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14 Maggio 2018

Test degli organoidi intestinali e test della corrente intestinale (ICM) per misurare la funzionalità della proteina CFTR

Autore: Maria
Domanda

Il test con gli organoidi intestinali (ho letto su un articolo) è stato già usato in Olanda per provare un farmaco potenziatore al fine di giustificare la spesa delle assicurazioni sanitarie. È una realtà molto lontana in Italia? Ho eseguito il test delle correnti intestinali a Verona: c’entra qualcosa con gli organoidi intestinali? È corretto dire che entrambi permettono di capire anche l’entità della CFTR?

Risposta

Il test degli organoidi intestinali e quello della Misura di Corrente Intestinale (ICM) sono due modalità di studiare e quantificare la funzionalità della proteina CFTR. Entrambe partono dal prelievo di un piccolo frammento di mucosa rettale (mini-biopsia rettale, innocua e indolore), su cui si possono fare indagini laboratoristiche: si parla anche di test o di modelli ex vivo.

Nel caso di ICM, su questo frammento, con l’epitelio opportunamente disteso su adeguato supporto, utilizzando uno speciale minuscolo contenitore (la camera di Ussig) e un minicongegno per misurazioni elettriche, si misura l’entità di corrente elettrica che attraversa il sottile strato di epitelio. La corrente è generata dal passaggio di ioni (in particolare cloro ioni e bicarbonato ioni) dall’interno delle cellule che compongono l’epitelio verso l’esterno. Questo passaggio è prevalentemente legato alla funzionalità della proteina CFTR (un canale della membrana cellulare deputato al trasporto di cloro e bicarbonato). Più elevata è l’intensità di corrente più alta è la funzionalità del canale CFTR. Nella FC classica tale corrente è praticamente assente, mentre è solo ridotta nella FC con mutazioni a funzione residua.

Nel test degli organoidi si sfrutta la presenza nel frammento di mucosa di cellule staminali (quelle deputate a generare nuove cellule epiteliali e quindi al rinnovo continuo dell’epitelio). Con opportuni accorgimenti tecnici si riesce a ottenere da queste la produzione di piccole strutture pressoché sferiche, una specie di organi epiteliali in miniatura (organoidi appunto). Se la proteina CFTR, opportunamente stimolata, è funzionante, queste sferule si rigonfiano, a seguito della secrezione di ioni che trascinano acqua al loro interno. Il rigonfiamento, ben misurabile, è tanto maggiore quanto più efficiente è la funzionalità del canale CFTR. La mancanza di funzione CFTR lascia le sferule praticamente collassate. Questi organoidi quindi possono rappresentare un buon modello di fisiologia o di patologia FC, vicino a quello che avviene nell’organismo vivente (da qui il concetto di ex vivo).

Il test ICM viene attuato solo in pochi laboratori. È un test piuttosto complesso e delicato e finora è stato impiegato per studi di fisiopatologia, ma anche, non sempre con successo, per la diagnosi di casi incerti di FC. È stato usato anche per valutare l’efficacia di trattamenti in vivo con farmaci modulatori di CFTR. Più problematico si è rivelato l’impiego per predire l’efficacia di quei trattamenti nel singolo individuo, mediante trattamento in laboratorio su frammenti di mucosa rettale. Per questo ha preso invece già piede, e in misura più convincente, il test degli organoidi intestinali, sviluppato originariamente in un istituto di ricerca olandese (Rotterdam). Il test si sta ora diffondendo in altri laboratori, anche in Italia (FFC ha contribuito con progetti a questa estensione). Si possono trattare in laboratorio gli organoidi con farmaci presuntivamente attivi sul canale CFTR (potenziatori e correttori o loro miscele), valutandone l’effetto di rigonfiamento, predittivo della loro efficacia sulla persona malata, anche nei casi non rappresentati negli studi clinici in quanto aventi un genotipo (mutazioni CFTR), magari raro, di cui sia problematica l’indicazione al trattamento. Il test si presenta oggi come un valido approccio per prevedere nel singolo paziente l’efficacia o meno di una promessa terapeutica: una strada aperta alla cosiddetta medicina personalizzata in FC.

Per tornare alla domanda e riassumendo, è vero, le autorità regolatorie olandesi hanno stabilito che il farmaco Kalydeco (potenziatore di CFTR in pazienti con mutazioni di classe III) sia prescrivibile e rimborsabile dalle assicurazioni sanitarie private (che in Olanda sostituiscono il servizio sanitario pubblico) quando risultasse efficace sugli organoidi intestinali costruiti a partire da una biopsia rettale di quel soggetto. Questo è un passaggio molto importante nell’applicazione pratica dei farmaci potenziatori o correttori della proteina CFTR. Finora i nuovi farmaci modulatori di CFTR vengono prescritti solo sulla base dei risultati clinici ottenuti negli studi clinici di fase 3, condotti su largo numero di malati con mutazioni CFTR ben definite. Ma si sa che il singolo malato può non rispondere o rispondere poco a quel farmaco e si pensa anche che vi possono essere malati con genotipi non compresi nei trial clinici che potrebbero giovarsi di quei farmaci. Il test degli organoidi intestinali permette di prevedere se il farmaco sia efficace o meno su quel particolare malato e quindi avvallare la partenza del trattamento.
Quella olandese è una realtà ancora lontana per l’Italia, ma le cose stanno procedendo molto velocemente. Proprio questo mese un gruppo di autorevoli ricercatori italiani ha sottolineato la necessità che nello sviluppo dei farmaci per FC e nella loro applicazione clinica l’Europa proceda verso una prospettiva regolatoria comune (1).

In linea generale oggi sappiamo che c’è una buona correlazione fra il risultato del test ICM e quello sugli organoidi nel misurare la funzionalità della proteina CFTR e perciò si può dire che entrambi i test permettono di capire come essa funziona in un determinato soggetto, ma il vantaggio degli organoidi sta nel loro utilizzo per prevedere l’efficacia dei nuovi farmaci modulatori di CFTR. Sul tema degli organoidi intestinali e del test ICM si possono trovare nel sito altre informazioni (2, 3).

1. Ponzano S, Nigrelli G, Fregonese L, Eichler I, Bertozzi F, Bandiera T, Galietta LJV, Papaluca M.A European regulatory perspective on cystic fibrosis: current treatments, trends in drug development and translational challenges for CFTR modulators. Eur Respir Rev. 2018 Apr 13;27(148). pii: 170124. doi: 10.1183/16000617.0124-2017. Print 2018 Jun 30. Review.
2. Organoidi: nuovo modello di studio per FC, 23/07/2015
3. Misura della corrente intestinale (ICM) nelle diagnosi incerte di fibrosi cistica, 19/08/2010

G. Borgo e G. M.


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