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16 ottobre 2018

Due potenziatori di CFTR mutata sono meglio di uno

Flaminia Malvezzi

Un’esigenza ancora senza risposta è una strategia terapeutica per i malati di fibrosi cistica con mutazioni del gene CFTR particolarmente resistenti ai nuovi modulatori e alle molecole di più recente scoperta. Tra essi la mutazione missenso di classe II, N1303K, e la mutazione nonsenso o stop W1282X. La prima mutazione è dovuta a una sostituzione puntiforme di un aminoacido con un altro nella catena proteica, con conseguente difetto in termini di maturazione (processing) della proteina CFTR, trasferimento alla membrana cellulare (trafficking) e apertura del canale. La seconda invece è una mutazione stop, ossia che agisce interrompendo la sintesi della proteina CFTR.

Il potenziatore del canale cloruro CFTR, Ivacaftor o VX-770, è stato immesso sul mercato inizialmente per trattare la mutazione gating G551D e successivamente altre 38 mutazioni, alcune delle quali sono sempre mutazioni gating, altre sono mutazioni con funzione residua. Il correttore Lumafactor invece, in combinazione con Ivacaftor, è stato approvato per il trattamento della CFTR mutata F508del, in cui un singolo aminoacido della catena proteica è mutato. Successivamente, altre molecole con funzione di correttori sono state trovate e le evidenze mostrano che le terapie combinate, con più di un correttore e il potenziatore Ivacaftor, sono più efficaci. Eppure alcune mutazioni della proteina CFTR, tra cui N1303K, sfuggono anche a questi trattamenti.
Un recente lavoro (1), pubblicato da Alan Verkman e suoi collaboratori dell’Università di California San Francisco, e da ricercatori Italiani del TIGEM di Pozzuoli, tra cui Luis Galietta, porta avanti il concetto dei co-potenziatori – ossia una terapia combinata con più di un potenziatore – per i malati di fibrosi cistica con mutazioni difficili da trattare e che sembrano refrattarie a singoli potenziatori, sia soli che in combinazione con i correttori.

È stato utilizzato, in abbinata con Ivacaftor, il co-potenziatore ASP-11. Inizialmente i ricercatori hanno esplorato gli effetti del trattamento con la terapia combinata, in alcuni modelli cellulari frequentemente usati in ricerca che esprimessero le mutazioni CFTR-N1303K, W1282X e G551D. È stato effettivamente osservato un incremento della corrente di ioni cloro attraverso il canale grazie alla presenza dei due potenziatori, fatto in parte sorprendente. Infatti W1282X è una mutazione stop che provoca una proteina tronca. Se viene potenziata potrebbe voler dire che, pur essendo una stop, non viene rimossa – forse perchè abbastanza lunga (1282 aminoacidi) – e arriva in membrana suscettibile di essere potenziata. N1303K d’altra parte, che è la seconda mutazione più frequente in Italia dopo F508del, potrebbe non condividere con F508del il difetto di trafficking, arrivando da sola in membrana e suscettibile di potenziamento.

Per confermare i risultati, i ricercatori hanno successivamente utilizzato cellule epiteliali ottenute da brushing nasale effettuato in pazienti FC con mutazioni N1303K/N1303K, G551D/Y1092X e G542X/W1282X. Misurando la corrente attraverso il canale CFTR, i ricercatori hanno visto un rapido aumento della corrente quando incubavano le cellule epiteliali con i due potenziatori Ivacaftor e ASP-11, nei casi N1303K/N1303K e G542X/W1282X.

In altre parole, lo studio (1) dimostra come un approccio del tipo co-potenziatore – ossia utilizzando una combinazione di due potenziatori – provochi un significativo aumento della corrente dovuta al cloruro attraverso il canale CFTR, compreso quando vengono utilizzate cellule epiteliali nasali da soggetti FC omozigoti per N1303K; questo fatto è estremamente interessante per una mutazione come N1303K che in Italia è la più frequente dopo F508del, e che è ancora priva di cure. Lo studio mostra inoltre, sorprendentemente, che l’approccio del co-potenziatore aumenta la corrente anche in soggetti FC con una mutazione W1282X.

Gli autori del lavoro sottolinano e concludono dicendo che la strategia del co-potenziatore potrebbe essere più largamente utilizzabile in fibrosi cistica. Infatti la corrente dovuta al cloruro è stata aumentata in modo significativo in cellule epiteliali nasali di soggetti con mutazioni N1303K e W1282X, che appartengono a classi diverse in termini di difetto della CFTR. Usare la terapia dei co-potenziatori è, d’altra parte, la logica estensione di quella dei co-correttori – due correttori più un potenziatore, attualmente sotto trial clinico. Naturalmente, questi risultati rimangono al momento una cosiddetta prova di principio, che merita un seguito di indagini e di conferme prima che si possa pensare a una loro applicazione clinica.

1) Phuan PW, Son JH, Tan JA, Li C, Musante I, Zlock L, Nielson DW, Finkbeiner WE, Kurth MJ, Galietta LJ, Haggie PM, Verkman AS. Combination potentiator (‘co-potentiator’) therapy for CF caused by CFTR mutants, including N1303K, that are poorly responsive to single potentiators. J Cyst Fibros. 2018 Sep;17(5):595-606. doi: 10.1016/j.jcf.2018.05.010. Epub 2018 Jun 12.