Si è da poco conclusa l’Ottava Conferenza Annuale sulle Terapie per la Malattia di Huntington che, per la prima volta, si è svolta in Italia, a Venezia. Promossa da Cure Huntington’s Disease Initiative (CHDI), una fondazione americana che dal 2002 finanzia con un budget di circa 200 milioni di dollari l’anno i principali gruppi che studiano l’Huntington, è un’occasione importante per discutere gli ultimi avanzamenti della ricerca. Gli argomenti principali spaziano dagli studi sul gene Huntington allo sviluppo di nuovi trattamenti per contrastare l’insorgenza e la progressione della malattia.
Tutti noi portiamo il gene Huntington e il suo tratto CAG. Quando il numero di triplette è superiore a 35 insorge la malattia. L’intervento di Elena Cattaneo dell’Università degli Studi di Milano suggerisce che un modo per studiare l’Huntington sia capire l’origine del gene e delle sue triplette. Il gene nasce nei primi organismi multicellulari comparsi sulla Terra, nell’ameba Dictyostelium discoideum. In questa specie antica, priva di neuroni e di cervello, il gene nasce innocente, senza i CAG. Si pensa per permettere l’adesione fra le cellule. Il primo CAG compare nel riccio di mare che presenta il primo tentativo di sistema nervoso organizzato e sono 2 ripetizioni. Il trattodi triplette si allunga nelle specie superiori fino a raggiungere il numero più alto nell’uomo. Perché l’evoluzione tende a conservare ed espandere i CAG nel gene Huntington attraverso i millenni? Analizzando il gene nelle diverse specie lungo l’evoluzione, si osserva un incremento del numero di triplette CAG parallelamente all’aumento della complessità del sistema nervoso. Da qui l’idea che l’allungamento del CAG sia un evento positivo che determina la formazione di sistemi nervosi sempre più complessi. La neurologa Peg Nopoulos dell’Università dell’Iowa ha studiato bambini ed adolescenti con il gene sano e mutato identificando che alcuni aspetti di pensiero e comportamento possono essere influenzati positivamente dalla lunghezza del CAG. Il CAG che si allunga è quindi determinante nella nostra evoluzione? Uno studio svolto in Germania suggerisce che chi ha più CAG nel rangesano ha più materia grigia. La malattia è quindi l’esasperazione di un tratto evolutivo importante? Forse è proprio cosi. Secondo le stime calcolate all’Università della British Columbia da Michael Hayden e colleghi, entro il 2050 nel Nord America i casi di Huntington aumenteranno.
Un’ampia parte della conferenza è dedicata alle cellule staminali e al loro utilizzo per capire la funzione del gene Huntington. Le presentazioni di Elena Cattaneo ed Ali Brivanlou mostrano come le cellule staminali permettano di identificare funzioni critiche svolte dal gene Huntington nell’uomo. Dal 1995 sappiamo che senza il gene Huntington non nasciamo. Le nuove ricerche identificano alcuni meccanismi molecolari alla base dell’attività del gene sano durante lo sviluppo del Sistema Nervoso Centrale. Ali Brivanlou della Rockefeller Universitymostra che il gene è attivo sin dalle prime fasi dell’embriogenesi nelle cellule che costituiscono la blastocisti, uno stadio dello sviluppo embrionale osservato a partire dal 4º giorno dopo la fecondazione. Sembra che regoli il metabolismo dell’embrione. Elena Cattaneo spiega invece che il gene Huntington è essenziale per il corretto sviluppo del tubo neurale, la struttura embrionale da cui origina l’intero sistema nervoso. I risultati presentati forniscono nuovi spunti di riflessione e permettono di ipotizzare che alcune molecole regolate dal gene Huntington durante lo sviluppo sono critiche anche per l’attività del cervello adulto. Tra di esse vi sono regolatori della struttura e dell’attività della sinapsi. Disfunzioni sinaptiche e dei circuiti cerebrali sono un aspetto ormai consolidato nella malattia. Comprendere la loro origine ed identificare farmaci che le correggano sono importanti obiettivi della ricerca sui nuovi farmaci.
