aisa

Indice
Atassia di Friedreich
Segni e Sintomi
Storia naturale ed eziologia
Eziologia
Diagnosi e terapia
Diagnosi prenatale e prevenzione
Terapia
Tutte le pagine

Terapia

Qui di seguito vengono descritti i più interessanti tentativi terapeutici nella FRDA e le aspettative che derivano dalle recenti indagini.

ANTIOSSIDANTI E PROMOTORI DELLA CATENA RESPIRATORIA

Lo stress ossidativo sembra giocare un ruolo chiave nella patogenesi di FRDA, tanto nel caso in cui l'accumulo mitocondriale di ferro sia primitivo quanto in quello in cui sia secondario.

In base all'osservazione che le cellule mancanti di fratassina sono più soggette alla formazione di ROS (radicali liberi ossidativi), e quindi maggiormente sensibili al danno ossidativo, si è iniziato a considerare gli antiossidanti come una classe di molecole con una buona potenzialità terapeutica nella FRDA. Tra queste molecole, l'idebenone e il mitochinone (MitoQ) (rispettivamente un analogo e un derivato del coenzima Q10 (CoQ10)), il CoQ10 stesso e la vitamina E sono stati diffusamente testati nella FRDA.

Parabenzochinoni come il CoQ10 e i suoi derivati o analoghi agiscono trasferendo gli elettroni dal complesso I/II al complesso III nella catena respiratoria mitocondriale e sono quindi rapidamente ridotti. È stato dimostrato che l'idebenone riduce gli effetti dannosi dell'accumulo di ferro e protegge il cuore dalle conseguenze negative legate a questo. L'idebenone ha oggi completato gli studi di fase 2 e 3 negli USA ed è previsto per la metà del 2010 il completamento di un largo studio di fase 3 in Europa, volto a confermare l'efficacia di tale molecola ad elevati dosaggi anche sull'aspetto neurologico. L'idebenone, infatti, è già stato approvato anche in Italia in gazzetta ufficiale come farmaco salvavita nella FRDA, con l'esclusiva indicazione del trattamento della miocardiopatia, al dosaggio di 5 mg/Kg/die.

Il CoQ10 e la vitamina E da soli o in combinazione sono stati usati come trattamento in un largo spettro di malattie, che includono le patologie cardiovascolari, il morbo di Parkinson e qualche rara forma di atassia dovuta a difetto specifico della vitamina E o del CoQ10. In uno studio anglosassone in cui è stata usata la combinazione di queste due molecole, con un follow-up a quattro anni, è stato dimostrato attraverso l’impiego della spettroscopia di risonanza magnetica un notevole miglioramento nei markers della bioenergetica mitocondriale del muscolo cardiaco e scheletrico in vivo. Nello stesso studio è stata riscontrata anche una parallela stabilizzazione del grado di compromissione neurologica valutato con la International Cooperative Ataxia Ranking Scale (ICARS), che indica rallentamento nella progressione della malattia.

Inoltre in trials più corti, che hanno utilizzato l’idebenone come molecola terapeutica, sono stati prodotti interessanti risultati nella riduzione dell'ipertrofia cardiaca. Un recente studio spagnolo durato dai tre ai cinque anni conclude che il trattamento con idebenone è in grado di prevenire la progressione della cardiomiopatia sia nei pazienti pediatrici sia in quelli adulti e di stabilizzare la disfunzione neurologica nei pazienti pediatrici. Questi risultati indicano la rilevanza di disegnare trials in cui il trattamento farmacologico sia somministrato il più precocemente possibile.

Il MitoQ, un antiossidante con azione specifica sulla funzionalità mitocondriale, e l’EPI-A001 (Edison Pharmaceuticals, San Jose, CA, USA), un bioisostere del CoQ10, stanno per entrare nella fase della sperimentazione clinica. Per l’EPI-A001, una piccola molecola con lo stato di designazione per le malattie orfane, Penwest Pharmaceuticals ha appena concluso un trial clinico di fase 1 (condotto su soggetti volontari sani), il cui scopo è stato valutare la sicurezza e la tollerabilità a vari dosaggi e raccogliere dati sulla farmacocinetica del composto.

