La terapia nella malattia di Pompe: a che punto siamo, dove stiamo andando

Annalisa Sechi, Centro di Coordinamento Regionale per le Malattie Rare, Azienda Ospedaliero Universitaria “Santa Maria della Misericordia”, Udine

La glicogenosi tipo II, o malattia di Pompe (PD), è una malattia da accumulo ad ereditarietà autosomico recessiva, secondaria al deficit dell’enzima alfaglucosidasi acida lisosomiale. L’enzima, codificato dal gene GAA, situato sul cromosoma 17q23, è deputato alla scissione del glicogeno all’interno dei lisosomi in varie cellule ed in particolare nella muscolatura scheletrica, cardiaca e liscia. La sua carenza comporta il progressivo accumulo di glicogeno in questi tessuti, con conseguente danno muscolare ed insufficienza di funzione.

Dal punto di vista delle manifestazioni cliniche si può parlare di un continuum fenotipico che va dalla forma infantile classica, acuta e rapidamente fatale, a quelle lateonset, giovanile ed adulta, ad evoluzione più lenta.
La forma infantile classica insorge nei primi mesi di vita e si presenta con un importante coinvolgimento della muscolatura cardiaca, con cardiomiopatia ipertrofica ostruttiva (immagine radiologica tipica di cuore a “palla”), respiratoria (specie diaframmatica), con progressivo in- staurarsi di un’insufficienza respiratoria severa e scheletrica, con ipotonia generalizzata (floppy infant). La sua storia naturale è caratterizzata dalla rapida evoluzione fatale.
All’opposto stanno le forme lateonset, in cui l’insorgenza clinica è più tardiva, con danno mu- scolare prevalentemente a carico dei muscoli scheletrici e respiratori, mentre il cuore è in genere risparmiato. L’evoluzione di queste forme è più lenta, ma la progressiva insufficienza muscolare porta nel tempo ad un’impotenza funzionale respiratoria e della deambulazione, con necessità di un supporto ventilatorio e dell’uso della sedia a rotelle. L’exitus è in genere dovuto a complicanze respiratorie.
 Dal punto di vista epidemiologico, la malattia di Pompe presenta un’incidenza stimata di circa 1:140000 per la forma infantile e 1:50000 per la forma late-onset.

La diagnosi di malattia, posto il sospetto clinico, può essere effettuata tramite dosaggio enzimatico su leucociti, fibroblasti o biopsia muscolare.

L’analisi molecolare del gene GAA può aiutare in un processo di counselling familiare e nella definizione fenotipica (1,2).
La terapia enzimatica sostitutiva (TES), che si basa sulla somministrazione endovenosa di al- faglucosidasi ricombinante (Myozyme®), è stata ufficialmente approvata in Europa e negli USA nel 2006. Il trattamento con una dose di 20 mg/kg a periodicità bisettimanale, si è dimostrato efficace nell’aumentare la sopravvivenza e migliorare l’outcome muscolare, soprattutto nelle forme infantili. La terapia non è tuttavia in grado di correggere totalmente il danno muscolare preesistente e molte questioni restano tuttora aperte in merito al miglior momento per iniziarla, alla sua efficacia a lungo termine e alla possibilità di trattamenti coadiuvanti che ne possano potenziare l’effetto (3,4).

