Le nanoparticelle lipidiche stanno emergendo come alternativa ai vettori virali per veicolare geni anche nelle cellule staminali del muscolo, garantendo un beneficio più duraturo
Il panorama della terapia genica per le malattie che colpiscono il muscolo scheletrico è oggi dominato dai vettori virali adeno-associati (AAV). Un esempio è Elevidys, autorizzata nel 2023 dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per la distrofia muscolare di Duchenne Questi vettori, però, trasducono soprattutto le fibre muscolari mature, lasciando in gran parte escluse le cellule staminali, fondamentali per la rigenerazione del tessuto. Per superare questo limite, stanno emergendo strategie alternative, come le ormai note nanoparticelle lipidiche. Cecilia Jimenez-Mallebrera, ricercatrice esperta di malattie neuromuscolari presso il Sant Joan de Déu Pediatric Hospital di Barcellona, ne descrive le potenziali applicazioni nelle malattie muscolo-scheletriche sulla rivista CRISPR Medicine News.
SICUREZZA ED EFFICACIA DELLE TERAPIE CON AAV
Le malattie muscolari scheletriche di origine genetica, come la distrofia muscolare di Duchenne o di Becker, sono causate da mutazioni in geni fondamentali per la stabilità e la funzione delle fibre muscolari. La terapia genica rappresenta un approccio promettente per correggere questi difetti e si basa principalmente su vettori virali adeno-associati (AAV), virus incapaci di replicare ma in grado di trasferire il gene terapeutico nelle cellule muscolari.
Questi vettori sono i più utilizzati nell’ambito della terapia genica di tipo in vivo, ma la loro sicurezza ed efficacia restano oggetto di attenzione (Osservatorio Terapie Avanzate ne ha parlato recentemente qui). L’estate scorsa un evento fatale verificatosi durante uno studio clinico ha portato a uno stop temporaneo dell’uso clinico di Elevidys negli Stati Uniti, e uno stop degli studi clinici e dell’iter regolatorio in Europa. Circa un mese fa è stata diffusa la notizia dell’avvio di un nuovo studio clinico di Fase III in Europa per raccogliere ulteriori dati e permettere l’accesso ai pazienti del vecchio continente.
IL NODO DELLE CELLULE STAMINALI MUSCOLARI
Una delle criticità delle piattaforme AAV, oltre agli aspetti di sicurezza, riguarda anche il meccanismo di azione: questi vettori tendono infatti a trasdurre prevalentemente le fibre muscolari mature, lasciando in gran parte escluse le cellule staminali muscolari, note come cellule satelliti.
Questo aspetto è tutt’altro che secondario. Nelle distrofie muscolari, il tessuto è sottoposto a cicli continui di degenerazione e rigenerazione. Se le cellule staminali non vengono corrette, le nuove fibre continueranno a portare la mutazione, con una progressiva perdita dell’effetto terapeutico nel tempo. In altre parole, anche una terapia inizialmente efficace rischia di “diluire” il proprio beneficio nel tempo.
L'ALTERNATIVA DELLE LIPOPARTICELLE
Le nanoparticelle lipidiche (LNP) stanno emergendo come una possibile alternativa per il trasporto di materiale genetico nelle cellule, sia a scopo di vaccino che di terapia genica. A differenza degli AAV, le LNP possono veicolare RNA terapeutici e componenti del sistema di editing genetico, come CRISPR, non solo nelle fibre muscolari ma anche nelle cellule satelliti e in altri tipi cellulari coinvolti nella patologia.
Nel sangue, le LNP si rivestono di una “corona” di proteine plasmatiche, che vengono riconosciute dai recettori LDLR, particolarmente abbondanti sulle cellule staminali muscolari. Di conseguenza, pur determinando un’espressione del gene terapeutico molto più breve rispetto agli AAV, potrebbero paradossalmente garantire un beneficio più duraturo. A questo si aggiunge un ulteriore vantaggio: le nanoparticelle lipidiche possono essere somministrate più volte perché, a differenza dei vettori virali, non vengono riconosciute dal sistema immunitario, rendendo possibile la ripetizione di un trattamento nel tempo.
IL COLLO DI BOTTIGLIA: IL FEGATO
Nonostante queste premesse, l’ostacolo principale resta la delivery, ovvero come far arrivare le nanoparticelle al loro bersaglio. Le vie di somministrazione locale, come quella intramuscolare, garantiscono un’elevata efficienza di trasduzione ma limitata al sito di iniezione. Al contrario, quando le LNP vengono somministrate per via sistemica, ad esempio per iniezione endovenosa, la maggior parte si accumula nel fegato.
Questo avviene perché le apolipoproteine che si depositano sulla superficie delle LNP vengono riconosciute dai recettori degli epatociti, favorendone l’ingresso. Il fegato, quindi, intercetta gran parte delle nanoparticelle prima che possano raggiungere altri tessuti.
Solo una piccola frazione arriva effettivamente al muscolo, rendendo necessario aumentare la quantità di farmaco per ottenere l’effetto terapeutico desiderato, con un conseguente aumento del rischio di tossicità. Inoltre, l’accumulo epatico può portare a eventi off-target, inclusi eventi di editing indesiderato in un organo che non è quello bersaglio.
OTTIMIZZARE LA DISTRIBUZIONE
Per superare questo limite, la ricerca si sta muovendo su più fronti. Una prima strategia consiste nel cosiddetto Selective Organ Targeting, che prevede variazioni controllate nella formulazione delle nanoparticelle, intervenendo su lipidi ionizzabili con dimensione e carica superficiale per ridurre l’accumulo nel fegato e favorire la distribuzione verso altri organi.
Parallelamente, si stanno sviluppando approcci basati sull’aggiunta di molecole di targeting, come peptidi o anticorpi, in grado di legarsi a recettori espressi sulle cellule muscolari, aumentando la probabilità che le nanoparticelle raggiungano il tessuto bersaglio.
NUOVA PROSPETTIVA
Sebbene la distribuzione delle nanoparticelle lipidiche sia ancora inefficiente, lo studio di questa piattaforma sta aprendo nuove prospettive, tra cui la possibilità di intervenire in una fase estremamente precoce dello sviluppo, durante la vita fetale. Molte malattie muscolari genetiche sono infatti congenite e un intervento precoce potrebbe aumentare le probabilità di successo, soprattutto con le LNP.
In questa finestra, la maggiore permeabilità dei tessuti, la ridotta attività del sistema immunitario e l’elevata proliferazione cellulare potrebbero facilitare la diffusione delle nanoparticelle e potenziarne l’efficacia. Studi preclinici hanno già mostrato che la somministrazione in utero può indurre un’espressione diffusa del gene, con effetti osservabili dopo la nascita. Resta però ancora da dimostrare se questi risultati possano tradursi in un’applicazione clinica su larga scala.
