Distrofia di Duchenne. Studio della Fondazione Santa Lucia vince un grant AFM –Telethon

Il progetto di Valentina Saccone, ricercatrice del Laboratorio di Epigenetica e Farmacologia Rigenerativa guidato dal Dr. Lorenzo Puri, promette risultati importanti sul fronte delle terapie ma anche su quello diagnostico e prognostico

Colpisce uno su circa 5.000 bambini maschi ed è causata dalle mutazioni genetiche su un gene che codifica per una proteina chiamata distrofina, responsabile di “tenere in piedi” tutto il sistema muscolare. La sua mancata produzione comporta un meccanismo degenerativo che porta alla perdita della struttura e della funzionalità muscolare fino al decesso, quasi sempre per complicazioni respiratorie.

“Perché il diaframma è un muscolo bersaglio di questa patologia – spiega Valentina Saccone, laureata in chimica farmaceutica e dottore di ricerca in genetica medica, che in Fondazione Santa Lucia lavora sulle distrofie muscolari dal 2008 – e il suo cattivo funzionamento porta necessariamente alla difficoltà e poi all’impossibilità di respirare, alla fine di un percorso molto doloroso, che si conclude nella maggioranza dei casi nella terza decade di vita”.

A circa trent’anni, infatti, si arriva dopo la progressiva compromissione di diverse capacità: dalla possibilità di camminare, fin dalla tenera età, fino, in alcuni casi, a quella di parlare.

Ma cosa accade, a livello cellulare, nell’organismo di un bambino affetto dalla Distrofia di Duchenne?

“Succede che per bilanciare questa mancanza strutturale di distrofina, il muscolo inizia a compiere dei cicli di degenerazione e rigenerazione: quindi si contrae più di quanto accade in una persona sana e tende a rigenerare e come se ci fosse ogni volta un danno e per sua natura lo auto-riparasse. Ma durante la progressione della malattia le cellule staminali che lo compongono perdono la loro capacità di rigenerare. Subentrano cellule che abitano l’interstizio muscolare e invece di ‘costruire muscolo’ producono tessuto adiposo e fibrotico che creano un ostacolo alla contrazione e al funzionamento normale”.

I sintomi emergono con chiarezza dai tre anni di età, anche se la diagnosi non arriva quasi mai oltre i due anni di vita, quando nei bambini si cominciano ad osservare difficoltà motorie.

La presenza della malattia, che si sviluppa di fatto come una paralisi graduale, viene accertata attraverso esami su campioni di sangue e di tessuto muscolare, test neuromotori e approfondimenti genetici che possono durare anche un anno. E ad oggi, non esiste una cura “ma diverse strategie terapeutiche – chiarisce Saccone – in cui gli unici farmaci impiegati sono gli steroidi che perseguono un’azione anti-infiammatoria, ma non promuovono la rigenerazione cellulare, né contrastano processi dannosi come la fibrosi e l’accumulo di tessuto adiposo”.

Proprio su questi meccanismi, invece, si concentrano gli studi della Dr.ssa Saccone, e in particolare sulle strategie farmacologiche orientate a sostenere la rigenerazione dei muscoli e a ridurre i danni che essi subiscono “agendo sui meccanismi alla base della patologia e stimolando le popolazioni di cellule che li abitano”, ci spiega.

La classe di farmaci che viene utilizzata con questo intento è quella degli inibitori dell’istone deacetilasi (HDAC), composti che agiscono su degli specifici enzimi, bloccandoli e rendendo possibile l’attivazione di geni utili allo sviluppo e alla contrazione dei muscoli.

Gli studi pre-clinici condotti in Fondazione Santa Lucia in questi anni hanno mostrato che il trattamento con gli inibitori di HDAC nella fase iniziale della malattia dava origine a una risposta positiva segnalata da alcuni indici del processo di “costruzione di muscolo”: aumento dell’area delle fibre che compongono il muscolo e nuove fibre che si formano. Contemporaneamente, si è osservata la riduzione dei processi degenerativi.

“Queste ricerche hanno permesso di passare a studi clinici di fase 2 – continua Saccone – anche grazie alla collaborazione di Parent Project Onlus, l’Associazione internazionale che oltre a raccogliere finanziamenti per gli studi sulla Duchenne, supporta la ricerca promuovendo la rete tra famiglie e gli scienziati al lavoro su questa malattia”.

