Si sa che le anomalie dovute alla proteina CFTR difettosa si manifestano in molti organi ancora prima della nascita, anche se non sono ben conosciuti la sequenza degli eventi e i meccanismi con cui si realizzano. In quest’area di ricerca non si può fare a meno dei modelli animali per capirne di più. Animali di discrete dimensioni come il maialino e il furetto con FC mimano abbastanza bene alcune manifestazioni precoci della malattia FC, tra le quali l’insufficienza pancreatica che determina notevole difficoltà di crescita nel periodo neonatale e soprattutto l’ileo da meconio, che è molto frequente ed è causa di elevata mortalità alla nascita.
Per questo un autorevole gruppo di ricerca internazionale (1) ha pensato che la somministrazione di VX-770 per via orale alla furetta gravida potesse proteggere il feto da queste manifestazioni, migliorandone la sopravvivenza e le caratteristiche della malattia nei mesi successivi alla nascita; e allo stesso tempo permettesse di conoscere meglio l’importanza e le conseguenze del difetto di CFTR durante la vita fetale. Mediante tecniche di ingegneria genetica hanno creato: furetti affetti da FC con genotipo G551D/G551D (omozigoti G551D), perché questa mutazione di tipo gating è stata la prima trattabile nell’uomo con il potenziatore VX-770 (Kalydeco); furetti FC con una sola copia di G551D) e assenza di gene CFTR funzionante (CFTR knockout = KO) nell’altro cromosoma (genotipo G551D/KO); furetti con entrambi i geni CFTR annullati (genotipo KO/KO), in pratica privi di proteina CFTR . La gravidanza della furetta dura 42 giorni e hanno scelto di iniziare la somministrazione di VX-770 per bocca a tutti e tre i modelli di furetto circa a metà della gravidanza (al giorno 28), perché hanno visto che a quest’epoca vi è abbondante presenza di CFTR nell’intestino e nel pancreas anche nel modello fetale FC già esistente. Hanno stabilito quale fosse la dose necessaria perché il farmaco raggiungesse concentrazioni utili negli organi del feto (è una dose simile a quella associata alla massima efficacia nell’uomo).
I risultati dell’esperimento sono stati questi: i nati sono stati oltre un centinaio per ogni genotipo e hanno risentito in maniera diversa dell’effetto di Kalydeco. Riguardo all’ileo da meconio, causa di mortalità neonatale in circa l’80% dei precedenti modelli di furetti FC, lo superano e sopravvivono il 96% dei furetti G551D/ G551D, il 63% di quelli G551D/KO e solo il 22% degli KO/KO. Riguardo alle caratteristiche della malattia FC: un numero minore di furetti per ogni genotipo è stato scelto per essere trattato con Kalydeco anche nei mesi successivi alla nascita (massimo 8 mesi) e studiato in vario modo, in genere a intervalli di 1 mese. Il modello G551D/G551D presentava alla nascita normalità dell’apparato genitale (vasi deferenti ed epididimo), pancreas esocrino ed endocrino funzionante (effettuato dosaggio dell’elastasi fecale e curva di tolleranza al glucosio), crescita molto buona, modesti segni di patologia polmonare (studi attraverso TAC polmonare, broncoscopia, biopsie, indagini istologiche): pochi batteri, rari tappi mucosi, scarsi segni d’infiammazione. Per contro, nessun effetto terapeutico di VX-770 si è manifestato nei neonati con proteina CFTR del tutto assente (genotipo KO/KO), mentre si sono manifestati effetti parziali in quelli con G551D/KO: nonostante una crescita migliore rispetto al genotipo KO/KO, il pancreas era insufficiente nella maggior parte dei feti (ma non in tutti), l’apparato genitale aveva le anomalie tipiche FC e così pure il polmone (anche se minori rispetto al KO/KO).
La spiegazione offerta dagli autori è che nel feto G551D/G551D il farmaco trova proteina sufficiente su cui agire: infatti agisce come potenziatore sul difetto di apertura (gating) della proteina che è collocata sulla membrana e non trova abbastanza CFTR su cui intervenire nel modello G551D/KO e per niente in quello KO/KO.
La controprova che l’effetto protettivo molto brillante, ottenuto nei feti G551D/G551D, è legato alla somministrazione del VX-770, è che, dopo 8 mesi di somministrazione il farmaco è stato gradualmente dismesso e puntualmente si sono manifestati segni conclamati di malattia a livello pancreatico e polmonare.
Rimangono aperte questioni fondamentali che presuppongono studi impraticabili nella donna gravida e che l’indispensabile utilizzo di modelli animali permetterà di chiarire. Una di tali questioni è quale sia l’epoca in cui il difetto di CFTR determina un danno irreversibile agli organi e quindi di conseguenza quale la “finestra” utile per la somministrazione del farmaco; e un’altra, quanto a lungo permanga nel corso della vita post-uterina il vantaggio della somministrazione fetale. Inoltre, probabilmente perché lo scopo dello studio era dimostrare l’efficacia di Kalydeco, non è stata presa in esame l’eventuale tossicità del farmaco: quindi non si fa cenno ad aborti o eventuali anomalie fetali, nonostante la numerosità delle gravidanze studiate sia notevole; né sono stati esaminati organi bersaglio di tossicità farmacologica come fegato e rene, né a livello fetale né postnatale. Però, nel complesso, lo studio suggerisce che un intervento farmacologico per trattare la malattia FC a livello fetale potrebbe essere possibile e che merita quindi continuare la ricerca a questo livello.
1) Sun X, Yi Y, Yan Z, Rosen BH, Liang B, Winter MC et all. In utero and postnatal VX-770 administration rescues multiorgan disease in a ferret model of cystic fibrosis. SciTransl Med. 2019 Mar 27;11(485).
