Un’azienda farmaceutica inglese, la Enterprise Therapeutics, ha recentemente messo a punto una molecola (ETX001) capace di agire come potenziatore di un canale alternativo per il cloro: risultati di uno studio in vitro e in vivo ne incoraggiano la verifica di efficacia terapeutica con trial clinico.
Ricordiamo che, accanto alla proteina CFTR, che è il principale canale per la secrezione di cloro, Cl- (meglio parlare di anioni, cioè di elettroliti a carica negativa, tra cui l’importante bicarbonato, HCO3-), vi sono sulla membrana apicale delle cellule epiteliali (comprese quelle delle ghiandole della sottomucosa bronchiale) altri canali deputati a questa funzione. In particolare, grazie anche a progetti finanziati da FFC è stato scoperto e studiato, da parte del gruppo di ricercatori genovesi coordinati da Luis Galietta (1, 2, 3, 4), il canale TMEM16A (anoctamina-1), considerato come canale di riserva per la secrezione di Cloro, che aumenta la sua attività in caso di difetto del canale principale CFTR: si tratta di una proteina la cui attività dipende dalla concentrazione di ioni calcio (Ca++) all’interno della cellula. Da questi studi si è ipotizzato che, se si potesse disporre di un potenziatore di tale canale, questa potrebbe essere la strada terapeutica per compensare il difetto di CFTR. Si tratterebbe di una terapia indipendente da CFTR e pertanto potenzialmente proponibile per tutti quei soggetti FC (il 30% circa in Italia) che non rispondono ai modulatori di CFTR correnti.
Un recente studio ha portato un sensibile contributo a questo problema (5). Lo studio è stato condotto dapprima in vitro su cellule epiteliali bronchiali umane provenienti da soggetti FC sia omozigoti che eterozigoti F508del. Attraverso una largo screening di molecole si è arrivati a identificarne alcune capaci di incrementare l’attività di TMEM16A. Con successivi processi di ottimizzazione chimica si è giunti a un composto che robustamente potenziava il canale: il composto denominato ETX001. Si è così trovato che tale composto non attivava direttamente il canale aumentando la concentrazione di ioni calcio, ma in presenza di ioni calcio ne aumentava i tempi di apertura (questo è il senso del potenziamento) in modo selettivo, cioè limitato solo alla conduttanza del cloro calcio-attivata. ETX001 si è mostrato sensibilmente efficace nell’aumentare la secrezione di fluido alla superficie, ben quantificata dall’incremento in spessore dello strato di fluido che sovrasta l’epitelio bronchiale. Gli esperimenti, come descritti nella pubblicazione, sono alquanto convincenti.
Molto interessanti appaiono anche i successivi esperimenti in vivo, condotti su un certo numero di ovini, nel cui epitelio bronchiale i ricercatori hanno dimostrato la presenza di proteina TMEM16A. Il composto ETX001 è stato inalato a questi animali, previamente trattati, sempre per inalazione, con un inibitore della proteina CFTR, mimando in questo modo la condizione dei soggetti con fibrosi cistica, in cui il difetto di CFTR rallenta fortemente la cosiddetta clearance mucociliare, cioè la rimozione del muco bronchiale. L’inalazione di ETX001 in queste condizioni aumenta sensibilmente la velocità di trasporto del muco riportandola al 90-95% della condizione sana di partenza.
Ci si attende che tali risultati possano essere riprodotti in altri contesti di ricerca. E rimarrebbe comunque da provare se, aumentando la funzione secretoria di anioni di TMEM16A, si possa ottenere nel malato FC una efficacia terapeuticamente significativa. Gli effetti positivi ottenuti con ETX001, sia in vitro sulla secrezione di fluido su cellule epiteliali FC sia in vivo sulla clearance mucociliare di modelli animali, suggeriscono agli autori di testare questa ipotesi nei malati FC che non sono geneticamente candidabili alle terapie correnti di riparazione di CFTR.
Merita ricordare che un’altra via già intrapresa per promuovere nell’epitelio FC un’adeguata secrezione di fluido, in modo indipendente dal canale CFTR, è quella che si basa sull’inibizione del canale del sodio (denominato ENaC), la cui funzione è quella di riassorbire ioni sodio (Na+) nelle cellule epiteliali. In FC tale riassorbimento è esaltato e la sua limitazione potrebbe consentire di trattenere beneficamente acqua sulla superficie epiteliale. Ma su questa linea non abbiamo ancora proposte applicative definitive (6).
1) FFC #3/2006 – Identificazione, ottimizzazione e convalidazione di composti chimici per la terapia farmacologica della fibrosi cistica
2) Una nuova proteina, con un possibile ruolo nella fibrosi cistica, scoperta da un gruppo di ricercatori italiani a Genova, Progressi di ricerca 16/09/2008
3) FFC#2/2009 – Sviluppo di nuove molecole per la correzione del difetto di trasporto di cloruro nella fibrosi cistica
4) FFC#2/2012 – Sviluppo di nuove strategie per la correzione del difetto di trasporto di cloruro nella fibrosi cistica
5) Danahay HL, Lilley S, Fox R, et Al. TMEM16A Potentiation: A Novel Therapeutic Approach for the Treatment of Cystic Fibrosis. Am J Respir Crit Care Med. 2020 Jan 3. doi: 10.1164/rccm.201908-1641OC.
6) Mall MA, Danahay H, Boucher RC. Emerging concepts and therapies for muco-obstructive lung disease. Ann Am Thorac Soc. 15(suppl. 3):S216-S226
