Il commento alla letteratura

Maurizio Scarpa, Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino, Università di Padova

 Maurizio Scarpa, Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino, Università di Padova
Autophagy in lysosomal storage disorders Lieberman AP, Puertollano R, Raben N, Slaugenhaupt S, Walkley SU, Ballabio A. Autophagy. 2012;8 (5):719-30.
I lisosomi sono organelli intracellulari caratterizzati da pH interno acido che svolgono un ruolo cruciale per la clearance cellulare, il turnover dei costituenti cellulari, l’omeostasi del colesterolo, la downregulation dei recettori di superficie, l’inattivazione di organismi patogeni, la riparazione della membrana plasmatica e il rimodellamento osseo. Disfunzioni lisosomiali causano le malattie da accumulo lisosomiale (LSD) con progressivo accumulo cellulare di macromolecole non digerite e progressivo danno a tessuti e organi, incluso il cervello. Negli ultimi anni lo studio dei meccanismi fisiopatologici nelle LSD ha rivelato che molte funzioni cellulari quali la trasmissione di segnali, omeostasi del calcio, biosintesi e degradazione lipidica e di traffico intracellulare risultano alterate. Inoltre, poiché i lisosomi svolgono anche un ruolo fondamentale nel processo autofagico, fondendosi con autofagosomi e digerendo il loro contenuto, è ragionevole aspettarsi che l’accumulo lisosomiale nelle LSD, influenzi il processo dell’autofagia avvalorando l’idea di LSD come "disturbi dei processi autofagici".

Il processo autofagico può essere il target terapeutico per un nuovo approccio alle LSD

Commento

L’articolo analizza il ruolo dell’autofagia in una varietà di LSD con diverso grado di severità e manifestazioni fenotipiche, tipologia dei tessuti coinvolti e natura delle molecole di stoccaggio. Il processo autofagico viene qui rappresentato come il miglior esempio di interconnessione della funzione lisosomiale con le altre funzioni cellulari. I lisosomi giocano infatti un ruolo fondamentale nel percorso autofagico fondendosi con gli autofagosomi e digerendo il loro contenuto. L’evidenza di ruoli cooperativi e la funzionalità integrata tra lisosomi e autofagosomi rendono ragionevole teorizzare che l’accumulo lisosomiale nelle LSD abbia un impatto sul processo di autofagia. Infatti, nella maggior parte dei casi si rileva una compromissione del processo autofagico responsabile di un accumulo secondario di proteine poliubiquitinate p62/SQSTM1 e mitocondri non funzionali e un correlato aumento dei fattori coinvolti nella formazione degli autofagosomi (BECN1) come tentativo di compensare l’alterato processo autofagico. Di conseguenza, le LSD possono essere considerate come disturbi dell’autofagia rafforzando il link tra LSD e malattie neurodegenerative dell’anziano quali Parkinson ed Alzheimer. Questi dati suggeriscono che il processo autofagico potrebbe essere l’obiettivo target per un nuovo efficace approccio terapeutico volto ad un miglioramento clinico della sintomatologia, mediante riduzione dell’accumulo delle proteine tossiche e della morte cellulare anche nelle LSD.

Contribution of brain inflammation to neuronal cell death in neuronopathic forms of Gaucher's disease Vitner EB, Farfel-Becker T, Eilam R, Biton I, Futerman AH. Brain. 2012;135 (Pt6):1724-35.
La malattia di Gaucher, la più comune malattia da accumulo lisosomiale, è causata dalla carenza dell’enzima glucocerebrosidasi. Le forme neuropatiche sono caratterizzate da grave perdita neuronale, astrocitosi e proliferazione della microglia. I meccanismi cellulari e molecolari responsabili non sono ad oggi noti. In questo lavoro si delinea il ruolo della neuroinfiammazione nella patogenesi della malattia di Gaucher neuropatica e si mostrano i cambiamenti significativi nei livelli dei mediatori infiammatori riscontrati nel cervello di topi affetti da malattia di Gaucher neuropatica. L’elevata espressione di RNA messaggero di citochine e chemochine infiammatorie e agenti neurotossici correla, inoltre, con il grado di severità della patologia. È stata inoltre osservata un’alterata funzione della barriera emato-encefalica e la liberazione di specie reattive dell’ossigeno/azoto conseguente all’attivazione di macrofagi/microglia. Ciò suggerisce un ruolo citotossico attivo della microglia conseguente al raggiungimento di un livello soglia critico di stoccaggio di glucosilceramide.