Inoltre sono in fase di studio una serie di molecole che, fra le varie proprietà, presentano anche un’azione antiossidante, offrendo un razionale nell'approccio terapeutico alla FRDA.

L’acido α-lipoico, ad esempio, è un composto che ricopre un ruolo chiave nel metabolismo energetico cellulare della maggior parte degli esseri viventi, a partire dai batteri per arrivare fino all’uomo. E’ inoltre nota le sua spiccata proprietà antiossidante, che in vitro supera grandemente quella di idebenone e vitamina E. Infatti, data la sua particolare struttura molecolare, l’acido α-lipoico può sia andare incontro a reazioni di ossido-riduzione, sia fungere da trasportatore di elettroni, o di gruppi acetilici (o altri acili). Per questo motivo, l’acido α-lipoico agisce da cofattore per numerosi enzimi che partecipano al processo di conversione del glucosio, degli acidi grassi e delle altre fonti energetiche in ATP (come piruvato deidrogenasi o alfa-chetoglutarato deidrogenasi). Tale processo, che avviene a livello dei mitocondri, comprende quel complesso insieme di reazioni biochimiche che costituiscono il "ciclo di Krebs". La disponibilità di acido α-lipoico a livello cellulare aumenta la percorribilità del ciclo di Krebs e, conseguentemente, anche l’efficienza dell’intero processo. L’acido α-lipoico è in grado di incrementare l’efficienza della molecola di insulina, e può migliorare il trasporto del glucosio all’interno delle cellule, utilizzando vie indipendenti da quelle dell’insulina stessa. Tali proprietà, unitamente ad una migliore efficienza nell’utilizzazione del glucosio attraverso i fisiologici processi metabolici, contribuiscono alla normalizzazione del livello di glucosio nel sangue. In tal modo, la probabilità che si formino alcuni pericolosi composti di carattere radicalico, i cosiddetti AGEs ("Advanced Glycation End-products") risulta sensibilmente ridotta. Secondo recenti ricerche in modelli sperimentali di neurodegenerazione indotta dall’azione neurotossica di chemioterapici, come il cisplatino, all’azione antiossidante dell’acido α-lipoico, già ben documentata, si aggiungerebbe quella di stimolatore della sintesi di fratassina, il cui effetto finale sarebbe un potenziamento della neuroprotezione, mediante la difesa dai ROS e la mediazione della funzione mitocondriale.

L’α-tocoferolo è, tra le forme naturali di vitamina E, il più comune e quello a maggior attività biologica. Per la sua liposolubilità viene immagazzinato prevalentemente nel tessuto adiposo, nel fegato e nei muscoli. Una delle principali funzioni della vitamina E é quella di proteggere gli acidi grassi polinsaturi delle membrane cellulari, e le lipoproteine a bassa densità dalla perossidazione dovuta all’attacco dei ROS. Con il termine vitamina E si fa genericamente riferimento ad una famiglia di potenti antiossidanti liposolubili, distinguibili in due gruppi: tocoferoli e tocotrienoli, che vengono sintetizzati in vivo, probabilmente attraverso l'unione di un nucleo aromatico e di una catena isoprenoide. Di ciascun gruppo ne esistono 4 tipi (α, ß, γ, δ) che si differenziano per il numero di metili presenti sull’anello aromatico. L'isomero α-tocoferolo, con il quale si identifica in genere la Vitamina E, presenta la maggiore attività biologica.

La vitamina E agisce come antiossidante “chain breaker”, cioè prevenendo la propagazione delle reazioni radicaliche. Tra le sue principali attività, sono rilevanti quella antiaterosclerotica ed anticancro, che in parte dipendono dalla sua azione antiossidante (nei confronti delle LDL e del DNA) ed in parte da altri meccanismi, come l’induzione dell’apoptosi o la modulazione della risposta immunitaria.

