La terapia genica si basa sul principio che ogni malattia causata da un’alterazione di un gene noto possa essere curata inserendo, mediante adeguati veicoli (vettori virali), una copia funzionale dello stesso gene nelle cellule malate del paziente. Nel caso della LDM risulta complesso inserire il gene funzionale nelle cellule malate del sistema nervoso centrale e periferico per la non accessibilità di questi organi
La Leucodistrofia Metacromatica (LDM) è una rara malattia genetica neurodegenerativa appartenente al gruppo delle malattie lisosomiali e causata dal deficit di un enzima, la arilsulfatasi A (ARSA), deputato al metabolismo di una categoria di sostanze chiamate sulfatidi. La malattia è caratterizzata dall’accumulo di sulfatidi non metabolizzati in alcuni tessuti dell’organismo e, in particolare, nella guaina mielinica, una struttura che avvolge le cellule nervose del Sistema Nervoso Centrale e Periferico. Ciò comporta una progressiva demielinizzazione (perdita delle guaina mielinica) a carico dell’intero sistema nervoso. A seconda dell’età di insorgenza e della gravità dei sintomi, si distinguono quattro principali forme cliniche: tipo tardo-infantile (insorgenza tra i sei mesi e i due anni di età); tipo giovanile precoce (insorgenza a 4-6 anni); tipo giovanile tardivo (insorgenza a 6-12 anni); tipo adulto (insorgenza dopo i 12-16 anni). Tutte le forme sono caratterizzate da un progressivo deterioramento delle funzioni neurologiche, che in genere esita in una profonda compromissione e/o perdita delle abilità motorie, della vista, dell’udito, della capacità di alimentarsi autonomamente e delle capacità relazionali e cognitive dei pazienti. Le forme infantili e giovanili sono le più gravi. Sono caratterizzate da una più rapida progressione clinica e sono in genere fatali per i piccoli pazienti nell’arco di pochi anni dalla diagnosi.
Ad oggi, non esiste terapia efficace nel prevenire l’insorgenza della malattia o nell’arrestarne l’evoluzione. Misure di supporto personalizzate sono volte a migliorare la qualità della vita dei pazienti ed a ridurre l’impatto delle inevitabili complicanze della malattia. Da oltre dieci anni, i ricercatori dell’Istituto San Raffaele Telethon per la Terapia Genica (HSR-TIGET) di Milano si dedicano allo sviluppo di un nuovo approccio terapeutico per questa devastante patologia. Tanto impegno ha portato oggi all’inizio di una sperimentazione clinica di terapia genica per la cura della LDM, per la quale è già attivo il reclutamento di pazienti. L’HSR-TIGET (http://www.fondazionesanraffaele.it) è nato nel 1995 come joint-venture tra l’Istituto Scientifico San Raffaele e la Fondazione Telethon per la cura delle malattie genetiche. Obiettivo dell’Istituto è quello di rappresentare un centro di eccellenza in tutti gli stadi della ricerca di base e clinica in terapia genica e cellulare, dalla sperimentazione di nuove strategie terapeutiche nei modelli animali di malattia fino alla loro prova clinica nei pazienti affetti. Particolarmente rilevante è l’impegno per lo sviluppo di protocolli di terapia genica basati sull’utilizzo di cellule staminali ematopoietiche (le cellule “madri” di tutti gli elementi del sangue, globuli bianchi, globuli rossi e piastrine, localizzate nel midollo osseo). Il successo terapeutico ottenuto in una grave forma di immunodeficienza congenita (il deficit di Adenosin Deaminasi, ADA-SCID) rappresenta la dimostrazione più convincente dell’efficacia e della sicurezza di tale approccio.
La terapia genica si basa sul principio che ogni malattia causata da un’alterazione di un gene noto possa essere curata inserendo, mediante adeguati veicoli (vettori virali), una copia funzionale dello stesso gene nelle cellule malate del paziente. Nel caso della LDM, risulta problematico e complesso inserire il gene funzionale nelle cellule malate del sistema nervoso centrale e periferico, a causa dell’inaccessibilità di questi organi. È però possibile, utilizzando sistemi di trasferimento genico adeguati, correggere in modo stabile le cellule ematopoietiche, che possono poi trasportare come “cavalli di Troia” l’enzima ARSA funzionante nel sistema nervoso malato, dove divengono una sorgente locale e stabile dell’enzima. La strategia di terapia genica sviluppata all’HSR-TIGET si basa, infatti, sul trapianto di cellule staminali ematopoietiche geneticamente modificate mediante un vettore virale che contiene il gene ARSA umano normale. In questo caso, il vettore virale scelto, un lentivirus, è derivato dal virus dell’HIV, che è stato reso innocuo ed incapace di replicarsi e, quindi, di dare luogo ad un’infezione. Il vettore impiegato in questo studio, il secondo nel suo genere al mondo, presenta numerosi vantaggi rispetto a vettori più convenzionali impiegati in clinica. Tra questi, di particolare rilevanza per l’utilizzo nella LDM è la capacità di inserire in modo molto efficiente molteplici copie del gene funzionale di interesse nelle cellule staminali ematopoietiche. Ciò permette di produrre in tutte le cellule del sangue quantità di ARSA sovra-fisiologiche che possono contribuire ad aumentare le potenzialità terapeutiche della terapia genica.
Tale strategia, per molti aspetti analoga al trapianto di cellule staminali da donatore sano, diviene un’alternativa meno rischiosa e più efficace del trapianto tradizionale grazie all’uso di cellule autologhe (del paziente) geneticamente corrette mediante vettori lentivirali: le cellule autologhe, infatti, riducono considerevolmente i rischi legati al trapianto da donatore, mentre la produzione di una quantità sopra-fisiologica dell’enzima aumenta la possibilità di correggere il difetto enzimatico nei tessuti malati, ed in particolare nel sistema nervoso. La sicurezza e l’efficacia di questo approccio sono state dimostrate dai ricercatori dell’HSR-TIGET nel modello pre-clinico di malattia, in cui sono state documentate la prevenzione e la correzione dei segni e sintomi della patologia a seguito del trattamento. Parallelamente, i ricercatori hanno incrementato le loro conoscenze sulla malattia e delineato la sua storia naturale. Alla luce delle informazioni così ottenute è stato quindi implementato un protocollo clinico di terapia genica per il trattamento dei pazienti LDM. Come previsto dai criteri della sperimentazione in ambito pediatrico, lo studio è volto alla valutazione non solo della sicurezza, ma anche dell’efficacia del trattamento. Questa sarà analizzata valutando le modalità di progressione della malattia nei pazienti sottoposti a terapia genica rispetto a quelle della popolazione LDM di controllo da noi valutata nell’ambito dello studio di storia naturale della malattia. Il reclutamento dei pazienti è internazionale e si prevede di includere nel trial 8 pazienti nei prossimi 3 anni. Tale esperienza ha richiesto dieci anni di ricerca pre-clinica e clinica, un ingente sforzo economico ed è esemplificativa del lungo, difficile, ma doveroso percorso che può portare delle nuove proposte di cura dai laboratori di ricerca sino al letto del paziente. Le risorse che hanno sostenuto questo percorso provengono principalmente dalla Fondazione Telethon.
Alessandra Biffi
Maria Sessa
Istituto San Raffaele Telethon per la Terapia Genica (HSR-TIGET)
Unità di Immunoematologia Pediatrica, Istituto Scientifico San Raffaele, Milano