Un recente studio ha aperto la via ad una nuova modalità di terapia genica, non più basata sulla sostituzione del gene mutato ma sulla sua correzione, mediante l’impiego di brevi sequenze di acidi nucleici (gli elementi costitutivi di DNA o RNA), che vengono veicolati alle cellule da curare per mezzo di piccolissime particelle (nanoparticelle), sostituendo una sequenza normale a quella di una specifica mutazione del gene CFTR, con il meccanismo di “ricombinazione”.
Il lavoro scientifico è stato pubblicato dalla prestigiosa rivista Nature Communications (1) da un gruppo di ricerca della Yale University (USA), abbastanza giovane ma molto attivo nel campo dei meccanismi di trasferimento di farmaci in cellule e tessuti.
Nello studio gli autori utilizzano delle “nanoparticelle” per veicolare, all’interno di un sistema cellulare di cellule bronchiali che portano la mutazione F508del, dei “PNA” (peptide nucleic acid analoghi di oligonucleotidi). Il trasferimento riesce, in un numero significativo di cellule, a correggere la mutazione attraverso il meccanismo di ricombinazione. Successivamente, lo stesso gruppo di ricerca replica l’esperimento “in vivo” sul modello di topo FC, veicolando i PNA in cellule di epitelio nasale e in cellule bronchiali con gli stessi effetti positivi, dimostrati dall’analisi dei potenziali su cellule di epitelio nasale.
Si tratta di uno studio di base, sicuramente molto promettente, che combina tre elementi nuovi:
A) L’uso di nanoparticelle, ossia microscopiche particelle di materiale inerte, non tossico, solubile, che riescono a trasportare farmaci (anche molecolari) all’interno di specifiche cellule o tessuti. Le nanoparticelle: a) favoriscono l’arrivo di una maggiore quantità di farmaco nello specifico tessuto; b) consentono un maggior tempo di contatto tra il farmaco e il sito bersaglio; c) riducono il contatto del farmaco con tessuti diversi (quindi diminuendo gli effetti collaterali e tossici di molti farmaci). Le nanoparticelle stanno gradualmente sostituendo i vettori virali (potenzialmente più tossici) che per oltre un decennio si sono usati in terapia genica. Oggi infatti diversi tipi di nanoparticelle vengono usati per veicolare farmaci nella terapia di malattie neoplastiche e genetiche nell’uomo con eccellenti risultati, tanto che è sorta una nuova disciplina scientifica la “nanomedicina”. Alcuni anni fa la Fondazione Ricerca FC ha finanziato le ricerche del gruppo della Prof.ssa F. Quaglia dell’Università Federico II di Napoli, che ha sviluppato dei sistemi di nanoparticelle per il trasferimento di antibiotici in cellule dell’apparato respiratorio.
B) L’uso dei PNA (analoghi proteici di nucleotidi naturali), che sono tratti di DNA modificato, in grado di legare con grande affinità altre sequenze di DNA ma privi della capacità replicativa. Nel presente studio questi analoghi sono capaci di legare la sequenza di DNA vicina al sito della mutazione F508del e, attraverso un meccanismo di ricombinazione, sostituire una sequenza normale a quella mutata. I PNA si utilizzano da alcuni anni nel campo della terapia molecolare della FC (per ora solo in vitro o in modelli animali) con diversi effetti. Ad esempio in Italia il gruppo di ricerca del Dott. F. Amato (CEINGE-Napoli) ha descritto in un paio di lavori scientifici l’utilizzo (anche in questo caso in sistemi cellulari) dei PNA per bloccare piccole molecole di RNA (microRNA) che inibiscono l’espressione di CFTR, favorendo quindi una maggiore produzione della proteina.
C) La possibilità di utilizzare, come indicatori del funzionamento della terapia molecolare, l’attività di CFTR misurata su cellule nasali facilmente ottenibili. La Fondazione Ricerca FC ha recentemente finanziato un progetto italiano (G. Castaldo-CEINGE) proprio sull’utilizzo di questo sistema cellulare per studiare l’effetto molecolare di nuove mutazioni e la risposta a farmaci molecolari.
Sicuramente lo studio americano ha aperto una strada moderna, innovativa e molto promettente nel campo della terapia FC (anche perché lo stesso sistema, con opportune modifiche, può essere utilizzato per correggere tutte le mutazioni del gene CFTR). Naturalmente, per ora si tratta di una fase iniziale dello studio che impiegherà anni prima di poter prevedere un trasferimento clinico efficace, ma l’approccio è molto promettente.
1. McNeer NA, et al. Nanoparticles that deliver triplex-forming peptide nucleic acid molecules correct F508del CFTR in airway epithelium. Nature Communications 6:6952 DOI: 10.1038/ncomm7952 www.nature.com/nature communications.