L’attivazione della microglia contribuisce alla morte neuronale nella malattia di Gaucher di tipo neuropatico

COMMENTO

L’articolo è interessante perché analizza il ruolo della neuroinfiammazione nella malattia di Gaucher neuropatica. In seguito all’accumulo di glucosilceramide, i neuroni invierebbero segnali alla microglia circostante attivandola. L’attivazione della microglia avvia a sua volta a cascata una risposta neuroinfiammatoria che coinvolge il rilascio di citochine, agenti neurotossici, specie reattive dell'ossigeno/azoto (ROS) e determina la permeabilizzazione della barriera emato-encefalica. Il persistente accumulo di glucosilceramide nei neuroni e la continua attivazione gliale comporta un’infiammazione cronica che contribuisce alla morte delle cellule neuronali. L’articolo, quindi, enfatizza l’attivazione della microglia come importante contributo alla morte neuronale nella malattia di Gaucher di tipo neuropatico. La questione che rimane aperta è capire attraverso quali meccanismi i neuroni che accumulanoglucosilceramide attivano la microglia. La possibilità di intervenire a livello dei processi di segnale tra neuroni e microglia potrebbe aprire la strada a nuovi approcci terapeutici per la forma neuropatica della malattia di Gaucher.

Brain-penetrating IgG-iduronate 2-sulfatase fusion protein for the mouse Zhou QH, Boado RJ, Lu JZ, Hui EK, Pardridge WM. Drug Metab Dispos. 2012;40 (2):329-35.
La pubblicazione illustra le applicazioni terapeutiche della proteina di fusione Iduronato 2-solfatasi modificata attraverso legame con un anticorpo monoclonale del recettore della Transferrina Murina, che la rende permeabile alla barriera emato-encefalica. La sindrome di Hunter o Mucopolisaccaridosi di tipo II (MPS II) è una patologia rara che colpisce il cervello causata da mutazioni della proteina di fusione Iduronato 2-solfatasi (IDS). L’impermeabilità della barriera emato-encefalica impedisce il trattamento mediante terapia di sostituzione enzimatica. Nel protocollo sperimentale, IDS umana non mutata è stata chimicamente legata ad un anticorpo monoclonale del recettore della Transferrina Murina ottenendo la proteina di fusione cTfRMAb-IDS. Somministrata per via endovenosa nel topo, la cTfRMAb-IDS raggiunge rapidamente concentrazioni significative (100 volte superiori all’uptake della IDS native libera) a livello di Sistema Nervoso Centrale (cervello e midollo spinale).

Sono incoraggianti le prospettive per future applicazioni terapeutiche nei pazienti con MPS-I o II mediante proteine di fusione

Commento

I risultati di questo studio evidenziano l’importante ruolo dell’ingegneria genetica nel favorire la sintesi di proteine di fusione capaci di oltrepassare la barriera emato-encefalica e raggiungere così in quantità elevata cervello, midollo spinale e tessuti periferici. I dati descritti in questo lavoro supportano la possibilità di poter trattare in futuro la MPS-II con la proteina di fusione cTfRMAb-IDS, una nuova forma di enzima IDS, che ha dimostrato di poter penetrare nel cervello del topo. I risultati descritti sono, quindi, particolarmente incoraggianti ed offrono interessanti prospettive per future applicazioni terapeutiche su pazienti affetti da MPS-I o II mediante infusione di proteine di fusione HIRMAb-IDUA e HIRMAb-IDS, che sono capaci di attraversare la barriera emato-encefalica e arrivare a svolgere l’azione farmacologicadirettamente nel cervello.

Synergy between the pharmacological chaperone 1-deoxygalactonojirimycin and the human recombinant alpha-galactosidase A in cultured fibroblasts from patients with Fabry disease Porto C, Pisani A, Rosa M, Acampora E, Avolio V, Tuzzi MR, Visciano B, Gagliardo C, Materazzi S, la Marca G, Andria G, Parenti G. J Inherit Metab Dis. 2012;35(3):513-20.
La malattia di Fabry (FD) è un malattia ereditaria legata al cromosoma X causata da deficit di alfa galattosidasi A (alpha-Gal A) e conseguente accumulo lisosomiale di globotriaosilceramide (Gb3) e glicosfingolipidi neutri. Lo stoccaggio di questi substrati induce manifestazioni multisistemiche, tra cui insufficienza renale, cardiomiopatia, infarti prematuri del miocardio, ictus, dolore neuropatico cronico, disturbi gastrointestinali e angiocheratoma della pelle. La terapia enzimatica sostitutiva (ERT) con enzima ricombinante umano (rh-alpha-Gal A) è ora disponibile e la maggior parte dei pazienti trattati manifesta un miglioramento o stabilizzazione clinica della patologia. Tuttavia, l'efficacia dell’ERT può variare nei diversi tesssuti e i suoi effetti a lungo termine sono ancora da definire. Come strategia per migliorare l'efficacia della ERT, è stata testata in vitro la combinazione di rh-alpha-Gal A con la molecola chaperone 1-deoxynojirimycin (DGJ) che ha dimostrato una migliore correzione (4,8-16,9 volte) dell’attività e della quantità enzimatica all'interno del vano lisosomiale attestando l’effetto sinergico tra ERT e la terapia farmacologica con chaperoni (PCT) e sostiene l'idea che l'efficacia dei protocolli di combinazione può essere superiore alla sola ERT.

