Progetto:Uso di piccole molecole per il trattamento dell’ Atassia di Friedreich

Principale ricercatore:Dott. Daniele Marmolino, Laboratoire de Neurologie Expèrimentale, Universitè Libre de Bruxelles (ULB), Brussels
Supervisore:Prof. Massimo Pandolfo

Piano di lavoro:Lo scopo del progetto è quello di sviluppare un trattamento efficace per l’Atassia di Friedreich. La causa di questa patologia è una mutazione genetica che impedisce alle cellule di produrre un normale quantitativo di fratassina. La fratassina è una proteina necessaria per la funzione dei mitocondri, la sede delle cellule in cui si produce l’energia necessaria alle funzioni cellulari. I pazienti con Atassia di Friedreich producono una fratassina normale, ma in quantità insufficiente. In studi precedenti, è stato mostrato che alcuni farmaci, chiamati inibitori delle HDAC, possono incrementare la fratassina nelle cellule degli individui con Atassia di Friedreich e in topi che sono stati geneticamente modificati in modo da manifestare i sintomi della malattia. Noi proveremo a meglio comprendere i meccanismi di azione di questi farmaci, studiando le modificazioni sugli enzimi istone deacetilasi che sono il loro bersaglio e che agiscono sulle modalità di impacchettamento del materiale genetico (DNA) all’ interno delle cellule. In aggiunta esamineremo anche un’ altra classe di farmaci per la loro capacità ad aumentare i livelli di fratassina. Questi farmaci, chiamati PPARγ agonisti, hanno un meccanismo di azione completamente differente dai precedenti. Proponiamo che un trattamento combinato con i due farmaci possa risultare più efficace e produrre minori effetti collaterali. Per di più gli PPARγ agonisti sono farmaci già approvati per l’uso nel diabete e hanno proprietà neuro protettive in grado di indurre maggiori benefici.

Finaziamento per la ricerca: 35.000 €

Repligen e GoFAR unite per lo sviluppo di Biomarker per l’ uso degli inibitori delle HDAC nell’Atassia di Friedreich

La compagnia biofarmaceutica Repligen Corporation si sta occupando dello sviluppo degli inibitori delle HDAC per il trattamento dell’Atassia di Friedreich. La licenza dei composti selezionati è stata acquistata dallo Scripps Research Institute nell’Aprile del 2007. Attualmente la Repligen si sta occupando dell’identificazione del composto appartenente alla famiglia delle HDACì più idoneo all’uso prolungato nei pazienti. Il nuovo approccio è rivolto ad aumentare la proteina fratassina diminuita a causa della ridotta espressione genica nei pazienti Friedreich.

Parallelamente al lavoro di sviluppo del farmaco, Repligen e GoFAR unitamente, si stanno occupando di sviluppare dei Biomarker, strumenti di aiuto per la valutazione degli effetti del farmaco nell’uomo.
Saranno testati sia l’espressione del gene, sia i livelli della proteina fratassina nelle cellule del sangue dei pazienti, allo scopo di determinare se possa essere osservato, mediante studi su cellule in cultura un effetto sull’ espressione del gene e del livello di proteina dopo trattamenti di breve durata con il farmaco. I cambiamenti indotti dal farmaco nell’ espressione del gene o del livello di fratassina possono fornire un “tracciato” per il monitoraggio dell’ attività del farmaco medesimo e dei suoi effetti dopo periodi di somministrazione più brevi rispetto a quelli necessari per osservare cambiamenti nella progressione della malattia.
Le misure dei biomarker durante le fasi iniziali della sperimentazione clinica, possono dunque confermare l’attività biochimica del farmaco e guidare all’identificazione delle condizioni di dosaggio più idonee.
Questi studi di fattibilità che saranno completati nel 2008, consentiranno di comprendere la necessità o meno di ulteriori test di monitoraggio durante l’uso del farmaco nelle sperimentazioni cliniche.

Finanziamento di GoFAR, 110.000 $ (1 Febbraio – 1 Giugno 2008)

Repligen

La Repligen Corporation è una compagnia biofarmaceutica finalizzata allo sviluppo di nuovi agenti terapeutici per malattie neurologiche. Inoltre è Leader mondiale per la fornitura della Proteina A ricombinante, la cui vendita parzialmente fornisce le risorse per l’ avanzamento e lo sviluppo delle nuove linee di prodotti e dà stabilità finanziaria alla società. La sede centrale della Repligen è localizzata a 41 Seyon Street, Building #1, Suite 100, Waltham MA 02453 (US). Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito della Repligen

Progetto: Il silenziamento del gene FXN nell’ atassia di Friedreich: meccanismo e approcci terapeutici atti a riattivare l’ espressione della fratassina

Ricercatore principale: Prof. Massimo Pandolfo, Laboratory of Experimental Neurology Université Libre de Bruxelles-Hôpital Erasme, 1070 Brussels, Belgium

