SMA: Decifrata la Via per una Nuova Terapia Genica! La Storia di AAV9-coSMN1

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo della ricerca scientifica, un viaggio che accende una nuova speranza per chi combatte contro l’Atrofia Muscolare Spinale (SMA). Parleremo di una terapia genica innovativa, AAV9-coSMN1, e di come l’abbiamo messa alla prova prima di poterla anche solo immaginare negli esseri umani. Preparatevi, perché la scienza può essere davvero emozionante!

Cos’è la SMA e Perché Serve una Nuova Strategia?

Prima di tuffarci nel vivo della nostra ricerca, facciamo un passo indietro. La SMA è una malattia genetica tosta, davvero. Colpisce i motoneuroni, quelle cellule nervose speciali nel midollo spinale che controllano i nostri muscoli. Senza di loro, i muscoli si indeboliscono progressivamente, portando a problemi di movimento, respirazione e deglutizione. La causa? Una mutazione nel gene SMN1, che non riesce più a produrre abbastanza proteina SMN, fondamentale per la sopravvivenza di questi motoneuroni.

Negli ultimi anni, la ricerca ha fatto passi da gigante. Abbiamo farmaci come Risdiplam (una molecola da prendere per bocca) e Nusinersen (un oligonucleotide da iniettare nel liquido spinale) che aiutano ad aumentare la proteina SMN agendo su un gene “gemello”, l’SMN2. Funzionano, sì, ma richiedono trattamenti continui per tutta la vita e, nel caso di Nusinersen, iniezioni spinali ripetute.

Poi è arrivata Zolgensma, una vera rivoluzione: una terapia genica che consegna una copia funzionante del gene SMN1 usando un “taxi” virale innocuo, l’AAV9. Una singola infusione endovenosa e via! Ha mostrato risultati incredibili, specialmente nei bambini più piccoli. Però, non è tutto oro quel che luccica. Ci sono preoccupazioni per la tossicità epatica e le risposte immunitarie, soprattutto nei pazienti più grandi o pesanti, tanto che il suo uso è limitato ai bimbi sotto un certo peso. Si sta lavorando anche a una formulazione intratecale (OAV101 IT), ma è chiaro che c’è ancora bisogno di opzioni terapeutiche più versatili, sicure ed efficaci per tutti i tipi di SMA.

Ed è qui che entriamo in gioco noi.

La Nostra Idea: Potenziare il Gene e Cambiare Rotta

Ci siamo chiesti: come possiamo migliorare ancora? La nostra scommessa si chiama GC101 (il nome in codice della nostra terapia AAV9-coSMN1). È sempre una terapia genica basata su AAV9, ma con due differenze chiave:

1. Usiamo una versione “ottimizzata” del gene SMN1, che abbiamo chiamato coSMN1.
2. La somministriamo direttamente nel liquido cerebrospinale tramite iniezione intratecale (IT), pensando che così possa raggiungere meglio il sistema nervoso centrale e magari ridurre i rischi sistemici come quelli al fegato.

Ma cosa significa “ottimizzata”? Abbiamo preso la sequenza del gene SMN1 umano e l’abbiamo riscritta usando i “codoni” (le triplette di basi del DNA che codificano gli amminoacidi) preferiti dalle cellule umane. È un po’ come tradurre un testo in un linguaggio più fluente per il lettore: la cellula “legge” meglio il gene coSMN1 e produce molta più proteina SMN! Lo abbiamo verificato in laboratorio, su cellule coltivate (BHK21, HEK293, U87-MG, NB1): l’espressione della proteina SMN con coSMN1 era da 1.3 a 6 volte superiore rispetto al gene SMN1 normale. Un risultato pazzesco!

La Prova del Nove: Funziona nei Topolini SMA?

Ok, in provetta funziona alla grande. Ma nel mondo reale? Per scoprirlo, abbiamo usato un modello di topo che sviluppa una forma di SMA simile alla Tipo 3 umana (quella meno grave, ma comunque debilitante). Una delle caratteristiche di questi topolini è la necrosi della punta della coda, che perdono progressivamente dopo la nascita.

Abbiamo iniettato la nostra terapia AAV9-coSMN1 direttamente nel cervello (iniezione intracerebroventricolare, ICV) dei topolini appena nati, a diverse dosi. I risultati? Emozionanti!

• Salvataggio della coda: I topolini trattati hanno mostrato una conservazione della coda dose-dipendente. Con le dosi giuste (da 5.3E+13 vg/kg in su), la coda rimaneva quasi intatta anche a distanza di un anno! Un segno visibile che la terapia stava funzionando.
• Protezione dei motoneuroni: Analizzando il midollo spinale, abbiamo visto che i motoneuroni erano significativamente preservati nei topi trattati rispetto ai controlli non trattati. La terapia stava proteggendo le cellule nervose chiave!
• Nessun problema di peso: Il peso corporeo dei topi trattati era normale, segno che la terapia era ben tollerata.

Abbiamo notato che aumentare la dose oltre un certo livello (8.0E+13 vg/kg) non portava a benefici aggiuntivi, suggerendo che esiste un “punto dolce” per l’efficacia.