Una strategia terapeutica fortemente voluta e finanziata da CHDI è volta a bloccare la produzione di huntingtina mutata per contrastare all’origine gli effetti di tossicità indotti da questa proteina sui neuroni. E’ dal 2005 che CHDI sostiene la ricerca sulle molecole sintetiche chiamate RNA interferenti o nucleotidi antisenso che, agendo selettivamente sul gene mutato, bloccano la produzione di huntingtina mutata. Queste molecole funzionano con buona efficienza in diversi modelli animali della malattia. Recentemente sono state somministrate anche alle scimmie superando con successo le prime prove di tossicità. Tra le novità in questo campo David Corey dell’University of Texas Southwestern Medical Center propone un nuovo sistema detto delle dita di zinco. Tutti gli esseri viventi hanno queste proteine a dita di zinco (PDZ) che hanno la capacità di riconoscere e legarsi a specifiche sequenze del DNA. Sono state progettate PDZ che legano specificamente il gene Huntington con oltre 35 ripetizioni di triplette CAG. Gli ottimi risultati ottenuti nei modelli malattia suggeriscono che le proteine a dita di zinco possono essere sperimentate a breve anche nel paziente. Per la solidità e replicabilità dei risultati CHDI afferma pubblicamente che è disposta a continuare a finanziare e seguire questi studi nell’uomo. I ricercatori devono solo essere certi che questo processo di attacco all’huntingtina mutata sia veramente selettivo. Non bisogna correre il rischio di colpire il gene sano. Infatti, è fondamentale che quest’ultimo continui a produrre huntingtina sana, benefica per il cervello.
La comunità scientifica e medica ritiene estremamente necessario disporre di marcatori biologici per la Malattia di Huntington perchè le misure cliniche, basate sulle osservazioni del neurologo, non sono sufficientemente sensibili per analizzare lo stato e la progressione della Corea. Un’intera sessione del congresso è dedicata ai marcatori di patologia. CHDI è dal 2002 impegnata a finanziare la ricerca sui marcatori di patologia e i progetti da essa sostenuti hanno permesso di evidenziare diversi marcatori da misurare nel sangue o nelle urine. La maggior parte di essi però non ha superato le prove di affidabilità e validazione se misurati in un vasto numero di pazienti e in centri clinici indipendenti. L’esempio proposto è quello della molecola 8OHdG, emersa nel 2006, ed oggi definitivamente esclusa dalla lista dei potenziali biomarcatori.
Risultati molto promettenti vengono però dallo studio TRACK-HD coordinato da Sarah Tabrizi dell’University College London. TRACK-HD è progettato per osservare i cambiamenti nel tempo delle persone con la mutazione. Partito nel gennaio 2008, ha coinvolto 120 individui presintomatici, 123 persone con Malattia di Huntington molto iniziale e 123 persone sane. Lo studio ha rilevato molti cambiamenti nel corso del tempo nel gruppo di persone con i primi sintomi di malattia. Il più sensibile è la perdita di volume cerebrale ma si sono osservati cambiamenti anche nella memoria, nel pensiero e nei compiti motori. Lo studio, inoltre, dimostra che avvengono sostanziali alterazioni nel volume della corteccia e dello striato delle persone che si suppone siano più vicine all’esordio della malattia. Sono stati osservati anche evidenti cambiamenti nei movimenti oculari ma questi ultimi risultati richiedono ulteriori conferme prima di potere essere usati nelle sperimentazioni cliniche. Se troviamo un farmaco che migliora i sintomi della malattia, ci saranno modifiche anche nel comportamento e nelle scansioni cerebrali come rilevato da TRACK-HD? Questo è ciò in cui sperano tutti i ricercatori per svolgere in maniera ancora più efficiente le sperimentazioni future. Per rendere sempre più specifico questo processo di monitoraggio CHDI ha da poco reclutato Kennet Marek dell’Università di Yale, uno dei maggiori esperti al mondo di tecniche di imaging molecolare. Nel suo intervento Marek descrive lo sviluppo di nuovi traccianti per la PET in grado di rilevare disfunzioni di proteine tossiche, neurotrasmettitori e recettori alterati nel Parkinson e nell’Alzheimer. Reclutare pazienti e monitorare la malattia è un obiettivo importante per studiarne la progressione e provare nuovi farmaci. Tiago Mestre dell’Università di Toronto presenta Enroll-HD, uno studio che vuole integrare i dati raccolti da due importanti studi clinici: COHORT in Nord America ed Australia e REGISTRY in Europa.