L’integrazione alimentare con i tocotrienoli, sia come strategia preventiva, sia come supporto delle terapie tradizionali, è stata descritta di assoluto interesse per il mantenimento del buono stato di salute, per la prevenzione ed il trattamento di patologie relative al sistema cardio e cerebro vascolare (ad esempio nell’ictus) e come antitumorale. Recenti indagini consentono di allargare gli ambiti clinici, arrivando a intravedere possibili applicazioni anche in patologie importanti attualmente orfane di terapie, come la FRDA.

Tocoferoli e tocotrienoli sono essenziali per la funzione neurologica ed alcuni studi evidenziano che i tocotrienoli possiedono proprietà neuroprotettive maggiori rispetto ai più studiati tocoferoli. Recenti risultati di studi in vitro hanno attestato la potenzialità neuroprotettiva dei tocotrienoli.

CHELANTI DEL FERRO

Un altro approccio terapeutico interessante e promettente è quello di ridurre gli accumuli mitocondriali di ferro e, quindi, prevenire i loro potenziali effetti dannosi. In alcune malattie sistemiche che comportano un accumulo di ferro, per esempio l’emocromatosi, l'uso di chelanti del ferro, come la deferoxamina o il deferiprone, ha avuto e ha tuttora una grandissima valenza./p>

Di converso, il possibile ruolo della chelazione del ferro nel trattamento della FRDA e di altre patologie neurologiche è ancora largamente discusso. Studi di MRI nella FRDA hanno mostrato che il ferro si accumula tipicamente nel cuore, nel nucleo dentato del cervelletto e nel midollo spinale, mentre i livelli plasmatici di ferro, ferritina, eme si mantengono generalmente nei limiti della norma. D’altra parte, i pazienti con FRDA mostrano un marcato difetto nella biogenesi degli ISC e, pertanto, potrebbe essere inappropriato ridurre ulteriormente la disponibilità di ferro.

Attualmente la ricerca è finalizzata a designare una molecola attiva per via orale e permeabile alle membrane, in grado di raggiungere specifiche aree del cervello e chelare localmente il ferro dai mitocondri, senza ridurre la biodisponibilità di eme essenziale. Da un promettente studio preliminare francese, che ha impiegato il deferiprone come chelante del ferro in un gruppo selezionato di pazienti FRDA di giovane età, si è notata la capacità di questa molecola di ridurre selettivamente, in otto dei 13 pazienti arruolati, i depositi di ferro a livello del nucleo dentato, dopo soli due mesi di trattamento. Tuttavia, il variegato aspetto delle reazioni avverse osservate in quattro pazienti, ha imposto una stretta e costante sorveglianza dei parametri ematologici e biochimici.

Sono state prodotte interessanti evidenze del fatto che il deferiprone si comporti come un sideroforo in grado di chelare il labile ferro sia citosolico che mitocondriale e di ridistribuirlo tra i compartimenti cellulari in differenti popolazioni di cellule, inclusi i precursori eritroidi, per essere usato in altre vie metaboliche, come ad esempio la biosintesi dell’eme.

Ciò nonostante, in altri lavori si pone l'accento sul ruolo potenzialmente tossico del deferiprone come inibitore di altri importanti enzimi cellulari come l’aconitasi, soprattutto quando viene usato per prolungati periodi di tempo ed a concentrazioni elevate. È comunque interessante riportare che, sebbene a livelli di tossicità sperimentali, l’inibizione dell'aconitasi, ottenuta con l'incubazione overnight con un eccesso di deferiprone, è reversibile dopo una breve incubazione in un medium libero.

