Conferenza sulla Terapeutica della Malattia di Huntington 2026 – Giorno 1

Il team di HDBuzz ha recentemente partecipato alla 21ª Conferenza annuale sulla Terapeutica della Malattia di Huntington (HDTC) a Palm Springs, CA. Dal 24 al 26 febbraio, abbiamo fornito una copertura in diretta dell’incontro, condividendo la scienza all’avanguardia nel campo della ricerca sulla malattia di Huntington (MH). I nostri post sono stati raccolti qui di seguito in un riepilogo dell’intera conferenza. Vediamo cosa è successo il giorno 1!

Il team di HDBuzz è stato entusiasta di tornare nella soleggiata Palm Springs per un altro anno di entusiasmante scienza sulla malattia di Huntington – quest’anno con gli adesivi!

David Margolin – Aggiornamento su AMT-130 di uniQure

Prima che l’incontro iniziasse con i suoi interventi sulla ricerca di base, abbiamo ascoltato David Margolin di uniQure, che ha condiviso alcune informazioni dallo studio in corso che testa AMT-130. Il suo focus sarà su come stanno usando le statistiche per ridurre i bias nel loro studio.

David inizia con una panoramica di AMT-130, una terapia genica che riduce l’huntingtina somministrata tramite intervento chirurgico nello striato, la parte del cervello più vulnerabile alla MH. Sta parlando dei criteri che hanno usato per determinare chi poteva partecipare allo studio e come sarebbe stato analizzato.

Alcuni dei dati delle persone che hanno ricevuto AMT-130 non sono stati confrontati con un gruppo placebo, ma piuttosto con i partecipanti a ENROLL-HD, uno studio osservazionale che segue le persone con MH nel tempo.

uniQure ha applicato ai dati metodi statistici noti come “propensity matched scoring”. Questo è un modo per abbinare i partecipanti allo studio a persone simili che non fanno parte dello studio. Quindi le persone nello studio sono state abbinate a persone in ENROLL che si trovavano in uno stadio simile della malattia. L’idea è che questo aiuterà a ridurre la variabilità all’interno del dataset.

La domanda principale a cui lo studio cercava di rispondere era se AMT-130 potesse aiutare a rallentare la progressione dei sintomi della MH misurati con un gruppo di test noti come cUHDRS, che misura i sintomi motori e cognitivi della MH.

Questi sono dati che uniQure ha già condiviso in precedenza: la loro scoperta più importante è stata che nelle 17 persone che hanno subito l’intervento circa 3 anni fa, AMT-130 ha rallentato (del 60%) la progressione di una misura motoria nota come Total Motor Score (TMS).

Inoltre, NfL, un biomarcatore che può misurare il danno ai nervi, di solito aumenta del 10-15%, ma in questo studio è diminuito dell’8-9%. Un aumento più lento di NfL suggerisce che le cellule cerebrali vengono protette. Esattamente quello che vogliamo sentire!

Le persone che hanno iniziato lo studio con volumi striatali più elevati sembravano beneficiare maggiormente di AMT-130, suggerendo che il trattamento precoce potrebbe essere importante. I criteri di ammissibilità erano molto ristretti, poiché i partecipanti dovevano trovarsi in una particolare fase della MH basata sia sui sintomi che sui volumi cerebrali, e solo circa il 30% di coloro che sono stati sottoposti a screening è entrato nello studio.

Una cosa che non sono stati in grado di confrontare quando abbinavano le persone di ENROLL-HD era il volume cerebrale misurato tramite risonanza magnetica, perché quei dati non vengono raccolti in ENROLL. Per aiutare a ridurre questo bias, uniQure ha applicato statistiche di abbinamento altamente specializzate.

Più strettamente i gruppi di controllo e partecipanti sono abbinati, più possiamo essere sicuri che la progressione più lenta sia dovuta ad AMT-130, e non solo perché sarebbero progrediti più lentamente comunque.

Riportano anche di aver reclutato e arruolato una nuova coorte di altri sei partecipanti allo studio che riceveranno AMT-130.