Non Solo Neuroni: Un Occhio ai Muscoli

La SMA colpisce i motoneuroni, ma le conseguenze si vedono sui muscoli. Anche nella SMA Tipo 3, più lieve, ci sono alterazioni muscolari, come fibre di dimensioni variabili e problemi ai mitocondri (le centrali energetiche delle cellule).

Abbiamo analizzato i muscoli (quadricipite e gluteo massimo) dei nostri topolini trattati (con la dose efficace di 5.3E+13 vg/kg) un anno dopo l’iniezione. Cosa abbiamo scoperto?

• Miglioramento della struttura muscolare: La terapia ha aiutato a normalizzare la dimensione delle fibre muscolari, contrastando l’ipertrofia compensatoria vista nei topi SMA non trattati.
• Funzione mitocondriale ripristinata: Abbiamo usato colorazioni specifiche (ATPase e SDH) che ci hanno mostrato un netto miglioramento dell’attività mitocondriale nei muscoli trattati.

Questo è importantissimo: AAV9-coSMN1 non solo salva i neuroni, ma migliora anche la salute dei muscoli, affrontando la malattia su più fronti.

Sicurezza Prima di Tutto: Test Approfonditi su Topi e Scimmie

L’efficacia è fondamentale, ma la sicurezza lo è ancora di più. Abbiamo condotto studi tossicologici rigorosi (secondo le norme di Buona Pratica di Laboratorio – GLP) sia su topi sani (C57BL/6N) che su primati non umani (scimmie cynomolgus), che sono molto più simili a noi.

Nei topi, abbiamo testato dosi diverse (fino a 1.9E+14 vg/kg) iniettate via ICV. Risultati:

• Ben tollerata: Nessuna differenza significativa di peso corporeo, nessun segno di malessere osservato.
• Nessuna tossicità rilevante: I parametri biochimici nel sangue (inclusi gli enzimi epatici ALT e AST) sono rimasti nella norma.
• Ampia distribuzione: Come previsto, il vettore AAV9 ha raggiunto ampiamente il sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), con livelli di proteina SMN aumentati in modo dose-dipendente (anche se, di nuovo, oltre una certa dose l’aumento non era proporzionale). Ma abbiamo trovato il vettore anche in organi periferici (fegato, cuore, polmoni, ecc.), segno che l’iniezione nel liquor permette comunque una certa diffusione sistemica.

Nelle scimmie cynomolgus (di 2.5 anni), abbiamo simulato più da vicino l’approccio clinico, usando l’iniezione intratecale (IT) con una dose di 4.67E+13 vg/animale (circa 1.87E+13 vg/kg). Ecco i punti salienti:

• Distribuzione mirata ma ampia: Il vettore è stato trovato in alte concentrazioni nel sistema nervoso centrale (cervello, midollo spinale, gangli della radice dorsale – DRG), rimanendo stabile fino a 91 giorni dopo l’iniezione. Era presente anche in organi periferici, soprattutto nel fegato, ma in concentrazioni che diminuivano nel tempo.
• Profilo di sicurezza epatico favorevole: Nessun aumento significativo degli enzimi epatici (AST, ALT) è stato osservato per tutto lo studio. Questo è un dato cruciale, date le preoccupazioni con altre terapie AAV.
• Nessuna infiammazione nei DRG: I gangli della radice dorsale sono un punto delicato per le terapie AAV intratecali. Abbiamo analizzato attentamente questi tessuti e non abbiamo trovato alcun segno di infiammazione o danno neuronale, nonostante l’alta espressione della proteina SMN. Un altro semaforo verde importantissimo!
• Risposta immunitaria gestibile: Si sono sviluppati anticorpi contro il vettore AAV9 (come atteso), ma i livelli sono rimasti stabili, suggerendo un’esposizione sistemica contenuta.

Cosa Ci Dice Tutto Questo? Verso la Clinica!

Mettendo insieme tutti i pezzi, il quadro che emerge è estremamente promettente. La nostra terapia AAV9-coSMN1, grazie al gene potenziato e alla somministrazione intratecale:

• È efficace nel modello di topo SMA Tipo 3, salvando motoneuroni, migliorando la funzione muscolare e preservando la coda.
• Mostra un profilo di sicurezza favorevole sia nei topi che, soprattutto, nei primati non umani, senza segni evidenti di tossicità epatica o infiammazione dei DRG alle dosi testate.
• Ottiene una distribuzione ampia ed efficiente nel sistema nervoso centrale, il bersaglio principale della SMA.

Questi dati preclinici robusti hanno fornito le basi scientifiche necessarie per fare il grande passo: portare GC101 (AAV9-coSMN1) alla sperimentazione clinica sull’uomo. Infatti, sono già in corso studi clinici (NCT05824169, NCT05901987, NCT06421831) per valutare questa terapia in pazienti con SMA di Tipo 1, 2 e 3, somministrata proprio tramite iniezione intratecale.

È un momento entusiasmante. Certo, la strada è ancora lunga e servono i dati clinici per confermare tutto, ma i risultati preclinici ci dicono che siamo sulla strada giusta. Questa ricerca non solo offre una nuova speranza per la comunità SMA, ma apre anche prospettive interessanti per l’uso di AAV9 e della somministrazione intratecale per altre malattie neurologiche. Incrociamo le dita e continuiamo a lavorare!

Fonte: Springer