Piano di lavoro: L’ atassia di Freidreich (FRDA) è causata da anormali bassi livelli di fratrassina, una proteina mitocondriale essenziale. Tutti i pazienti FRDA sono portatori di una espansione della ripetizione GAA nel primo introne del gene della fratassina (FXN), allo stato di omozigota o negli eterozigoti in combinazione con altre mutazioni che generano la perdita della funzione. L’espansione GAA inibisce l’espressione del gene FXN mediante un meccanismo di repressione eterocromatina-mediato. Specifici istone deacetilasi (HDAC) inibitori possono incrementare in maniera sostanziale i livelli di FXN mRNA nelle cellule degli individui FRDA e rigenerare i livelli di fratassina nel sistema nervoso e nel cuore in modelli murini knock-in, portatori delle ripetizioni GAA nel gene fxn endogeno.
Noi identificheremo i fattori implicati includendo le HDAC e altre proteine che intervengono sulle specifiche sequenze o strutture del DNA, rimodellando la cromatina, la trascrizione ed il controllo dell’espressione genica. Per questi scopi, useremo la combinazione di metodi biochimici, farmacologici e molecolari, svilupperemo ed utilizzeremo nuovi modelli cellulari e animali. Questi studi possono condurre all’individuazione di obiettivi addizionali per i trattamenti atti al ripristino dei livelli di fratassina.

Finanziamento: 150.000€ ( 1 Aprile 2008 – 31 Marzo 2009)

Progetto: Risposta tempo/dose dipendente degli inibitori delle HDAC appartenenti alla famiglia della diammide pimelica sulla struttura della cromatina del gene della fratassina

Ricercatore principale: Dr. Elisabetta Soragni, Ricercatore associato presso il laboratorio del dipartimento di Biologia Molecolare dello Scripps Research Institute.
Surpervisore: Dr. Joel M. Gottesfeld

Piano di lavoro: L’atassia di Friedreich è causata dal malfunzionamento del gene FXN che codifica una proteina essenziale denominata fratassina. Questo difetto è causato dall’espansione di una semplice ripetizione della sequenza ( GAA) nel gene, che determina il blocco del gene. Il nostro laboratorio ha mostrato che questa repressione nello specifico è dovuta alla modifica della proteina che lega il DNA. E’ ben noto, che questo tipo di modifiche sono associate alla repressione dei geni e che possono essere annullate dall’ uso di piccole molecole che inibiscano gli enzimi responsabili delle modifiche medesime, riattivando dunque la funzione del gene. Noi abbiamo mostrato che una classe di tali piccole molecole può indurre la riattivazione della espressione del gene.
Il nostro primo scopo è studiare nel dettaglio la risposta dose/ tempo dipendente del trattamento con queste piccole molecole in linee cellulari derivate dai pazienti. Tuttavia la limitazione di queste linee cellulari è che sono cellule di sangue umano e cellule di pelle e attualmente non abbiamo la possibilità di studiare gli effetti delle nostre molecole sulle cellule umane del cervello ( ciò dovuto alla indisponibilità di tali tessuti), che sono il sito principale dello sviluppo dei sintomi. Perciò il secondo obiettivo di questo studio è la riprogrammazione delle cellule di pelle in cellule cerebrali, usando un protocollo recentemente pubblicato e il successivo studio degli effetti delle nostre molecole in questo sistema.

Finanziamento :67.000$ (1 Giugno 2008 – 31 Maggio 2009)
Progetto cofinanziato da Ataxia UK e GoFAR

Progetto: Studio sull’ uso della chelazione del ferro nell’ atassia di friedreich

Ricercatore principale: Prof. Antonio Piga, Centro di talassemia–Dipartimento di Scienze Cliniche e Biologiche – Università di Torino, Italia

Piano di lavoro: Si ritiene che il ferro rivesta un ruolo importante nella patogenesi dell’atassia di Friedreich. La proteina fratassina, agisce in maniera importante sul metabolismo del ferro mitocondriale e l’attività ridotta del gene che la codifica, determina accumulo di ferro mitocondriale. Per questa ragione, si ritiene che la chelazione del ferro mediante trattamento con il chelante orale deferiprone (DFP) possa rappresentare una potenziale terapia per l’atassia di Friedreich.
Uno studio pilota della durata di sei mesi su pazienti FRDA trattati con deferiprone, ha evidenziato il prodursi di alcuni benefici clinici, quali il miglioramento dei movimenti fini e dell’abilità manipolativa, la scioltezza dell’ eloquio, la sensazione di sentire le proprie estremità più calde e per alcuni pazienti, l’abilità di sentire i propri piedi sul terreno. Si è anche osservata una diminuzione dei livelli di ferro nel nucleo dentato dei pazienti FRDA.
Il nostro primo obiettivo è verificare l’applicabilità e la non tossicità dell’uso del deferiprone in pazienti FRDA. A causa del rischio di agranulocitosi come potenziale controindicazione del DFP, osservata nel 1% di pazienti affetti da talassemia, sarà previsto un rigido controllo del conteggio dei valori del sangue.
Il secondo obiettivo è misurare il livello di fratassina in cellule mononucleari del sangue periferico dei pazienti FRDA all’inizio e alla fine dello studio, utilizzando un kit dedicato a questo scopo.
Infine vogliamo organizzare lo studio di preparazione e fattibilità di un trial controllato e randomizzato di efficacia del deferiprone in pazienti FRDA, utilizzando i protocolli dell’ International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) e della Friedreich’s Ataxia Rating Scale (FARS).
Sarà anche prestata attenzione alla valutazione degli effetti del deferiprone sulle funzioni cardiache.

Due anni di finanziamento: 49.000€ ( 1 Settembre 2008 – 31 Agosto 2010)