FATTORI CHE POSSONO INFLUENZARE L'EFFICACIA DELLA TES

I dati della letteratura fin qui disponibili, mostrano una miglior efficacia della Terapia Enzimatica Sostitutiva (TES) sul muscolo cardiaco rispetto a quello scheletrico. Un motivo potrebbe essere legato alla maggior densità dei recettori per il mannosio 6 fosfato, chiave d’ingresso cellulare dell’enzima, nei cardiomiociti rispetto alle fibre muscolari periferiche (5). La natura proteica dell’enzima infuso può indurre reazioni anticorpali che possono ridurne l’efficacia. Il fenomeno è molto marcato in quelle forme infantili classiche con attività enzimatica residua assente (cosiddette CRIM negative) che, dopo l’inizio della TES, sviluppano precocemente alti titoli di anticorpi neutralizzanti, con prognosi infausta (6).
Un altro elemento che può condizionare la risposta terapeutica è il dosaggio standard di 20 mg/kg ad infusione, che per la rapida captazione cardiaca ed epatica dell’enzima può essere inefficace per rag- giungere omogeneamente tutte le aree muscolari interessate dall’accumulo. Dosaggi più elevati sono stati utilizzati nei pazienti con la forma infantile, ma non è stato ancora dimostrato un chiaro bene- ficio (7).
La terapia sembra dimostrare maggior efficacia quando iniziata precocemente, ovvero prima che si instauri un danno muscolare irreversibile (8,4). Purtroppo la malattia viene spesso diagnosticata in fase avanzata, con un ritardo rispetto all’insorgenza dei primi sintomi di mesi o anni, precludendo così un trattamento tempestivo.
Al fine di favorire la diagnosi precoce della malattia, è attuale la proposta di uno screening neonatale mediante il dosaggio dell’attività enzimatica residua su spot di sangue su carta bibula. A livello di nazione, il test è stato al momento attivato su tutti i nuovi nati di Taiwan. L’allargamento dei pro- grammi neonatali di screening è tuttavia legato alle decisioni di politica sanitaria, ad aspetti etici (impossibilità di predire tempi di comparsa, la rapidità e la severità di evoluzione della malattia) ed agli aspetti relativi alla sensibilità del metodo utilizzato (possibilità di falsi negativi).
Altro elemento importante per la risposta terapeutica è il possibile coinvolgimento di altri attori, oltre all’accumulo di glicogeno, nell’evoluzione della malattia. In questo senso un ruolo patogenetico fondamentale sembra venir svolto dall’autofagia. L’autofagia è un processo fisiologico tramite il quale le cellule veicolano proteine ed organelli cellulari danneggiati verso i lisosomi, per la loro scissione e riciclaggio, mediante la formazione di vescicole dette autofagosomi.
Tramite microscopia elettronica si è potuto osservare come le cellule muscolari affette da malattia di Pompe presentino un accumulo anomalo di autofagosomi, probabilmente collegato ad un malfunzio- namento del processo autofagico. Questo non solo danneggerebbe le fibre muscolari, distruggendone la normale architettura, ma impedirebbe anche il corretto targeting dell’enzima esogeno all’interno delle cellule, che non riuscirebbe a raggiungere la sede di destinazione, ovvero il lisosoma, restando intrappolato nell’area autofagica (9).

PROSPETTIVE FUTURE

Al fine di migliorare l’efficacia della terapia nella malattia di Pompe, si sono sviluppati a livello internazionale differenti programmi di ricerca. Ne riassumiamo di seguito alcuni tra i più avanzati.

PRODUZIONE DI ENZIMI MODIFICATI

Con l’obiettivo di facilitare l’ingresso nelle cellule muscolari, si stanno studiando “super enzimi” modificati con segnali di targeting. Un primo approccio è quello coniugare oligosaccaridi contenenti mannosio 6 fosfato con l’enzima ricombinante in modo da potenziarne l’endocitosi da parte dei miociti (10).
Un secondo progetto è quello di creare un enzima ricombinante coniugato ad un segnale peptidico ad alta affinità per il recettore del mannosio 6 fosfato (11).

 

PROTEINE CHAPERON

La proteine chaperon sono piccole molecole in grado di stabilizzare la conformazione tridimensionale attiva degli enzimi. Queste molecole non solo potrebbero aumentare l’attività enzimatica residua endogena nei pazienti che posseggono mutazioni che causano un alterato ripiegamento proteico, ma sarebbero anche in grado di mantenere più attivo l’enzima esogeno all’interno delle cellule se somministrate in contemporanea alla TES. Avrebbero inoltre il vantaggio di poter essere assunte per via orale (12).

TERAPIA IMMUNOMODULANTE

Nei pazienti CRIM negativi sono in corso di valutazione protocolli per la prevenzione delle reazioni autoimmuni, mediante l’uso di immunosoppressori iniziati precocemente. È stato recentemente proposto un algoritmo che pre vede la determinazione precoce dello status CRIM, mediante analisi del gene GAA. Una volta confer- mato lo stato CRIM negativo, si propone di iniziare una terapia immunomodulante con metotrexate, rituximab ed immunoglobuline e.v., in concomitanza alla TES. Un recente studio su 7 pazienti CRIM negativi ha evidenziato una buona tollerabilità del trattamento ed un aumento dell’efficacia della TES (13).

TERAPIA GENICA

Terapia genica. La terapia genica mira a correggere il difetto molecolare, sostituendo il gene difettoso con un gene funzionante, introdotto tramite un vettore virale. Tale approccio correggerebbe la patologia all’origine e potrebbe essere utile a livello sistemico. Il problema maggiore della terapia genica riguarda la sicurezza e l’efficacia dei vettori virali nell’uomo. Risultati positivi sono stati ottenuti su modello murino, utilizzando vettori virali adenoassociati (AAV) iniettati per via endovenosa (14). Recentemente è stato approvato uno studio, tuttora in corso, coinvolgente pazienti con severa insufficienza respiratoria, non responsiva alla TES, che utilizza AAV iniettati a livello diaframmatico (15).