L’effetto sinergico tra ERT e terapia con chaperoni è a sostegno della maggiore efficacia dei protocolli di combinazione nella malattia di Fabry

COMMENTO

L’articolo fornisce importanti prove dell’effetto sinergico tra ERT e PCT su modelli in vitro di FD sostenendo l'idea che l'efficacia dei protocolli di combinazione possa essere superiore al solo trattamento con ERT. Nonostante si tratti di dati parziali ottenuti in vitro che dovranno essere poi confermati da studi in vivo, i risultati ottenuti e descritti in questo lavoro costituiscono un punto di partenza importante per lo sviluppo terapeutico. Infatti, la dimostrazione che la combinazione di ERT e PCT si traduca in una migliore correzione dell’attività di alfa- Gal A e in un aumento intracellulare della quantità dell’enzima ricombinante pone solide basi per sostenere l’idea che la terapia di combinazione possa rappresentare il mezzo per migliorare l'efficacia di ERT e le aspettative di vita non solo dei pazienti affetti da FD ma anche delle persone affette da altre malattie da accumulo, per le quali esista e sia disponibile un trattamento con ERT e CPT.

Effects of switching from reduced dose imiglucerase to velaglucerase in type 1 Gaucher disease: clinical and biochemical outcomes van Dussen L, Cox TM, Hendriks EJ, Morris E, Akkerman EM, Maas M, Groener JE, Aerts JM, Deegan PB, Hollak CE. Haematologica. 2012 Jul 6. [Epub ahead of print]
L’articolo descrive gli effetti della velaglucerasi alfa in un gruppo di pazienti adulti affetti da malattia di Gaucher di tipo 1, precedentemente curati con somministrazioni di dosi sottoterapeutiche di imiglucerasi. Importanti parametri clinici quali concentrazione di emoglobina, conta piastrinica, attività delle chitotriosidasi plasmatiche, massa epatica e della milza, frazione adiposa del midollo osseo sono stati monitorati in tempi diversi, prima e durante la somministrazione di dosi ridotte di imiglucerasi, nonché dopo il passaggio al trattamento con velaglucerasi alfa. Dopo il passaggio alla terapia con velaglucerasi alfa il crollo nella conta delle piastrine, a seguito di trattamento con basse dosi di imiglucerasi, è stato recuperato; l’attività delle chitotriosidasi plasmatiche è diminuita; in 5 pazienti su 10 si è avuto un incremento del 10% della massa epatica dopo 6 mesi di trattamento. In 3 di questi 5 pazienti, il volume epatico si è normalizzato dopo 12 mesi di trattamento. La velaglucerasi alfa si è dimostrata un farmaco efficace, sicuro e di semplice somministrazione, alternativo alla imiglucerasi.

Dimostrando l’efficacia e la sicurezza della velaglucerasi alfa, lo studio sostiene l’impiego del farmaco in alternativa alla imiglucerasi nei pazienti con malattia di Gaucher di tipo 1

COMMENTO

Questo studio dimostra l’importanza degli studi di comparazione ed efficacia di utilizzo della velaglucerasi come farmaco alternativo alla imiglucerasi. Il dato importante è la necessità di disporre di farmaci e terapie alternative, di comprovata sicurezza e dimostrata efficacia terapeutica, che possano supplire la carenza di quelli comunemente impiegati dai pazienti nel corso della loro terapia. Ciò si rende particolarmente utile e necessario nel campo delle malattie rare dove sono davvero pochi i farmaci disponibili e per i quali spesso esistono problemi di “licensing” ed approvazione clinica che ne ostacolano la messa in commercio e l’impiego clinico. La situazione è poi aggravata dal fatto che, data la scarsità di evidenze legate al basso numero di pazienti che possono essere reclutati, i risultati degli studi clinici forniscono spesso informazioni terapeutiche incomplete. Il lavoro costituisce, quindi, un importante monito ad una collaborazione e cooperazione su larga scala per acquisire i dati e conglobare le informazioni al fine di prestabilire se e quali pazienti potranno trarre massimo beneficio da uno specifico regime di trattamento. L’augurio è che la competitività nel mercato possa determinare poi una riduzione dei prezzi ed un più facile accesso alle cure, senza distinzioni geografiche. Purtroppo nelle regioni occidentali sono ancora oggi numerosi i pazienti affetti da Gaucher che non possono essere trattati per le difficoltà economiche.

