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19 Luglio 2022

Recupero della funzione di CFTR con mutazioni stop mediante associazione di cinque farmaci

Dott.ssa Graziella Borgo, clinico FC e genetista

Sono oltre un migliaio i soggetti italiani con FC che hanno almeno una mutazione stop nel genotipo e non dispongono ancora di una terapia farmacologica mirata al trattamento del difetto mutazionale. Rappresentano circa il 20% del totale degli iscritti al Registro-malattia.
Di mutazioni stop se ne è parlato a lungo al recente Seminario di FFC Ricerca (qui il video completo), durante il quale il prof. Luis Galietta e la prof.ssa Laura Lentini hanno descritto lo stato dell’arte della ricerca e i vari approcci terapeutici in sperimentazione. Tra essi, un farmaco in grado di riavviare la sintesi della proteina CFTR è in sperimentazione clinica (si chiama ELX-02) e un altro è in fase di avanzata sperimentazione preclinica da parte del gruppo di ricerca palermitano.

Recentemente è stato pubblicato uno studio scientifico sulle mutazioni stop (questo), realizzato da ricercatori dell’Università di Utrecht (Olanda) e coordinato da Jeffrey Beekman, in cui attraverso varie prove sperimentali condotte su organoidi intestinali derivati da malati FC (modelli di ricerca di cui Beekmann è lo scopritore) viene mostrato come le mutazioni stop possano effettivamente rispondere al trattamento farmacologico con un farmaco riavviatore della sintesi proteica. Ma, e questa è la novità di cui è stata data un’anticipazione al Seminario di FFC Ricerca, l’efficacia massima viene raggiunta usando il riavviatore in combinazione con altri quattro farmaci, ognuno dei quali interviene nelle varie fasi della sintesi della proteina CFTR.

Per saperne di più
Gli organoidi intestinali sono minuscoli organi sferoidali sviluppati in laboratorio a partire da tessuti o cellule prelevate dallo stesso soggetto che si vorrebbe trattare. In fibrosi cistica, gli organoidi intestinali subiscono un rigonfiamento significativo quando il farmaco con cui vengono trattati in vitro è in grado di correggere la CFTR mutata.
Molti studi sono stati già eseguiti per dimostrare che la risposta positiva dell’organoide e il suo maggiore o minore rigonfiamento correla con la risposta clinica del soggetto che ha generato l’organoide e trattato con lo stesso farmaco.

Nell’articolo scientifico in questione, per indurre il rigonfiamento degli organoidi sono stati usati come farmaci: – il riavviatore di sintesi proteica ELX-02, che permette il superamento del segnale di stop indotto da una mutazione; – il composto SMG1i, che è un inibitore del NMD (NonSense Mediated Decoy), meccanismo della cellula che sorveglia le molecole di RNA messaggero e distrugge quelle anomale, prevenendo l’espressione di proteine troncate o errate; – due correttori VX-661(tezacaftor) e VX-445 (elexacaftor), che favoriscono la maturazione e il percorso all’interno della cellula della proteina derivata da RNA messaggero anomalo, dopo il riavvio e il completamento della sua sintesi; -) Il potenziatore VX-770 (ivacaftor), che favorisce l’azione della proteina una volta arrivata sulla membrana cellulare. Questi ultimi tre farmaci sono i composti presenti nel Kaftrio e sono stati usati sempre in associazione.

Lo studio scientifico
Le mutazioni stop studiate sono state: G542X, W1282X, R1162X ,W679X, Q250X. Si tratta di mutazioni che intervengono in punti molto diversi della sintesi della proteina, alcune all’inizio (Q250X), altre verso la fine (W1282X). Degli organoidi sviluppati, otto erano omozigoti per la stessa mutazione (W1282X/W1282X, R1162X/R1162X, G542X/G542X), tre erano eterozigoti composti, cioè hanno due diverse mutazioni stop (G542X/Q250X, G542X/W679X). Una prima parte dello studio ha visto la misurazione del rigonfiamento dei diversi organoidi in risposta ai composti aggiunti in progressione. Si è visto che c’è una risposta dose dipendente a ELX-02, aumentata dall’aggiunta dell’inibitore SMG1i e ancor più dall’associazione dei tre modulatori.

Nella seconda parte del lavoro è stata dosata la quantità di RNA messaggero di CFTR prodotto in risposta a tutti composti usati. In genere, negli organoidi intestinali con mutazioni stop, l’RNA messaggero è meno del 50% di quello presente negli organoidi non FC. Per effetto di ELX-02 la quantità aumenta, e aumenta ancor di più per effetto dell’inibitore SMG1ì tanto da raggiungere quantità simili (100% e oltre) a quelli dell’organoide non FC. Secondo gli autori dello studio, ciò sottolinea l’importanza dell’uso di SMG1ì per ottenere grandi quantità di proteina, che poi può ulterioremente essere migliorata nella sua funzione con l’uso dei modulatori. Inoltre, altra osservazione interessante, il livello di RNA messaggero correla con il recupero di CFTR dimostrato attraverso gli esperimenti di rigonfiamento degli organoidi stimolati farmacologicamente (molto RNA messaggero corrisponde a molto rigonfiamento).

Conclusioni
Secondo gli autori, i dati raccolti dimostrano che la proteina CFTR tronca e difettosa a causa di mutazioni stop potrebbe essere efficacemente riparata e fatta funzionare attraverso una plurima combinazione di farmaci. Per compensare l’entusiasmo, essi stessi ricordano i limiti del modello usato per gli esperimenti, l’organoide intestinale, che è considerato più lontano da ciò che succede nel polmone del malato FC rispetto alle cellule derivate da epitelio respiratorio nasale e bronchiale. Quindi tutti gli esperimenti vanno confermati su questi modelli. Inoltre, la risposta al politrattamento viene paragonata a quella degli organoidi con genotipo F508del/F508del trattati con VX-770/VX-809 (Orkambi) e VX-661/VX-445/VX-770 (Kaftrio) e si vede che la risposta è simile a quella indotta da Orkambi, ma inferiore a quella di Kaftrio, e questo non è proprio un dato brillante. Sempre gli autori fanno notare che riguardo al composto SMG1ì mancano ancora studi sugli eventuali effetti collaterali sfavorevoli. Più in generale la farmacocinetica e le interazioni possibili fra i cinque farmaci usati è tutta da conoscere. Come resta da conoscere quali siano i fattori che pur nella complessiva efficacia del politrattamento determinano le differenze di risposta osservate fra un genotipo e l’altro e anche all’interno dello stesso genotipo. In conclusione, siamo agli inizi di una possibile nuova strategia farmacologica, con premesse però assai interessanti.