REGOLAZIONE DELL'AUTOFAGIA

Infine, l’ultima frontiera della ricerca sul trattamento della malattia di Pompe è la sperimentazione di fattori di modulazione autofagica, ovvero sostanze in grado di ridurre l’accumulo delle vescicole di autofagocitosi all’interno delle cellule muscolari, inducendone la fusione con i lisosomi.
Recenti studi sull’iperespressione del fattore di trascrizione EB (ritenuto un regolatore dell’autofagia), nel modello murino e nelle cellule umane in coltura, hanno dato risultati incoraggianti (16).

BIOGRAFIA

1. Hirschhorn R, Reuser AJJ. In: scriver CR, Beaudet A, Sly WS, Valle D, eds. Glycogen storage disease type II: acid alpha-glucosidase (acid maltase) deficiency. The metabolic and molecular bases of inherited disease. 8th ed. New York, NY: McGraw Hill; 2001:3389-3420.
2. Bembi B, Cerini E, Danesino C et al. Diagnosis of glycogenosis type II. Neurology 2008; 71:S4-11.
3. Nicolino M, Byrne B, Wraith JE, et al. Clinical outcomes after long-term treatment with alglucosidase alfa in infants and children with advanced Pompe disease. Genet Med. 2009;11(3):210-9.
4. Van der Ploeg AT, Clemens PR, Corzo D et al. A randomized study of alglucosidase alfa in late-onset Pompe’s disease. N Engl J Med. 2010; 362:1396-1406.
5. Raben N, Jatkar T, Lee A et al. Glycogen stored in skeletal but not in cardiac muscle in acid alpha-glucosidase mutant (Pompe) mice is highly resistant to transgene-encoded human enzyme. Mol Ther. 2002; 6(5):601-8.
6. Kishnani PS, Goldenberg PC, DeArmey SL, et al. Cross-reactive immunologic material status affects treatment outcomes in Pompe disease infants. Mol Genet Metab. 2010; 99(1):26-33.
7. Prater SN, Banugaria SG, DeArmey SM, et al. The emerging phenotype of long-term survivors with infantile Pompe disease. Genet Med. 2012; 14(9):800-10.
8. Kishnani PS, Corzo D, Leslie ND, et al. Early treatment with alglucosidase alpha prolongs long-term survival of infants with Pompe disease. Mandel H. Pediatr Res. 2009; 66(3):329-35.
9. Raben N, Wong A, Ralston E, Myerowitz R. Autophagy and mitochondria in Pompe disease: nothing is so new as what
has long been forgotten. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2012 15; 160C(1):13-21.
10. Zhu Y, Jiang JL, Gumlaw NK, et al. Glycoengineered acid alpha-glucosidase with improved efficacy at correcting the metabolic aberrations and motor function deficits in a mouse model of Pompe disease. Mol Ther. 2009; 17(6):954-63.
11. Maga JA, Zhou J, Kambampati R, et al. Glycosylation-independent lysosomal targeting of acid α-glucosidase enhances muscle glycogen clearance in pompe mice. J Biol Chem. 2013; 288(3):1428-38.
12. Porto C, Ferrara MC, Meli M, et al. Pharmacological enhancement of α-glucosidase by the allosteric chaperone N-acetylcysteine. Mol Ther. 2012; 20(12):2201-11.
13.BanugariaSG,PraterSN,PatelTT,etal.Algorithmfortheearlydiagnosisandtreatmentofpatientswithcrossreactiveimmuno-
logic material-negative classic infantile pompe disease: a step towards improving the efficacy of ERT. PLoS One. 2013; 8(6):e67052.
14. SunB,YoungSP,LiP,etal.CorrectionofmultiplestriatedmusclesinmurinePompediseasethroughadeno-associatedvirusmediated gene therapy. Mol Ther. 2008; 16(8):1366-71.
15. SmithBK,CollinsSW,ConlonTJ,etal.PhaseI/IItrialofadeno-associatedvirus-mediatedalpha-glucosidasegenetherapytothediaphragm for chronic respiratory failure in Pompe disease: initial safety and ventilatory outcomes. Hum Gene Ther. 2013; 24(6):630-40.
16. Spampanato C, Feeney E, Li L, et al. Transcription factor EB (TFEB) is a new therapeutic target for Pompe disease. EMBO
 

"La pubblicazione è apparsa su La Rivista delle Malattie Rare, edita da Effetti Editore, numero 4, febbraio 2014"

  aggiornato il 18.08.2014
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