Nuovo strumento per misurare i risultati negli studi clinici sulla malattia di Huntington

Quando i pazienti partecipano a studi clinici, è necessario che ci sia una sorta di lettura per determinare se il nuovo trattamento ha funzionato. È importante sapere due cose fondamentali: cosa misurare e come misurarlo. Nel caso della MH, questi ostacoli hanno afflitto scienziati e medici per anni. L’ultima ricerca propone un nuovo approccio intelligente per superare entrambe le sfide in un modo nuovo. Questi risultati potrebbero offrire uno strumento prezioso per studiare nuove terapie per la MH che entrano negli studi clinici.

Cosa misurare e come misurarlo: sembra semplice. E a volte lo è. Ad esempio, per testare un nuovo farmaco per abbassare il colesterolo, i medici prelevano il sangue dei pazienti dopo il trattamento, misurano il colesterolo e lo confrontano con i livelli pre-trattamento. In questo caso, il cosa è ovvio (colesterolo) e il come è semplice perché il colesterolo è una sostanza grande, simile al grasso, che può essere facilmente separata dal sangue e misurata.

Ma, nel caso degli studi clinici sulla MH, il cosa e il come sono molto più complicati.

Il “Cosa”

La MH è causata da una mutazione genetica che altera la composizione della proteina Huntingtina, rendendo la proteina tossica. Questa proteina Huntingtina mutante che impazzisce nei neuroni causa ogni caso di MH. La Huntingtina mutante interferisce con molte funzioni neuronali vitali, tra cui il trasporto del carico cellulare, la regolazione genica e la produzione di energia.

La Huntingtina mutante normalmente vive all’interno delle cellule, comprese le cellule cerebrali. Ma misurare la Huntingtina mutante all’interno del cervello richiede una biopsia cerebrale, tutt’altro che ideale, se si può evitare. Quindi, è iniziata la ricerca di modi meno invasivi per quantificare questa proteina difficile.

Ricorda che ti ho appena detto che la Huntingtina si trova normalmente all’interno delle cellule cerebrali? Bene, non è sempre così. A volte, la Huntingtina mutante viene rilasciata, probabilmente a causa della morte dei neuroni. Quando una cellula cerebrale muore, le membrane si rompono, permettendo al contenuto di fuoriuscire. Ciò significa che molta Huntingtina mutante che una volta era contenuta nella cellula è ora libera. Il cervello ripulisce rapidamente il disordine lasciato dalla cellula morente, ma prima di essere scomposto, parte del contenuto viaggia attraverso il fluido che bagna il cervello, chiamato liquido cerebrospinale.

Il liquido cerebrospinale circola in tutto il cervello e il midollo spinale. I medici possono inserire un ago sottile nello spazio sotto il midollo spinale e prelevare piccole quantità di liquido cerebrospinale. Analizzando il fluido, i medici possono intravedere cosa sta succedendo all’interno del cervello senza una biopsia cerebrale.

Un nuovo studio dei dott.ri Amber Southwell, Michael Hayden e colleghi chiede: “Potremmo misurare i livelli di Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale e usarli per conoscere i livelli di Huntingtina mutante nel cervello?” E la risposta è sì!

I ricercatori hanno tre prove a sostegno di questa nuova entusiasmante scoperta.

Hanno iniziato misurando la proteina Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale dei portatori della mutazione MH. Hanno prelevato campioni da portatori della mutazione in varie fasi della malattia: avanzata, precoce-intermedia e prima della comparsa dei sintomi. I ricercatori volevano vedere se i livelli di Huntingtina mutante aumentano nel liquido cerebrospinale con il progredire della malattia.

Come avevano previsto, i livelli di Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale erano più alti nelle persone che si trovavano in fasi più avanzate della malattia e più bassi nelle fasi iniziali della malattia. Il motivo non è chiaro: potrebbe essere che, poiché più cellule cerebrali muoiono nel corso della MH, viene rilasciata più proteina Huntingtina mutante, ma saranno necessari ulteriori studi per verificare se è così.

Sebbene tale correlazione fosse promettente, i ricercatori volevano fare un ulteriore passo avanti per confermare che le cellule cerebrali morenti fossero realmente la fonte della Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale. Quindi, si sono rivolti ai topi.