In ogni caso, il deferiprone, come ogni altro chelante clinicamente rilevante, deve essere somministrato a dosi adeguate, per evitare un eccesso di chelazione, che può inficiare il normale metabolismo cellulare del ferro, inducendo, quindi, uno stato di anemia da carenza di ferro e le conseguenti complicanze patologiche sull'organismo. Questa cautela va applicata non solo al dosaggio del farmaco, ma anche alla durata del trattamento, come suggerito dai dati di farmacocinetica.

In conclusione, i livelli di fratassina sono molto sensibili alla manipolazione del ferro. La chelazione del ferro mitocondriale potrebbe essere di beneficio in uno stadio precoce della malattia, ma è necessario un monitoraggio attento del ferro intracellulare tra i differenti compartimenti, per evitare effetti indesiderati anche di notevole gravità.

MOLECOLE IN GRADO DI SOVVERTIRE IL SILENZIAMENTO GENICO E RIPRISTINARE LA SINTESI DI FRATASSINA

Tra le varie prospettive terapeutiche che si stanno investigando, quella che prevede l’impiego di sostanze in grado di sovvertire il silenziamento genico e di ripristinare la sintesi di fratassina è la più promettente, in quanto il suo obiettivo non è solo quello di rallentare o bloccare il progredire della malattia, ma, agendo a livello genico, rendere reversibile entro certi limiti il processo di neurodegenerazione.

Da tempo sono note molecole in grado di incrementare la sintesi in vitro della fratassina, come l'acido 3-nitropropionico, il butirrato di sodio, l’emina o il chemioterapico cisplatino, il cui impiego terapeutico nella FRDA è stato da subito abbandonato per l’alta tossicità intrinseca. Recentemente sono cresciuti l'interesse e lo studio di molecole utilizzabili in clinica che possano avere lo stesso effetto, quale l'eritropoietina ricombinante umana (Rhu-EPO).

Per molti anni si è ritenuto che l'eritropoietina fosse prodotta esclusivamente nel rene, per interagire soltanto con i recettori per l'eritropoietina presenti nel midollo osseo. Ora è stato chiarito che i recettori per l'eritropoietina si trovano anche in altri tessuti, incluso il sistema nervoso. È da evidenziarsi, inoltre, che la rhu-EPO attraversa la barriera ematoencefalica ed ha anche dimostrato di avere proprietà cardioprotettive e neuroprotettive. Si è scoperto che la rhu-EPO aumenta l'espressione della fratassina nei linfociti di pazienti con FRDA, in colture primarie di cardiomiociti umani, in fibroblasti del cuore ed in cellule simili ai neuroni P19. Recente è la scoperta, fatta su linee cellulari di fibroblasti di pazienti FRDA e di soggetti sani, che il quantitativo di fratassina è aumentato dalla rhu-EPO, mentre il m-RNA della fratassina stessa non mostra alcuna variazione. Ciò suggerisce una regolazione post-trascrizionale della fratassina ad opera della rhu-EPO. Al momento, il trattamento della FRDA con rhu-EPO rappresenta una incoraggiante via da testare; sono già disponibili risultati incoraggianti di un piccolo trial clinico condotto in aperto su dodici pazienti in Austria. In questo trial clinico pilota, si è osservata una riduzione nei markers dello stress ossidativo, come la 8-idrossideossiguanosina urinaria ed i perossidi sierici dopo la somministrazione di 5000 IU rhu-EPO per otto settimane, tre volte alla settimana. L'aumento medio di fratassina osservato in questo trial era del 27%, con un range di alta variabilità: dal 15% al 63%. Nonostante la disponibilità in commercio della rhu-EPO come farmaco con dimostrata sicurezza, questi risultati preliminari devono essere valutati con cautela, in quanto dovranno essere condotti trials più lunghi e con un numero più elevato di pazienti per verificare la presenza di significativi endpoints. Se i nuovi studi confermeranno l’efficacia della rhu-EPO come trattamento della FRDA si dovrà considerare una formulazione carbamilata, in cui una opportuna modificazione chimica della molecola permette di annullare l'effetto stimolante dell’eritropoiesi sul midollo osseo (che nella FRDA rappresenterebbe un effetto collaterale), mantenendo inalterata la proprietà neuroprotettiva e stimolante la sintesi della fratassina.

