All’ultima edizione dell’ASGCT, la genetista Beverly Davidson ha presentato i suoi studi e discusso strategie per ideare terapie efficaci che mirano al cervello
Inserire, produrre, riparare. Volendo riassumere al massimo il funzionamento di una terapia genica si può parafrasare la celebre locuzione di Giulio Cesare per indicare un successo rapido e inconfutabile. Nella realtà però le terapie avanzate sono tutt’altro che semplici e non si liquidano in tre parole (quattro se volessimo aggiungere la “cura” come risultato finale dell’operazione); molto spesso, infatti, la più evidente criticità associata al funzionamento di questi trattamenti risiede proprio nel primo passaggio, cioè l’inserimento del gene terapeutico tramite un vettore specifico. Lo ha ricordato la genetista Beverly Davidson in un intervento durante il Meeting Annuale dell’American Society of Gene and Cell Therapy (ASGCT), che si è tenuto a Boston lo scorso maggio, adducendo come esempio la ricerca sulla malattia di Huntington.
HUNTINGTON: UNA MALATTIA POCO NOTA E SENZA CURE RISOLUTIVE
Genetista di fama mondiale e direttrice del Raymond G. Perelman Center for Cellular and Molecular Therapeutics presso il Children’s Hospital di Filadelfia, Davidson ha svolto gran parte delle proprie ricerche nel campo delle patologie neurodegenerative, divenendo un’indiscussa autorità sulla malattia di Huntington, patologia ereditaria del sistema nervoso per la quale non è ancora disponibile un trattamento risolutivo. A causa dei terribili sintomi cognitivi, psichiatrici e fisici (in passato veniva chiamata còrea in conseguenza dei movimenti involontari e della disartria di cui sono spesso vittime i malati), la Huntington è stata da sempre permeata da un forte stigma sociale, costringendo chi ne soffriva all’isolamento e alla vergogna per un destino non modificabile.
Per fortuna - e grazie all’impegno di alcune figure pubbliche rilevanti - nel tempo tale atteggiamento è stato combattuto e ridimensionato ma, ancora oggi, la consapevolezza del grande pubblico di cosa sia questa malattia è assai ridotta; soprattutto nel confronto con altre patologie neurodegenerative, quali l’Alzheimer o la SLA. Ciò non agevola l’ottenimento di fondi per la ricerca scientifica. Insieme alla rarità e al profilo molecolare della malattia, questo quadro dà ragione del motivo per cui sia tanto difficile mettere a punto una terapia valida.
La mutazione che causa la malattia di Huntington consiste nell’espansione della tripletta CAG (Citosina-Adenina-Guanina) all’interno della sequenza del gene HTT, che codifica per la proteina huntingtina: maggiore è il numero di triplette, più precoce sarà la prima manifestazione dei sintomi. La scoperta della mutazione della malattia di Huntington ha una storia straordinaria che risale al lavoro di Nancy Wexler, la quale all’inizio degli anni Novanta pubblicò il lavoro in cui si identificava per la prima volta il gene responsabile della malattia. Da allora sono trascorsi più di trent’anni senza che siano state elaborate terapie efficaci: numerosi fallimenti si sono succeduti nel tempo ma oggi la comunità di ricercatori, clinici e pazienti ripone concrete speranze nelle terapie avanzate. Alcuni mesi fa a suscitare entusiasmo furono i risultati di uno studio clinico di Fase I/II con un trattamento sperimentale a base di un microRNA (AMT-130) che lega in maniera specifica l’RNA messaggero codificante per l’huntingtina, riducendo così la produzione della proteina tossica.
VIRUS ADENO-ASSOCIATI (AAV): IL CUORE PULSANTE DI UNA TERAPIA GENICA
Il “veicolo” di trasporto del microRNA dentro le cellule è un virus adeno-associato di tipo 5 (AAV5), uno fra quelli a cui ha dedicato il proprio impegno Beverly Davidson. Nel corso della sua carriera, infatti, la genetista statunitense ha perseguito il miglioramento dei virus adeno-associati da utilizzare nella realizzazione di terapie geniche per le patologie del sistema nervoso centrale, guardando in modo particolare alla selezione dei carichi più adatti (alcuni geni, ad esempio, sono troppo lunghi e richiedono vettori con maggior capienza) in relazione ai più appropriati schemi di somministrazione. Un lungo percorso che, a partire dai modelli in vitro, l’ha portata a perfezionare gli esperimenti nei modelli animali con l’obiettivo di tagliare presto il traguardo della sperimentazione sui pazienti affetti dalla malattia.