Sebbene la parte più entusiasmante di questi dati fosse già ampiamente riportata alcuni mesi fa, l’intervento di oggi ha applicato nuovi metodi statistici per rafforzarla. Questo si spera rafforzerà ulteriormente il caso di uniQure con la FDA per procedere verso l’approvazione accelerata.

Prospettive Condensate: Nuove Prospettive su DNA, RNA e Proteina HTT

Cliff Brangwynne – Introduzione alla “Separazione di Fase”

Il prossimo intervento torna alla ricerca di laboratorio, con Cliff Brangwynne della Princeton University. Non è una “persona della MH”, quindi ascoltare la sua prospettiva dall’esterno del campo può aiutare i ricercatori della MH a pensare al proprio lavoro in modo diverso. È sempre fantastico avere nuove persone che si uniscono al campo!

Secondo Cliff, il suo lavoro studia “la fisica dei materiali morbidi” – gel, schiume, emulsioni – e nota che i nostri corpi assomigliano maggiormente a queste strutture “morbide”.

Sta parlando delle cellule come macchine, con l’avvertenza che la struttura delle cose all’interno delle cellule è molto dinamica, e la maggior parte delle proteine ha regioni con molto disordine – mentre potremmo pensare a loro come ben oliate, secondo Cliff le cose possono diventare disordinate!

Le cellule sono composte da molte parti più piccole, chiamate “organelli”. Gli organelli sono minuscole tasche specializzate all’interno delle cellule che svolgono funzioni specifiche, che vanno dall’immagazzinamento del materiale genetico (il nucleo) alla scomposizione di parti proteiche non necessarie (il lisosoma).

Molti organelli, come i mitocondri (la centrale elettrica della cellula), sono separati dal resto della cellula da una membrana. Ma ciò che sta diventando sempre più chiaro è che le cellule possono usare “la fisica dei materiali morbidi” per compartimentare gli organelli e mantenerli organizzati.

All’inizio della sua carriera, Cliff stava studiando minuscoli vermi da laboratorio, chiamati C. elegans, che contengono queste strutture non contenute (senza membrana) chiamate “granuli p”. Nel tempo finiscono su un solo lato del verme. Ha dimostrato che sono simili a liquidi e si comportano un po’ come la sostanza all’interno di una lampada lava. Molto fisica-incontra-stile-da-dormitorio.

Questa “separazione di fase liquido-liquido” e come si verifica nelle cellule viventi è il focus principale del laboratorio di Cliff. Hanno fatto molto lavoro su questo sia in provette che in cellule viventi. È rilevante per la MH perché questi materiali simili a liquidi sono stati implicati in malattie che hanno aggregati proteici.

Se potessimo ottenere un certo controllo sugli stati liquidi che l’huntingtina assume, stabilizzandola o modificandola, ciò potrebbe cambiare la tossicità della proteina e potrebbe rappresentare un percorso terapeutico innovativo, che è già il caso per alcune altre malattie, come il cancro.

Ci sono alcune prove che suggeriscono che l’huntingtina passa tra stati simili a liquidi e stati simili a solidi, e molto dibattito su quali forme di huntingtina siano più tossiche. Cliff usa microscopi speciali e laser per visualizzare la formazione di strutture proteiche e chiedersi come si condensano e si muovono. Usando questa tecnologia, può persino disegnare cuori e faccine sorridenti nelle cellule!

Questo lavoro si applica anche alla MH perché le transizioni di fase svolgono un ruolo nella riparazione del danno al DNA, che è emersa come un potenziale motore della malattia. Lo stato di queste proteine di riparazione potrebbe influenzare l’espansione delle ripetizioni CAG (instabilità somatica), che è attualmente un enorme focus dello sviluppo di farmaci.

Rachel Harding – Effetto PolyQ sulla Separazione di Fase

La nostra Rachel Harding di HDBuzz ha stupito la folla alla Conferenza sulla Terapeutica della Malattia di Huntington 2026 a Palm Springs, CA!

La prossima è la nostra Rachel Harding di HDBuzz! Quando non sta scrivendo per Buzz, Rachel studia come l’espansione della proteina huntingtina correlata alla MH influenzi la sua struttura 3D e la sua funzione.

