Ha avuto molta eco di stampa in questi giorni il caso di una bambina con fibrosi cistica che aveva mutazioni CFTR per le quali non erano indicati trattamenti con i modulatori della proteina CFTR tra quelli oggi disponibili in Italia (Kalydeco, Orkambi, Symkevi). Il suo genotipo è F508del/G970D.
Il gruppo di ricerca guidato da Luis Galietta del TIGEM di Pozzuoli, con la collaborazione del gruppo di genetisti coordinati da Giuseppe Castaldo del CEINGE di Napoli nonché dei ricercatori del Laboratorio di Genetica Medica del Gaslini di Genova, su richiesta dei medici che hanno in cura la bimba (Centro FC di Firenze, Meyer), si è proposto di studiare nelle cellule del suo epitelio nasale la molto rara mutazione G970D, di cui c’è una preliminare informazione risalente al 2016 su questo sito (1). L’intento era di conoscerne il meccanismo d’azione ed eventualmente la possibilità di trattamento con qualcuno dei modulatori di CFTR oggi disponibili in Italia (2). Ci si chiedeva in particolare se la bimba potesse essere trattata con Kalydeco, trattandosi di mutazione missenso, di cui si è individuata nello stesso studio la classe principale di appartenenza (classe III), mutazione molto simile ad altra, la G970R, che colpisce lo stesso codone 970 (una tripletta di basi che codifica normalmente per un aminoacido della catena proteica CFTR, la glicina, che viene sostituita da asparagina nella mutazione G970D e da arginina in G970R, un minimo e diverso scambio di aminoacidi che però determina difetti assai diversi nella proteina CFTR). La mutazione G970R in realtà era stata identificata da Vertex come sensibile al Kalydeco in vitro, ma non efficace in vivo (trial clinico).
Lo studio procede dapprima su linee cellulari epiteliali standard e poi su cellule primarie dell’epitelio nasale, ricavate con piccolo spazzolamento della mucosa nasale della bambina stessa. Vengono comparate, con complessi approcci di biologia molecolare, le caratteristiche delle due mutazioni simili (G970R e G970D) e si scopre che entrambe presentano un difetto di gating (difetto di apertura del canale CFTR), entrambe sensibili in diversa misura a Kalydeco, ma solo la G970D rivela con questo farmaco un elevato recupero di funzione (40%), simile a quello ottenuto nella capofila delle mutazioni di gating, la G551D. Ulteriori analisi mostrano peraltro che G970R presenta soprattutto una grave alterazione di splicing, per la mancata trascrizione di un frammento dell’esone 17 del DNA sul mRNA, deputato a far produrre la proteina. Questa è probabilmente la ragione per cui Kalydeco, pur parzialmente attivo in vitro, non lo è altrettanto in vivo. La mutazione G970D (quella della bimba), invece, presenta a livello di mRNA una perfetta giunzione dei pezzi di DNA genico e quindi nessun difetto di splicing. Viene anche scoperto che la mutazione G970D presenta un parziale difetto nel processo di maturazione, a livello di trafficking della CFTR, correggibile in vitro con i correttori lumacaftor o tezacaftor (e presumibilmente elexacaftor, contenuto nel Trikafta, non ancora disponibile in Italia).
Questo studio ha permesso, con abili approcci di biologia molecolare, frutto di ampie collaborazioni, di confermare che le mutazioni collocate abitualmente in una precisa classe funzionale, in realtà possono presentare disfunzioni tipiche di altre classi, anche nel caso interessante delle due mutazioni qui studiate, che incidono sullo stesso codone del gene CFTR (il codone 970): la G970R ha difetto parziale di gating (classe III) ma soprattutto grave difetto di splicing (classe I); la mutazione della bimba, la G970D, ha soprattutto un difetto di gating (classe III) ma ha anche un parziale difetto di trafficking (classe II, come la F508del, che ha anche a sua volta un difetto di gating).
La conclusione che interessa la bambina, da cui è partita questa originale storia di ricerca, è che lo studio ha suggerito che poteva essere trattata con Kalydeco, per il prevalente difetto di gating della sua mutazione G970D, ma maggior vantaggio avrebbe ricevuto con una combinazione di correttore + potenziatore (Orkambi o Symkevi e, in futuro, Trikafta) stante il suo genotipo (F508del/G970D), ma la stessa G970 forse poteva beneficiare del correttore per il suo parziale difetto di trafficking. Da nostre informazioni, sappiamo che la bimba ha avviato da poco il trattamento con Orkambi e che già oggi il cloro nel suo sudore è passato dal valore iniziale di 116 mEq/L a 36 mEq/L, quindi normalizzato, a dimostrazione del sostanziale recupero della funzione CFTR. Possiamo aggiungere che comunque questa bambina avrebbe potuto essere candidata, in un prossimo futuro, al trattamento con Trikafta, poiché questa triplice combinazione farmacologica (due correttori [tezacaftor ed elexacaftor] più il potenziatore ivacaftor), in base ai risultati di recenti trial clinici, si è dimostrata mediamente efficace nel trattamento di soggetti FC aventi anche una sola mutazione F508del, indipendentemente dalla mutazione che l’accompagna, come quella dello studio oggetto di questa recensione (3).
Questo studio peraltro appare molto interessante anche perché enfatizza l’importanza di includere cellule primarie dei pazienti (di relativamente facile approccio sono risultate quelle nasali) nonchè analisi di mRNA per meglio predire la sensibilità di un mutante CFTR al trattamento farmacologico. Questa è in sostanza la strada che si sta aprendo per personalizzare al massimo le terapie del difetto di base FC. Merita anche ricordare che in Italia i primi studi su cellule dell’epitelio nasale di persone con FC sono stati avviati nel 2013 dal gruppo di Giuseppe Castaldo dell’istituto CEINGE di Napoli, su progetto finanziato da Fondazione Ricerca Fibrosi Cistica (4), con risultati pubblicati nel 2017 (5). L’alternativa per questa personalizzazione terapeutica, che si sta rivelando altrettanto efficace, è quella degli organoidi intestinali, ottenibili dallo sviluppo di staminali ricavate da minuscola e innocua biopsia rettale, anche nei casi con mutazioni rare, che sono complessivamente assai numerose.
1) Una mutazione CFTR molto rara di origine cinese: la G970D, 15/02/2016
2) Amato F, Scudieri P, Musante I, et al. Two CFTR mutations within codon 970 differently impact on the chloride channel functionality. Human Mutation. 2019;40(6):742-748.
3) Trikafta (elexacaftor – tezacaftor – ivacaftor) in due studi clinici di recente pubblicazione: tappa importante di un lungo percorso di ricerca verso terapie di radice della fibrosi cistica. Commenti degli esperti, 11/11/2019
4) Progetto FFC#7/2013. Cellule epiteliali nasali: un nuovo approccio per la diagnosi di Fibrosi Cistica e delle sue forme atipiche
5) Di Lullo AM, Scorza M, Amato F, et Al. An “ex vivomodel” contributing to the diagnosis and evaluation of new drugs in cystic fibrosis. Acta Otorhinolaryngol Ital. 2017 Jun;37(3):207-213.