In una specifica sessione dell’ASGCT, durante cui ha ricevuto un riconoscimento per la lunga carriera in questo settore, Davidson ha affermato che tra i principali ostacoli connessi alle malattie genetiche del cervello, figurano soprattutto la scalabilità e la scarsa efficienza dei trattamenti, ricordando come negli ultimi venticinque anni gli scienziati abbiano esplorato vettori alternativi all’AAV2 attraverso cui raggiungere le cellule neuronali. La somministrazione endovenosa non sembrava, infatti, essere la via ottimale per raggiungere le cellule del cervello interessate dalla patologia - che risiedono nel nucleo caudato e nel putamen - e questo ha avuto enormi conseguenze sulle capacità di produzione su larga scala dei vettori.
In un articolo pubblicato lo scorso anno su Nature Communications, Davidson e il suo team hanno descritto le potenzialità di un nuovo vettore virale - AAV-DB-3 - in grado di raggiungere il putamen e i nuclei caudati senza dispersione in altri organi. Altri sierotipi virali (fra cui AAV9 e AAVrh10) iniettabili per via endovenosa riescono a superare la barriera emato-encefalica, ma con una minor efficenza nei confronti della loro destinazione finale e mantenendo una carica virale in grado di indurre risposte immunitarie e provocare tossicità epatica. Sono state anche testate delle varianti per via intraparenchimale, più efficienti nel raggiungere il bersaglio giusto, ma col problema che richiedono multiple somministrazioni per conseguire l’effetto voluto. Nelle malattie come la Huntington la precisione con cui centrare il bersaglio rimane un aspetto cruciale.
Nel corso degli anni, Davidson ha personalizzato i vettori AAV da infondere nel cervello, in maniera tale da consentire un targeting mirato, facendo ricorso ad approcci di apprendimento automatico per più fini miglioramenti del capside virale. Così, dopo aver generato enormi librerie composte da decine di milioni di capsidi innovativi, il gruppo di Filadelfia si è focalizzato sui più promettenti e, al termine di un serrato processo di screening e di valutazioni su modelli animali, ha selezionato il sierotipo AAV-DB-3. “L’AAV-DB-3 si è davvero distinto per la sua capacità di trasdurre i neuroni corticali degli strati profondi, importanti nella malattia di Huntington”, spiega Davidson. Inoltre, i risultati pubblicati sono stati ottenuti con dosi relativamente basse e hanno richiesto una sola infusione per emisfero, superando le prestazioni dell’AAV5, ampiamente utilizzato in vari protocolli.
MSH3 E L’INSTABILITÀ GENOMICA
E non finisce qui. Infatti, le ricerche di Beverly Davidson si sono estese anche alle modalità di espansione della tripletta CAG, guardando al ruolo del gene MSH3 che codifica per una proteina chiave, coinvolta nei sistemi di riparazione del DNA (MMR). Da alcuni anni è noto che nella malattia di Huntington MSH3 favorisce le espansioni di CAG perciò, insieme a Paul Ranum, Davidson ha dimostrato l’impatto della riduzione dei livelli di MSH3 sull’instabilità somatica tipica della malattia. La ricerca è stata pubblicata in pre-print a gennaio su bioRxiv: dimostra che nei modelli animali la riduzione di MSH3 abbassa l’instabilità somatica e ritarda l’insorgenza dei sintomi della malattia. Latus Bio - l’azienda biotech fondata da Ranum e Davidson che poche settimane fa ha annunciato di aver raccolto 97 milioni di dollari di finanziamenti destinati alla ricerca scientifica - spera di presentare la domanda di autorizzazione per LTS-201, un nuovo farmaco sperimentale per la malattia di Huntington prima della fine dell’anno in corso, aggiungendosi ad altre due aziende biotecnologiche già orientate nel prendere di mira il gene MSH3 (seppur con approcci diversi).
Tutto ciò conferma come la ricerca sulla malattia di Huntington continui a spaziare dalla messa a punto di innovative terapie geniche, all’impiego di tecniche di editing genetico, considerando persino i punti più remoti e sconosciuti del genoma, in quelle regioni che compongono il cosiddetto “junk DNA” (DNA spazzatura, che poi in realtà, come raccontato da Osservatorio Terapie Avanzate, spazzatura non è).
