Un gruppo di ricerca statunitense ha messo a punto una terapia sperimentale, basata sull’ingegnerizzazione delle cellule del paziente, contro una delle più severe emoglobinopatie
L’alfa-talassemia è una patologia ereditaria dovuta all’inattivazione di uno o più geni alfa-globinici: negli omozigoti è letale già in utero o alla nascita, mentre i portatori della malattia (con inattivazione di uno o due geni) sono affetti da forme più lievi di patologia. Negli ultimi anni, la ricerca sul fronte delle terapie avanzate rivolta alla patologia “sorella” - la beta-talassemia, per la quale è stata approvata e poi ritirata (in Europa) una terapia genica e per cui, successivamente, è arrivato sul mercato (anche in Italia) un trattamento basato su CRISPR - ha messo nell’ombra quella per alfa-talassemia. Uno studio pubblicato da poco su Cell Reports Medicine riporta risultati preclinici promettenti per una terapia genica ex vivo basata sull’utilizzo di un vettore lentivirale.
ALFA-TALASSEMIA
Le emoglobinopatie comprendono quelle condizioni in grado di determinare un’alterata produzione di emoglobina, la molecola che permette il trasporto dell’ossigeno a tutti i distretti dell’organismo. L’emoglobina prodotta nell’adulto nell’adulto è una proteina costituita da due catene di tipo alfa (codificate dai geni collocati sul cromosoma 16) e da due catene di tipo beta (i cui geni sono posti sul cromosoma 11). Le mutazioni sui geni responsabili della sintesi della catene alfa implicano la manifestazione dell’alfa-talassemia, la cui gravità è direttamente connessa al numero di geni mancanti (alfa0) o difettosi (alfa+): con un gene mancante o difettoso in genere non si evidenziano sintomi, con due si ha una leggera anemia (riduzione dei globuli rossi che appaiono di dimensioni inferiori alla norma), con tre si ha un quadro di talassemia intermedia e con quattro geni mancanti o difettosi si produce la situazione - detta di idrope fetale - caratterizzata da anemia grave, epato-splenomegalia e insufficienza cardiaca.
In quest’ultimo caso la morte sopraggiunge già in utero o dopo poche ore dalla nascita, ciononostante, grazie alle trasfusioni intrauterine, è diventato possibile salvare la vita ai bambini. Per contro, questo fa subentrare il problema della dipendenza per tutta la vita dalle trasfusioni e di una lunga serie di fragilità e problematiche cliniche (sovraccarico di ferro). In alcuni casi, un trattamento realmente efficace si basa sul trapianto di midollo osseo da donatore, ma è difficile trovare la compatibilità e la procedura in sé non è esente da rischi (malattia da trapianto contro l’ospite). In ultima istanza, l’idrope fetale può comportare gravi conseguenze per la madre fin dalla gestazione, con un accresciuto rischio di emorragie e la necessità di dover ricorrere al parto cesareo.
LA TERAPIA DEI RICERCATORI CALIFORNIANI
Nello studio apparso questo mese sulla rivista Cell Reports Medicine, i ricercatori - guidati Eva Segura e Donald Kohn dell’Università della California - hanno sviluppato una terapia genica autologa, basata sull’ingegnerizzazione delle cellule del paziente, che azzera eventuali problematiche di compatibilità immunologica.
I loro studi sono iniziati proprio dalla valutazione dei vettori lentivirali, derivati dal virus dell’HIV (HIV-1) già sfruttati per lo sviluppo della terapia genica per la beta-talassemia. In particolare, essi hanno creato dei vettori lentivirali eritroidi (alfa-globin EVs) in grado di ospitare il gene HBA2 e introdurlo nelle cellule staminali ematopoietiche del paziente che, dopo la modifica, possono essere reinfuse nel paziente con l’obiettivo di ripristinare la produzione di alfa-globina e consentire così la formazione di emoglobina funzionale nei globuli rossi.
Sono stati progettati due vettori principali: EV-alfa, contenente il gene HBA2 completo sotto il controllo di un promotore beta-globinico e delle regioni regolatorie LCR, ed EV-alfa-UV, una versione più compatta con regioni LCR ridotte ottimizzata per titoli virali elevati ed alta infettività. I test hanno dimostrato che tutti i vettori erano in grado di indurre la produzione di alfa-globina funzionale, seppure con diversi livelli di efficienza (EV-alfa ha ottenuto i risultati migliori): la ricostituzione dell’emoglobina è arrivata fino al 75% dei livelli fisiologici, un risultato assai rilevante.
RISULTATI PROMETTENTI
Considerato che le alfa-talassemie sono dovute sostanzialmente a delezioni dei geni alfa-globinici (con accumulo delle catene beta libere che finiscono per aggregarsi tra loro), il ripristino anche solo di una parte dell’espressione dei geni dell’alfa-globina potrebbe avere importanti ricadute sulla produzione di globuli rossi e sul livello di emoglobina. I ricercatori californiani hanno osservato che la loro terapia genica ripristina con successo la produzione dell’alfa-globina, consentendo alle cellule staminali modificate di produrre emoglobina funzionale. Sia nelle cellule staminali umane che nei modelli murini, la terapia genica sperimentale ha raggiunto ottimi livelli di trasduzione, ripristinando il rapporto tra catene alfa e beta e consentendo la produzione di emoglobina. Tutto ciò senza effetti collaterali significativi e in assenza di tossicità. In aggiunta, i test di sicurezza hanno evidenziato che l’integrazione del gene corretto nel DNA avviene senza il coinvolgimento di geni associati a tumori o instabilità genomica, confermando un generale profilo di sicurezza della terapia.
Ma quale dei due vettori potrebbe essere più adatto alla terapia? Secondo i risultati pubblicati, in entrambi i casi l’efficienza era elevata ma EV-alfa ha raggiunto i più alti livelli di espressione di alfa-globina, mentre EV-alfa-UV sembra avere una migliore capacità di infezione delle cellule, cosa che lo renderebbe ideale per l’applicazione clinica su larga scala.
UN UNIVERSO DA ESPLORARE
Questo genere di riflessione si inserisce in un quadro più ampio di cui i risultati dello studio Cell Reports Medicine costituiscono solo il frammento iniziale. Di certo, il ripristino dell’espressione di alfa-globina appare un risultato impensabile fino ad alcuni anni fa, che non sarebbe stato raggiunto senza gli avanzamenti conseguiti nel campo della beta-talassemia. Tuttavia, saranno necessari ulteriori studi sulla sicurezza dei vettori virali (esiste pur sempre il rischio di inserzioni indesiderate nel DNA) e sulla reale efficacia a lungo termine della potenziale nuove terapia genica il cui principale pregio è di rivolgersi ai bambini che sopravvivono alla malattia grazie alle trasfusioni, da cui dipendono fin dalla nascita. Anche se, come obiettivo di lunga durata, i ricercatori auspicano di estendere l’uso alle forme intermedie di malattia, con difetto genetico parziale ma in cui la presenza di una anemia cronica obbliga i pazienti a trasfusioni di sangue periodiche.
Infine, sarà necessario comprendere la traslabiltà in clinica (guardando soprattutto ai costi di produzione dei vettori virali) di questa nuova terapia genica per cui il gruppo di ricerca californiano sta già preparando una domanda di autorizzazione all’uso clinico da sottomettere alla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Un passo che apre le porte agli studi clinici sull’uomo e che potrebbe guidare la nuova terapia verso il futuro obiettivo della pratica clinica.