I risultati di questa fase sono promettenti: “Sui bambini affetti da Distrofia di Duchenne in terapia con questo farmaco si stanno verificando risultati positivi: camminano più a lungo e meglio di quanto non farebbero con il solo trattamento a base di steroidi. Significa migliorare la qualità e allungare la durata della loro vita”.

Da qui iniziano le novità che hanno portato la Dr.ssa Saccone al successo nell’application al bando Giovani Ricercatori del Ministero della Salute e al Research Grant della rete Telethon francese.

“Partendo dai risultati pre-clinici e clinici che ho raccontato abbiamo iniziato a porci qualche domanda in più: se l’inibitore di HDAC mostra un’azione positiva negli stadi iniziali della malattia, cosa succede quando questa progredisce? E dove agisce, precisamente, questo farmaco?”. Prosegue Saccone: “In alcuni studi pubblicati insieme ai colleghi del Laboratorio di Epigenetica e Farmacologia Rigenerativa diretto dal Dottor Puri, avevamo identificato una delle popolazioni che abitano il muscolo ma che non sono le cellule staminali muscolari, ma cellule chiamate ‘Progenitori Fibro-Adipogenici’: la loro natura è di formare tessuto fibrotico-adiposo. Abbiamo visto che agendo con gli inibitori di HDAC, queste cellule FAP (Fibro-Adipogenic Progenitors) davano dei messaggi positivi in termini di rigenerazione alle cellule staminali del muscolo. In particolare le aiutavano a ‘fondere’ meglio, e cioè a dare vita alle fibre che costituiscono il muscolo stesso, che è esattamente il processo che nel paziente distrofico è progressivamente compromesso”.

Qual è allora il ‘messaggio positivo’ che le FAP trasmettono alle cellule staminali muscolari se esposte al trattamento con gli inibitori di HDAC? È proprio questo il cuore del progetto della Dr.ssa Saccone: “Ponendo a contatto le cellule staminali muscolari rispettivamente con le FAP trattate con inibitori di HDAC e con quelle non trattate, abbiamo verificato che nel primo caso le cellule staminali producevano più ‘tubi’, cioè fibre muscolari. Allora ho analizzato il terreno in cui le cellule sono cresciute e verificato che le FAP producono piccolissime molecole, definite nanovescicole o esosomi, che rappresentano il veicolo di questo messaggio benefico tra le FAP e le cellule satellite. Ho isolato questo terreno di coltura e così impostato l’obiettivo del mio progetto: sapere cosa c’è in queste nanovescicole, e che cosa accade all’interno di esse per capire gli effetti in caso di risposta ai trattamenti con inibitori di HDAC, ma anche in caso di mancata risposta, nelle fasi più avanzate della patologia dove la terapia farmacologica sembra non rispondere”.

Il risultato atteso? Verificare la presenza di fattori pro-miogenici, cioè a favore della rigenerazione muscolare, nelle nanovescicole di FAP responsive al trattamento con inibitori di HDAC e, al contrario, l’esistenza di un’informazione ‘cattiva’ in quelle che non reagiscono al farmaco, portatrice di infiammazione, fibrosi e adipogenesi.

“Identificare questi mediatori di informazioni tra FAP e cellule muscolari staminali ci può consentire di utilizzarle a scopo terapeutico, prognostico e diagnostico – spiega la ricercatrice – perché queste nanovescicole possono essere manipolate: sapendo cosa c’è dentro, è possibile modificarle e attraverso questa azione arrivare a trovare terapie destinate direttamente ai muscoli interessati dalla patologia”. Significa che attraverso terapie locali si potrebbe, per esempio, preservare la capacità di utilizzare arti come le mani nei pazienti affetti.

C’è di più: “A livello prognostico e diagnostico queste molecole potrebbero essere usate come biomarcatori: con esami meno invasivi della biopsia, potrebbero cioè consentire di capire lo stato e lo sviluppo della malattia e quindi anche stratificare pazienti per farli entrare in trial clinici più adatti alla loro condizione”, conclude Valentina Saccone.

Le sue parole sono cariche dell’entusiasmo e dell’impegno che hanno accompagnato questo caparbio e ambizioso lavoro di ricerca, i cui possibili risultati rappresentano una speranza concreta per i bambini con Distrofia di Duchenne e le loro famiglie. La ricerca biomedica su questa patologia è da anni campo di attività del Laboratorio di Epigenetica e Farmacologia Rigenerativa della Linea di Ricerca “Neuroscienze Sperimentali” della Fondazione Santa Lucia IRCCS.