Anche sul fronte dei nuovi farmaci ci sono importanti novità. Marg Sutherland descrive il piano del National Institute of Health che ha deciso di erogare 54 milioni di dollari l’anno per la ricerca di farmaci per l’Huntington. Tra le molecole studiate e su cui anche CHDI sta facendo grandi investimenti, spicca PF-2545920, un inibitore della fosfodiesterasi 10A prodotto dalla Pfizer. La fosfodiesterasi 10A è un enzima presente quasi esclusivamente nei neuroni striatali. Eccessivi livelli di enzima sono tossici e dannosi per i neuroni. Anche se i livelli di fosfodiesterasi 10A diminuiscono con la progressione della malattia, sembra che l’enzima si accumuli nei neuroni dello striato maggiormente colpiti dalla neurodegenerazione. Visti i buoni risultati osservati negli studi preclinici su animali è stata pianificata per il 2014 una prima sperimentazione della molecola in pazienti a stadi precoci della malattia.
Tra le strategie farmacologiche in fase di sviluppo vi è anche la produzione di molecole che si legano ai recettori cerebrali TrkB. Sono recettori normalmente legati dalla neurotrofina Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF). Il risultato è l’attivazione di segnali importanti per la sopravvivenza dei neuroni. I livelli di BDNF sono ridotti nella malattia e quindi anche l’attività di TrkB e dei segnali neuroprotettivi a valle. Oltre a strategie mirate all’aumento dei livelli di BDNF nel cervello Huntington, la fondazione CHDI sta investendo nella ricerca di molecole sintetiche che si legano al recettore TrkB per stimolarlo proprio come fa il BDNF. Meno incoraggianti sono invece i risultati sugli inibitori della chinurenina 3-monoossigenasi, un enzima implicato nel metabolismo del triptofano, un aminoacido da cui deriva un prodotto tossico, l’acido quinolinico. I livelli di acido quinolinico sono elevati nel cervello del paziente Huntington. L’obiettivo è quindi bloccarne la produzione inibendo l’attività della chinurenina 3-monoossigenasi. Il composto prodotto da CHDI chiamato CHDI-340246 purtroppo non ha dato buoni risultati nei modelli animali in cui è stato valutato. Lo stesso vale per gli inibitori delle iston-deacetilasi 4 (HDAC4), molecole espresse nel cervello ed implicate nell’interazione fra proteine e nell’attività genica. Gli esperimenti condotti dal gruppo di Gillian Bates al King’s College dimostrano che l’inattivazione del gene HDAC4 è di beneficio al topo Huntington. Purtroppo diversi composti che inibiscono HDAC4 prodotti da CHDI non sono efficaci nel modello animale. Serviranno altri studi per capire se questa rimane ancora una buona strada da percorrere.
Ma quali altri farmaci in futuro? Sono stati identificati tanti meccanismi molecolari implicati nella malattia.
Quali nuovi bersagli sono da colpire?
Per rispondere a questa domanda viene in aiuto la Biologia dei Sistemi, una nuova disciplina che unisce biotecnologici, bioinformatici e biochimici per comprendere e predire il funzionamento dei sistemi biologici a livello molecolare e le loro disfunzioni. La Biologia dei Sistemi consente di rianalizzare in breve tempo e a basso costo tutti i dati prodotti nei modelli cellulari ed animali di malattia e predice tra i meccanismi di patologia quelli maggiormente alterati, proponendoli come nuovi candidati bersagli per lo sviluppo di farmaci. CHDI ha per questo reclutato uno dei maggiori esperti del campo, Hiroaki Kitano del System Biology Institute e Okinawa Institute of Science and Technology.
Quali le importanti novità per le famiglie?
Anche se alcune strategie non hanno dato i risultati sperati (pensiamo tra i farmaci agli inibitori della chinurenina 3-monoossigenasi e delle istondeacetilasi), il congresso si chiude con un messaggio di speranza. Tra le strategie più promettenti vi sono di certo quelle mirate all’inattivazione del gene mutato. E’ recente la notizia di una collaborazione tra due importanti ditte farmaceutiche, Isis e Roche, per portare molecole che silenziano il gene mutato presto in clinica. Riponiamo speranze anche gli inibitori delle fosfodiesterasi che, per ora, hanno superato con successo test importanti in molti modelli della malattia. La strada verso la cura è lunga ma il congresso di Venezia ci dice che tante sono le strade percorse dalla ricerca. L’interesse del mondo scientifico nei confronti della Malattia di Huntington sta crescendo ogni giorno sempre di più. Studiare l’Huntington è importante per non solo trovarne la cura ma anche per svelare i processi alla base dell’evoluzione della specie umana.
Dott. ssa Chiara Zuccato, Università degli Studi di Milano, Coordinatrice Comitato Scientico Aich Milano Onlus