2. Uno studio recente pubblicato su PNAS [3], di cui si accenna nella domanda, riferisce dei risultati ottenuti dal gruppo californiano di David Schaffer (in collaborazione con il gruppo dell’Università dello Iowa) sulle modificazioni che si possono apportare ad un vettore AAV per migliorarne la performance. In seguito a manipolazioni genetiche della parte del virus che serve ad attaccarsi alle cellule, i ricercatori hanno “fatto evolvere” in vitro un AAV chimerico tra il sierotipo 2 ed il 5, che appare più efficiente nel trasferire il gene in un modello di colture epiteliali respiratorie primarie. Il meccanismo non è stato ancora chiarito del tutto, se cioè il nuovo virus sfrutti un sito di attacco (cioè un recettore) diverso da quello solitamente usato o si leghi al recettore già usato ma in maniera più forte e specifica. Il vettore “evoluto” è comunque capace di trasferire il gene CFTR sano in cellule con fibrosi cistica e di correggere il difetto di base molto meglio di un adenovirus di vecchia generazione (vedere anche un commento su questo studio in “Progressi di ricerca” del 28.02.09: Novità sui vettori virali per la terapia genica: il “virus adeno-associato” (AAV) potenziato, ndr). Dobbiamo ribadire che studi simili, in cui si dimostrava in vitro che il particolare vettore in esame era molto più efficiente dei suoi predecessori, sono stati già pubblicati in letteratura, ma senza che questi vettori siano stati (almeno per ora) applicati alla clinica. Il vettore “evoluto” del gruppo californiano deve ora passare alla sua validazione nei pazienti attraverso le varie fasi dei trial clinici. Infatti, è stato riconosciuto che esistono una serie di barriere extracellulari (muco, clearance muco-ciliare, microambiente immunitario) ed intracellulari (dopo la membrana plasmatica, il vettore deve attraversare i compartimenti cellulari, dove potrebbe avvenire la sua degradazione, fino a passare nel nucleo) che costituiscono ancora degli impedimenti reali ad un trasferimento del gene CFTR in modo terapeutico.

Le ricerche non sono solamente sui vettori AAV ma anche su altri vettori virali che, nel futuro, potrebbero essere anche più promettenti. La Fondazione per la Ricerca sulla Fibrosi Cistica ha finanziato negli anni passati uno studio sui lentivirus, che ora sta dando i primi frutti. Abbiamo dimostrato, sempre in vitro, che i vettori lentivirali trasferiscono efficientemente il gene in cellule epiteliali respiratorie senza determinare la secrezione di molecole proinfiammatorie e facenti parte del sistema immunitario, al contrario di un adenovirus di vecchia generazione [4]. Sulla base di questi risultati e di quelli pubblicati da altri gruppi [5], in cui tali vettori sono stati somministrati ripetutamente senza perdita della loro efficienza, possiamo presupporre che i vettori lentivirali non dovrebbero determinare una risposta immunitaria che ne limiti l’effetto terapeutico. Abbiamo in progetto ulteriori studi per dimostrare l’efficienza in modelli animali FC.

Per quanto riguarda i vettori non virali, l’unico grosso studio attuale in corso è quello del Consorzio inglese finanziato dal “CF Trust”, in cui però si darà molta attenzione allo sviluppo di nuovi test per dimostrare che il trattamento di terapia genica è stato efficace e coinvolgerà centinaia di pazienti.

Dobbiamo ancora pazientare, la terapia genica della fibrosi cistica ha bisogno ancora di alcuni anni per diventare una realtà clinica e fruibile da tutti i pazienti.

1. Moss, RB, Rodman, D, Spencer, LT, Aitken, ML, Zeitlin, PL, Waltz, D, et al. (2004). Repeated adeno-associated virus serotype 2 aerosol-mediated cystic fibrosis transmembrane regulator gene transfer to the lungs of patients with cystic fibrosis: a multicenter, double-blind, placebo-controlled trial. Chest; 125: 509-21.
2. Moss, RB, Milla, C, Colombo, J, Accurso, F, Zeitlin, PL, Clancy, JP, et al.(2007). Repeated aerosolized AAV-CFTR for treatment of cystic fibrosis: a randomized placebo-controlled phase 2B trial. Hum Gene Ther; 18: 726-32.
3. Excoffon, KJ, Koerber, JT, Dickey, DD, Murtha, M, Keshavjee, S, Kaspar, BK, et al.(2009). Directed evolution of adeno-associated virus to an infectious respiratory virus. Proc Natl Acad Sci U S A; 106: 3865-70.
4. Copreni, E, Nicolis, E, Tamanini, A, Bezzerri, V, Castellani, S, Palmieri, L, et al. (2009). Late generation lentiviral vectors: Evaluation of inflammatory potential in human airway epithelial cells. Virus Res; in press.
5. Sinn, PL, Arias, AC, Brogden, KA, McCray, PB, Jr. (2008). Lentivirus vector can be readministered to nasal epithelia without blocking immune responses. J Virol; 82: 10684-92.

 

Massimo Conese Dipartimento di Scienze Biomediche Università degli Studi di Foggia


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