Attualmente i maggiori sforzi della ricerca per agire sul difetto di base della fibrosi cistica si stanno concentrando sulla mutazione DF508, che interessa nel mondo il 90% delle persone con FC e circa il 70% in Italia. Il problema è quello di recuperare la proteina CFTR difettosa, prodotta da questa mutazione, che non riesce a maturare nella sua configurazione per essere trasportata a livello della membrana apicale delle cellule epiteliali, venendo così trattenuta nel citoplasma della cellula per essere degradata ed eliminata. I potenziali farmaci che dovrebbero attuare questo recupero sono chiamati “correttori”. Alcuni di questi sono stati individuati con studi in vitro e due di essi (VX-809 e VX-661), prodotti da Vertex, sono stati già testati in vivo su soggetti FC, con risultati evidenziabili ma piuttosto modesti e forse clinicamente poco rilevanti.
L’idea che sta emergendo tra i ricercatori è che non basti un solo correttore ma ne occorrano almeno due.
Se guardiamo alla figura qui riportata, che schematizza la complessa struttura della proteina CFTR, collocata sulla membrana apicale delle cellule epiteliali, vediamo che essa è composta da 5 blocchi, denominati “domini”: 3 domini nel citoplasma (NBD1, NBD2 e R Domain) e due che attraversano la membrana apicale (TMD1 e TMD2): i domini si interfacciano attraverso filamenti. Il difetto indotto dalla mutazione DF508 (la mancanza dell’aminoacido fenilalanina in posizione 508 nel dominio NBD1) compromette la conformazione e la maturazione di NBD1 (freccia rossa) e la stabilità dell’intera proteina, agendo per questo a livello dell’interfaccia tra NBD1 e TMD1 (freccia gialla). Questi due dovrebbero essere i bersagli da colpire con distinti correttori.
In una recente pubblicazione (1) il gruppo di ricerca di A. Verkman di San Francisco avrebbe fornito, con studi in vitro, la prova di concetto che l’impiego di un secondo correttore di nuova generazione può agire in sinergia con il noto correttore VX-809 aumentandone notevolmente l’attività correttrice. In effetti questi ricercatori, attraverso uno screening di 110 mila piccole molecole note, hanno individuato 9 nuovi “ponti” correttori in grado di aumentare del 200% l’azione di VX-809. In un secondo screening di 1006 molecole, chimicamente analoghe a quelle ottenute dal primo screening, hanno identificato 8 nuovi correttori capaci di agire a bassissime concentrazioni in sinergia con VX-809, ristorando significativamente il flusso di cloro attraverso la membrana apicale delle cellule epiteliali umane da essi impiegate per questi esperimenti. Questi nuovi correttori sono in grado di agire individualmente ma, in combinazione con altro correttore (in questo caso il VX-809), esaltano in maniera importante l’azione correttrice. Simili risultati sono stati ottenuti in alcuni esperimenti anche impiegando una manipolazione genetica delle cellule impiegate, introducendo una rara mutazione (R1070W) che ha in qualche modo la facoltà di limitare i danni della consociata DF508. Inoltre, in questi studi è stato trovato che una molecola del gruppo degli aminotiazoli (cui, al pari degli aminoariltiazoli studiati dal gruppo italiano di Galietta con fondi FFC, si attribuisce una duplice azione, di correzione e di potenziamento di CFTR-DF508) aumentava il flusso di cloro oltre il livello massimo ottenibile con solo VX-809 in cellule bronchiali ottenute da colture primarie di pazienti FC.
Questi risultati offrono dunque la “prova di concetto” che la mutazione DF508 conferisce molteplici difetti strutturali al canale del cloro CFTR e che gli screening rivolti ad identificare correttori di seconda generazione dovrebbero basarsi sull’analisi di “sinergia” di almeno due correttori. Sarà infatti la combinazione di almeno due correttori (inclusi quelli già noti di prima generazione), che agiscano ciascuno su bersagli diversi del difetto strutturale indotto dalla mutazione DF508, quella che i ricercatori pensano potrà essere la soluzione vincente per redimere la CFTR “disturbata” dalla più diffusa mutazione.
1.Phuan P-W, et Al. Synergy-based small-molecule screen using a human lung epithelial cell line yeilds DF508-CFTR correctors that augment VX-809 maximal efficacy. Molecular Pharmacology Fast Forward. April 2014. Doi:10.1124/mol.114.092478
