Numero 10 del 2019

Titolo: ATTUALITÀ- Una ricerca per le future terapie innovative

Autore: Gian Marco Tosi

Articolo:
Dip. di Medicina, Chirurgia e Neuroscienze dell'Università di Siena

Alcune malattie che si manifestano frequentemente nella popolazione mondiale, come il cancro, malattie cardiovascolari, infiammazioni croniche e retinopatie, sono caratterizzate dalla crescita patologica di vasi sanguigni (processo noto come neovascolarizzazione), che nella maggior parte dei casi porta a progressione della malattia verso stadi più gravi. Per esempio, la crescita dei tumori primari e la formazione di metastasi, l'infiammazione delle sinovie nell'artrite reumatoide, l'edema maculare, il distacco di retina e la perdita della visione nella retinopatia diabetica e la degenerazione maculare senile (AMD) sono tutte patologie la cui progressione è caratterizzata da neovascolarizzazione. Di conseguenza, bloccare la neovascolarizzazione patologica rappresenta un grande potenziale per il trattamento di molte gravi e comuni malattie per l'uomo.
Nella struttura anatomica dell'occhio, i vasi sanguigni della coroide sono localizzati posteriormente ed in stretta associazione con l'epitelio retinico pigmentato (RPE) su cui poggiano i fotorecettori della retina, responsabili della visione. La crescita anomala dei vasi sanguigni coroideali che penetrano nello strato protettivo dell'RPE (conosciuto anche col nome di membrana di Bruch) prende il nome di neovascolarizzazione coroideale (CNV) ed è responsabile della progressione dell'AMD ad uno stadio avanzato, noto anche come AMD essudativa e responsabile della perdita della visione. Essendo l'AMD la causa più comune di cecità nel mondo, numerosi scienziati hanno dedicato molti sforzi allo sviluppo di trattamenti anti neovascolari per impedire la progressione di questa malattia. Sono stati, infatti, prodotti farmaci inibenti la vascolarizzazione come bevacizumab, ranibizumab e aflibercept, che hanno effettivamente in breve tempo ristabilito la visione in pazienti affetti da AMD essudativa. Tuttavia, una volta che i capillari della coroide sono cresciuti non è più possibile raggiungere una completa e duratura regressione dei vasi sanguigni neoformati, tanto che un terzo dei pazienti trattati è soggetto a recidive e gli altri sono a rischio di progressione della malattia dopo un periodo iniziale di beneficio terapeutico. Poiché responsabile della neovascolarizzazione è la proliferazione anomala delle cellule endoteliali dei vasi coroideali, una strategia d'intervento terapeutico alternativa potrebbe essere quella di colpire molecole espresse esclusivamente dalle cellule endoteliali in attiva proliferazione e non dalle cellule quiescenti che formano i vasi sanguigni normali. In questa direzione va la scoperta nata dalla collaborazione fra il laboratorio di Biologia Molecolare, diretto dai Dr. Federico Galvagni e Maurizio Orlandini (Dip. di Biotecnologie, Chimica e Farmacia) e l'Unità di Oftalmologia, diretta dal Prof. Gian Marco Tosi (Dip. di Medicina, Chirurgia e Neuroscienze) dell'Università di Siena, che una proteina, chiamata CD93, sia espressa prevalentemente sulla superficie delle cellule endoteliali coroideali in attiva proliferazione. I ricercatori hanno, infatti, dimostrato che nei tessuti della coroide espiantati da pazienti affetti da AMD essudativa, i vasi sanguigni esprimono alti livelli di proteina CD93. Gli stessi ricercatori, oltre ad evidenziare l'importanza del ruolo fisiologico svolto da CD93 nell'attività neovascolare dell'endotelio, hanno anche generato un anticorpo monoclonale in grado di legare e in parte neutralizzare la proteina CD93, riducendo così la formazione di nuovi vasi sanguigni sia in esperimenti in vitro che in vivo. Come dimostrato anche da altri gruppi di ricerca di livello internazionale che collaborano con i ricercatori senesi, l'importanza di questa scoperta risiede anche nell'evidenziazione del ruolo svolto da CD93 nella neovascolarizzazione tumorale, essendo tale proteina molto espressa nelle cellule endoteliali di vasi sanguigni presenti all'interno delle masse tumorali e poco nell'endotelio quiescente che costituisce i vasi normali.
I ricercatori senesi sono anche impegnati nella ricerca di altri nuovi bersagli per future terapie innovative. L'ambizioso progetto prevede di isolare per mezzo di un microdissettore laser esclusivamente le cellule endoteliali che costituiscono le pareti dei vasi sanguigni del microcircolo della coroide. Queste cellule sono prelevate da vasi localizzati in zone dove la loro crescita incontrollata ha causato la maculopatia degenerativa. Per conoscere quali molecole rendano queste cellule iperattive, si procede a questo punto con un'analisi globale delle informazioni genetiche contenute nel trascrittoma (l'insieme di molecole di RNA messaggero che, prodotto a partire dal DNA, ordina alla cellula quali proteine produrre e come comportarsi) che vengono confrontate con quelle delle cellule endoteliali dei vasi sani, evidenziando in questo modo tutte le possibili differenze. L'enorme massa di dati che sarà prodotta aiuterà i ricercatori ad identificare così dei possibili bersagli specifici per l'endotelio patologico dai quali partire per progettare nuove terapie per coadiuvare e migliorare quelle già esistenti.
La maculopatia degenerativa, come già detto, non ha fino ad ora una cura veramente efficace e risolutiva. L'attenzione dei ricercatori senesi è quindi anche rivolta allo studio dei non ancora chiari meccanismi molecolari che causano i vari tipi di maculopatie ed ai loro possibili fattori scatenanti. Un'attenzione particolare è stata rivolta ad una molecola chiave di risposta cellulare allo stress ossidativo: il Nuclearfactorerythroid 2-Related Factor 2 o più semplicemente NRF2. I fotorecettori della retina sono le cellule responsabili della visione e come tali sono costantemente "affaticate" dalla grande energia trasportata dalla luce. Come conseguenza di ciò, nella retina si producono grandi quantità dei tristemente noti radicali liberi, molecole responsabili dello stress ossidativo causa principale di sofferenza e danneggiamento delle cellule. L'invecchiamento, aiutato anche da fattori di rischio come alimentazione, inquinamento e fumo, riduce la capacità dei nostri tessuti di combattere attivamente lo stress ossidativo e la conseguente infiammazione, ritenuti gli agenti scatenanti di queste patologie. NRF2 permette una efficace risposta cellulare allo stress ossidativo ma sfortunatamente la sua attività è ridotta nell'anziano. I ricercatori di Siena hanno quindi analizzato centinaia di composti allo scopo di identificarne uno capace di attivare NRF2 nelle cellule dell'epitelio retinico ed identificato una molecola molto semplice con questa caratteristica. Hanno anche dimostrato che questa molecola, quando ingerita, raggiunge facilmente l'occhio di animali da laboratorio e ne aumenta la risposta antiossidante. Lo scopo della loro ricerca è ora quello di analizzare nel dettaglio il suo meccanismo di azione e di valutarne la sicurezza, tollerabilità, nonché efficacia nella prevenzione delle maculopatie.