La proteina CFTR è un canale ionico per il cloro, presente sulla membrana cellulare di diversi epiteli; la delezione della fenilalanina in posizione 508 (deltaF508) causa un difetto di maturazione della proteina CFTR, in particolare un difettoso ripiegamento o configurazione della catena di aminoacidi che costituisce la proteina, con conseguente sua ritenzione nel reticolo endoplasmico e degradazione. La minima quantità di F508del CFTR che può raggiungere la superficie cellulare presenta comunque un difetto di apertura del canale e una notevole instabilità sulla membrana. Attualmente, uno dei principali obiettivi della ricerca è quella di individuare delle molecole che possano correggere tali difetti.
Recentemente è stato pubblicato uno studio sulla sperimentazione in vitro della molecola, il VX-809, che risulta essere un “correttore” molto promettente (1). I ricercatori dei laboratori della “Vertex Pharmaceutical” di San Diego e di Cambridge, insieme con i ricercatori del laboratorio di ricerca sulla Fibrosi Cistica dell’Università di Stanford e del laboratorio di Biologia Cellulare e di Fisiologia dell’Università di Pittsburg, hanno condotto delle ricerche finalizzate ad analizzare il meccanismo cellulare di azione della molecola VX-809. In cellule FRT (cellule tiroidee di ratto) è stata valutata l’efficacia del VX-809 nell’aumentare la quantità della forma matura della CFTR presente sulla membrana (nota come banda C, a più alto peso molecolare in quanto glicosilata) rispetto alla forma immatura (banda B) presente nel citoplasma.
Mediante sperimentazioni biochimiche, in cui è possibile seguire l’effetto del VX-809 sulla diminuzione della quantità della forma immatura e il contemporaneo aumento della forma matura, gli autori hanno riscontrato che la prolungata preincubazione (24-48 ore) delle cellule con basse concentrazioni di VX-809 (3µM) è in grado d’incrementare significativamente la forma matura glicosilata della F508del CFTR. I ricercatori hanno quindi dimostrato che il VX-809 favorisce l’uscita di una piccola quantità di F508 del CFTR dal reticolo endoplasmico, che può quindi essere trasportata sulla membrana cellulare. L’effetto del VX-809 non sembra essere dovuto all’inibizione del sistema di degradazione della F508del CFTR, ma piuttosto è da ascriversi ad una aumentata stabilità di conformazione della proteina F508del-CFTR. Questa ipotesi è confermata da esperimenti di saggi di proteolisi. Tale tecnica si basa sulla premessa che le proteine ripiegate sono più compatte, e quindi più resistenti, alla digestione proteolitica rispetto alle proteine non ripiegate. Gli esperimenti hanno messo in evidenza che la preincubazione con VX-809 effettivamente permette ad una frazione di F508del CFTR di assumere una forma più compatta e resistente alla digestione, grazie ad un corretto ripiegamento della F508del-CFTR. Mediante tecniche elettrofisiologiche, gli autori hanno inoltre verificato che la preincubazione di 24-48 ore con VX-809 è in grado di ripristinare la normale attivazione della proteina-canale F508del-CFTR.
Molti correttori, pur risultando efficaci in colture di particolari tipi di cellule umane spesso utilizzate negli esperimenti di laboratorio, sono però risultati inefficaci se testati in colture primarie di cellule bronchiolari (cioè in colture di cellule derivate direttamente dai bronchi di soggetti malati e precisamente dai bronchi più piccoli) (2). Pertanto, gli autori della ricerca hanno ritenuto importante verificare l’effetto del VX-809 anche su colture di cellule umane, isolate dai polmoni di pazienti omozigoti per la mutazione F508del (HBE FC), ed hanno riscontrato che, anche in queste cellule, la preincubazione di 24 ore con VX-809 è in grado di aumentare sia la forma matura di membrana della proteina F508del-CFTR, sia la secrezione di cloro. L’incremento della secrezione di cloro è pari al 14% del valore riscontrato in cellule HBE “sane”. L’incrementato trasporto di cloro indotto dal VX-809, sebbene non molto elevato, è comunque paragonabile al livello di trasporto di cloro riscontrato in pazienti affetti da fibrosi cistica che presentano mutazioni (mild) e sintomatologia meno severe.
Tali risultati “in vitro” hanno dato l’avvio a studi clinici in pazienti FC omozigoti per la mutazione F508del, al fine di valutare l’efficacia del VX-809, sia somministrato singolarmente, che in combinazione con il potenziatore VX-770. Tale combinazione potrebbe, infatti, incrementare ulteriormente l’entità del ripristino della secrezione di cloro.
1) Correction of the F508del-CFTR protein processing defect in vitro by the investigational drug VX-809. Van Goor F., Hadida S., Grootenhuis P.D.J., Burton B., Stack J.H., Straley K.S., Decker C.J., Miller M., McCartney J., Olson E.R., Wine J.J., Frizzel R.A., Ashlock M., Negulelescu P.A.P.N.A.S. in stampa
2) Influence of cell background on pharmacological rescue of mutant CFTR Pedemonte N, Tomati V, Sondo E, Galietta LJ. Am J Physiol Cell Physiol. 2010 298(4):C866-74. 2010