Gli agonisti dei recettori PPAR-γ, come il rosiglitazone e il pioglitazone, sono comunemente usati come ipoglicemizzanti orali nel trattamento del diabete mellito tipo II, ma rappresentano anche una strategia terapeutica promettente per altre malattie, inclusi i disordini neurodegenerativi con una componente infiammatoria, come la malattia di Alzheimer, il morbo di Parkinson, la sclerosi multipla e la sclerosi laterale amiotrofica.

È stato studiato l'effetto di un agonista sintetico PPAR-γ, il fattore attivante piastrinico APAF, sull'espressione del gene FXN. Dati recentemente pubblicati dimostrano per la prima volta che l’APAF è capace di aumentare in fibroblasti primari, sia di controlli sani sia di pazienti FRDA, l'espressione dell'm-RNA per la fratassina, e quindi il quantitativo della proteina stessa, di circa due volte.

Gli agonisti PPAR-γ, attraverso una via intracellulare mediata dal coattivatore alfa per i PPAR-γ (PGC1α) che funge da cofattore, sono noti per essere in grado di indurre la biogenesi mitocondriale, stimolando la sintesi di diverse proteine mitocondriali. L'aumento di fratassina che è stato descritto può essere interpretato come parte di questo effetto generale. L'importanza di questa scoperta risiede nel fatto che questa molecola è attiva anche in cellule con l'espansione GAA-TTC, che hanno quindi una trascrizione difettosa del gene FXN. Questi dati dimostrerebbero quindi che questo difetto strutturale può essere parzialmente superato con tale strategia.

Ulteriori studi sono necessari per capire il preciso meccanismo coinvolto in questa de-repressione e per estendere le osservazioni sugli agonisti PPAR-γ correntemente usati nella pratica clinica, le cui accessibilità, sicurezza e tollerabilità sono già state bene dimostrate e che, quindi, potrebbero essere un trattamento per la FRDA rapidamente disponibile.

La prospettiva terapeutica che prevede l'impiego degli HDACi è sicuramente quella in cui risiedono maggiori ambizioni da parte del mondo scientifico e speranze da parte dei pazienti FRDA.

Il genoma umano codifica per almeno 17 differenti enzimi istonici, che modulano i livelli di acetilazione degli istoni (proteine assemblate con il DNA per formare i cromosomi) e di proteine non istoniche, come pure di altri componenti cellulari (ad esempio proteine microtubulari e componenti dell'apparato regolatorio del ciclo cellulare). E’ noto che l’alterata regolazione sia dell'istone acetiltranferasi sia dell'istone deacetilasi è connessa con il processo di cancerogenesi, e con altre malattie neurologiche, compresi i disordini da espansione delle poliglutamine, la sindrome dell’X fragile e la distrofia miotonica, nelle quali i tratti espansi conducono al silenziamento genico.

Attualmente sono disponibili diverse molecole in grado di inibire gli enzimi HDAC (gli HDACi). Queste molecole svolgono la loro funzione sia in vitro sia in vivo. Gli HDACi possono trasformare la eterocromatina silente in eucromatina attiva e, pertanto, ripristinare la normale funzione dei geni che sono silenziati in queste malattie.