Neonatal screening for lysosomal storage disorders: feasibility and incidence from a nationwide study in Austria Mechtler TP, Stary S, Metz TF, De Jesús VR, Greber-Platzer S, Pollak A, Herkner KR, Streubel B, Kasper DC. Lancet. 2012;379 (9813):335-41.
Il recente sviluppo delle terapie di sostituzione enzimatica e la necessità di una diagnosi precoce hanno determinato un forte interesse per lo screening neonatale per lemalattie da accumulo lisosomiale (LSD). L’articolo descrive lo studio prospettico di screening a livello nazionale per le malattie di Gaucher, Pompe, Fabry e Niemann-Pick di tipo A e B. Nel periodo Gennaio-Luglio 2010 sono stati raccolti 34.736 campioni di sangue di neonati sui quali è stata testata l’attività enzimatica per l’acido -glucocerebrosidasi, -galattosidasi, -glucosidasi e sfingomielinasi acida mediante spettrometria di massa. I risultati ottenuti dimostrano che le mutazioni più frequentemente riscontrate sono quelle per la malattia di Fabry (1 per 3.859 nascite), Pompe (1 per 8.684), e Gaucher (1 per 17.368), i cui valori predittivi erano rispettivamente 32% (95%CI 16-52), 80%(28-99) e 50%(7-93). Dato che la proporzione complessiva di bambini diagnosticati è stata superiore alle attese, lo screening neonatale per LSD costituisce un’importante sfida per unamigliore diagnosi e caratterizzazione clinica delle LSD. Di particolare rilevanza è l'alta frequenza di mutazioni ad insorgenza tardiva riscontrata in piccoli pazienti in età scolare. Questo rende le LSD una patologia da non escludere a priori all’atto della formulazione di una diagnosi anche in bambini di età superiore ai 6 anni. In particolare, risultati prodotti da diversi studi dimostrano che questo è vero nel caso di malattia di Fabry. Pertanto pazienti infantili con sintomi di insufficienza renale, infarto cerebrale, ipertrofia ventricolare sinistra di origine sconosciuta dovrebbero essere sottoposti a diagnosi precoce mediante spettrometria di massa ai fini di confermare precocemente una LSD.

Lo screening neonatale costituisce un’importante sfida per una migliore diagnosi e caratterizzazione clinica delle LSD

COMMENTO

I risultati sono stati prodotti attraverso screening neonatale mediante spettrometria di massa al fine di identificare precocemente i casi di LSD. I dati documentano che la proporzione complessiva di bambini affetti da una delle LSD studiate è stata superiore alle attese. Questa fondamentale evidenza pone il problema di riconsiderare i dati epidemiologici finora a disposizione. Questo articolo è il primo lavoro su una popolazione omogenea europea non a rischio per malattie da accumulo. La diagnosi di un numero di pazienti ben superiore alle attese pone il problema dell’identificazione di soggetti con malattia metabolica attenuata o ad esordio tardivo. Questo dovrà portare la comunità scientifica a discutere su come prendere in carico questi “pazienti” identificati prima della comparsa di sintomi della malattia, su come comunicare la diagnosi alle famiglie, su come effettuare i controlli senza indurre una coscienza di malattia in bambini ancora “sani” o quantomeno affetti da forme di malattia molto sfumate, su se e quando proporre una terapia e quale. In linea di principio, tuttavia, la capacità di diagnosticare precocemente una malattia non può che essere vista come un successo della medicina moderna. La possibilità di avviare un consiglio genetico utile per una genitorialità responsabile coglie l’essenza della diagnosi precoce di queste malattie. Senz’altro altre esperienze sono indispensabili per studiare i costi e i vantaggi di uno screening neonatale per le LSD. Queste risposte probabilmente saranno date dalla pubblicazione dello studio americano in corso presso la Mayo Clinic in Minnesota, che ha lo scopo di confrontare tutti i vantaggi e gli svantaggi delle tecniche disponibili per diagnosticare le LSD.

"La pubblicazione è apparsa su La Rivista delle Malattie Rare, edita da Effetti Editore, numero 1, ottobre 2012"


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Il commento alla letteratura 6.3 MB
  aggiornato il 18.08.2014
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