I ricercatori hanno avvelenato una piccola area di cellule cerebrali. Quando le cellule hanno iniziato a morire, hanno osservato un picco netto dei livelli di Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che le cellule morenti riversano il loro contenuto nel cervello e parte di tale contenuto, inclusa la Huntingtina mutante, viaggia nel LCS.

Strumenti di silenziamento della Huntingtina

Una delle applicazioni più utili della misurazione della Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale sarebbe quella di testare nuove terapie per la MH. Una promettente via di ricerca è quella di ridurre direttamente i livelli di proteina Huntingtina mutante. Ad esempio, un nuovo tipo di approccio terapeutico per la MH chiamato silenziamento genico mira a rallentare o arrestare la progressione della malattia riducendo i livelli di Huntingtina mutante. (Clicca qui per un articolo di HDBuzz sul silenziamento genico: http://en.hdbuzz.net/023).

Come prova di concetto, i ricercatori hanno trattato topi modello MH con farmaci per il silenziamento genico che sono noti per ridurre i livelli di Huntingtina mutante nel cervello. Quando hanno prelevato campioni dagli animali silenziati geneticamente, hanno scoperto che anche i livelli di Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale erano stati ridotti! Ciò suggerisce che la misurazione della Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale può essere una buona lettura per misurare se i farmaci per il silenziamento genico negli studi clinici sulla MH stanno funzionando.

Il “Come”

L’idea di misurare la Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale esiste da un po’ di tempo, ma pone un’enorme sfida tecnica. Come spiegato in questo articolo di HDBuzz (http://en.hdbuzz.net/197), la Huntingtina mutante è solo una delle tante proteine nel liquido cerebrospinale. Isolarla e misurarla è come trovare un ago in un pagliaio.

Ma l’altra importante scoperta di questo articolo è un nuovo metodo ultra-sensibile per misurare la Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale.

La tecnica utilizza una coppia di proteine chiamate anticorpi che riconoscono e si attaccano specificamente alla Huntingtina mutante e non ad altre proteine del liquido cerebrospinale. Infatti, gli anticorpi sono così specifici che riconoscono solo la Huntingtina mutante tossica, e non la Huntingtina normale e sana, che viene prodotta anche nei pazienti con MH. È importante sottolineare che può identificare la Huntingtina mutante che fluttua nel liquido cerebrospinale da sola o legata ad altre proteine in ammassi multi-proteici, che è di solito dove si trova.

Uno degli anticorpi della coppia è attaccato a una microsfera estremamente piccola, e l’altro è attaccato a un tag luminoso. Gli anticorpi si aggrappano alla Huntingtina mutante. Quindi, le microsfere vengono raccolte, trascinando con sé la Huntingtina mutante. Infine, le microsfere più la Huntingtina mutante vengono alimentate attraverso una macchina speciale che può rilevare la luce emessa dal tag, consentendo di quantificare la quantità di Huntingtina mutante. (Più luce = più anticorpi = più Huntingtina mutante.) Questa combinazione di anticorpi altamente specifici e un’attenta misurazione della luce luminosa ha fornito a clinici e ricercatori un altro strumento affidabile per misurare la Huntingtina mutante nel liquido cerebrospinale.

Questa nuova tecnica integra un’altra recentemente descritta utilizzando metodi simili, che ha trovato risultati simili (http://en.hdbuzz.net/197). Sorprendentemente, questo nuovo studio fornisce la prima prova che la proteina Huntingtina mutante misurata nel LCS proviene dal cervello, probabilmente da cellule morenti. Ancora più importante, il trattamento dei cervelli con farmaci che riducono i livelli di mHTT porta a rapidi cambiamenti nei livelli di LCS.

Ciò significa che, qualunque sia la tecnica utilizzata per misurare l’HTT, i ricercatori che pianificano studi sull’uomo sul silenziamento genico hanno un nuovo potente strumento per vedere quanto bene questi farmaci stanno funzionando. Siamo molto entusiasti di questi studi, il primo dei quali sta iniziando proprio ora, e questa tecnica è una nuova e potente aggiunta al test di questi farmaci nei pazienti con MH.

Per saperne di più

• Manoscritto originale che descrive la nuova tecnica (accesso aperto)