Lo studio del 2006 di Herman et al., in cui è stata ottenuta la derepressione del gene FXN in cellule linfoblastoidi da pazienti FRDA, attraverso l'uso di una nuova classe di HDACi, ha aperto la strada ad un approccio innovativo nel trattamento della FRDA. Le ripetizioni GAA generano un impacchettamento del DNA, con la seguente formazione di eterocromatina. Dal momento che è provato che nella FRDA avviene la formazione di eterocromatina, la quale impedisce l'accesso ai fattori della trascrizione per il gene FXN, con conseguente silenziamento genico, questa classe di molecole è da considerarsi una potenziale e molto promettente via terapeutica per la FRDA. Recentemente, gli effetti di un altro composto appartenente alla classe degli HDACi sono stati testati nel modello murino KIKI. Questa molecola si è dimostrata in grado di aumentare l’acetilazione istonica nel cervello dei topi, ma l'effetto è completamente scomparso dopo una settimana di trattamento. Nessuna tossicità apparente è stata associata alla somministrazione della terapia. Il trattamento con questo composto, inoltre, si è dimostrato in grado di correggere la deficienza di fratassina nei topi KIKI, sia a livello trascrizionale che post-trascrizionale. Non è stato osservato alcun effetto negli animali “wild type”, indicando in tal modo che l'effetto di questo composto è dovuto alla rimozione dell'inibizione dovuta all'espansione GAA.

L'analisi su microarray ad alta densità del cervello, del cervelletto e del cuore dei topi KIKI, in seguito al trattamento con il composto HDACi, ha mostrato un innalzamento dell'espressione del gene FXN fino a livelli pressoché pari a quelli dei soggetti di controllo.

Attualmente, la precisa azione di questi inibitori non è stata ancora del tutto definita è non è stata documentata in modo soddisfacente la loro sicurezza e mancanza di tossicità. Questo approccio innovativo rimane, tuttavia, una delle più interessanti opzioni entro breve termine per il trattamento della FRDA e per le altre condizioni in cui vi è un silenziamento genico indotto da una abnorme eterocromatizzazione. Gli HDACi sono nella fase dei test preclinici e si sta lavorando alacremente per ridurre al minimo i tempi necessari alla sperimentazione clinica, che dovrebbe iniziare entro il 2010.

A questo approccio terapeutico è strettamente connesso quello che prevede l'uso di poliamidi, ossia di piccole molecole in grado di interagire con la struttura a doppia elica del DNA stabilizzandola ed evitando il ripiegamento dei tratti contenenti le sequenze ripetute GAA nella conformazione inusuale non-B a tripla elica (“sticky DNA”). Ciò favorirebbe il processo di trascrizione, collaborando con l’azione degli HDACi nel consentire di ripristinare l'espressione del gene FXN.

TERAPIA SOSTITUTIVA CON PROTEINA RICOMBINANTE, TERAPIA GENICA, UTILIZZO DI CELLULE STAMINALI

Proteine di fusione contenenti il transattivatore della trascrizione TAT (un piccolo peptide derivato dal virus dell'immunodeficienza umana, in grado di trasportare efficacemente le proteine attraverso le membrane cellulari ed intracellulari) ed una sequenza targeting mitocondriale sono in grado di traslocare attraverso la membrana mitocondriale, di venire processate e permanere nei mitocondri. Recentemente sono stati fatti progressi sul trasporto di fratassina esogena legata al TAT nei mitocondri, dimostrando che questa è correttamente processata in fibroblasti FRDA in coltura.

Altri approcci terapeutici con prospettiva temporale meno immediata prevedono l'utilizzo di cellule staminali embrionali o adulte, il cui effetto positivo non deriverebbe soltanto dal ripristino delle cellule danneggiate dal processo patologico, ma anche dal microclima ricco di fattori trofici e stimolanti la crescita, che si verrebbe a generare nella sede di impianto. È stato proposto, inoltre, come valida prospettiva terapeutica, l'impiego di cellule staminali autologhe, prelevate da pazienti FRDA, e modificate in vitro con l'inserzione del gene FXN funzionante in cromosoma batterico modificato.

Da ultima, va annoverata la terapia genica attraverso il vettore virale HSV1, ancora allo stadio di ricerca preclinica, ma che rappresenta il trattamento risolutivo per la FRDA, così come per tutte le malattie in cui l'alterazione si riscontra a livello di un gene.