Il suo laboratorio produce proteina huntingtina di alta qualità, a lunghezza completa, con diverse lunghezze di polyQ (l’equivalente proteico dei CAG) che può essere studiata in provette – non un’impresa da poco per una proteina così grande, una delle più grandi nei nostri corpi.

L’huntingtina si trova quasi sempre “accoppiata” con una proteina chiamata HAP40. Entrambe le proteine sono molto stabili quando vengono studiate in provette (al di fuori di una cellula o di un organismo). Lì, l’huntingtina non “aggrega” nel modo in cui vediamo nel tessuto cerebrale reale quando è legata alla sua migliore amica HAP40.

Indipendentemente dalla lunghezza della sezione polyQ, la stabilità e la struttura dell’huntingtina rimangono abbastanza simili. Questo è un grande enigma, perché sappiamo che i sintomi della MH nelle persone e negli animali derivano dall’espansione dell’huntingtina.

Alcuni degli esperimenti del suo laboratorio hanno dimostrato che l’huntingtina ha quelle proprietà da “lampada lava” dove diventa fluttuante e grumosa, e che potrebbe legarsi a DNA e RNA.

Hanno poi chiesto cosa questo potrebbe significare nelle cellule, e hanno scoperto che l’huntingtina si lega a una speciale molecola di RNA chiamata NEAT1 in un tipo di “organello condensato” di cui Cliff ha parlato nell’ultimo intervento.

Ma l’huntingtina si sta effettivamente separando in diverse “fasi” di liquidi? Rachel paragona questo a ciò che accade quando prepari un condimento per insalata con olio e aceto – puoi mescolarlo, ma alla fine si separa nei suoi componenti. Possono misurarlo da quanto torbida diventa la soluzione.

L’huntingtina sembra effettivamente separarsi in goccioline dinamiche che possono passare dentro e fuori dalle fasi “olio” e “aceto” della cellula – e le proprietà di queste goccioline cambiano a seconda della lunghezza della ripetizione polyQ.

Possono persino tenere ferme le goccioline usando quelli che Rachel ha chiamato “raggi traenti di Star Trek” per osservare più da vicino. Più lungo diventa il polyQ, più strane appaiono le goccioline, e più difficile è per loro fondersi insieme. L’implicazione è che più lungo è il polyQ, più solide e inflessibili diventano le goccioline di proteina huntingtina.

La teoria emergente di Rachel è che le goccioline di huntingtina diventano meno dinamiche e più solide nel tempo, creando una soglia in cui le ripetizioni CAG lunghe diventano più tossiche man mano che diventano meno dinamiche. È difficile speculare esattamente come, ma ha una lunga lista di domande da esplorare per il suo laboratorio!

Ralf Langen – Separazione di Fase dei Frammenti HTT1a

Il successivo è stato Ralf Langen della University of Southern California. Ha concluso questa sessione con un altro intervento su queste macchie liquide solide che vediamo formare l’huntingtina.

Ralf studia minuscoli frammenti della proteina huntingtina e il loro ruolo nella MH. Gli obiettivi del suo laboratorio sono comprendere come questi frammenti proteici formano grumi (aggregati) e progettare farmaci che possano legarsi ad essa e cambiare il suo comportamento, per trattare la MH.

L’huntingtina può assumere molte forme, da monomeri (una proteina), a oligomeri (alcune proteine che iniziano a formare una struttura più grande), a fibrille e fasci (molte proteine huntingtina che si impilano in una struttura ordinata). I ricercatori pensano che queste diverse forme possano differire in quanto siano tossiche per le cellule cerebrali.

Mentre Rachel ha parlato della proteina huntingtina a lunghezza completa che entra ed esce dagli stati olio-e-aceto, Ralf riporta che il suo laboratorio può anche vedere questo accadere con solo il piccolo frammento di huntingtina che contiene l’espansione polyQ (l’equivalente proteico dei CAG).

Gli esperimenti di Ralf mostrano che quando i frammenti di huntingtina formano “condensati” – iniziando a formare quelle goccioline che Rachel ha descritto – questo può fungere da seme per rapide transizioni in strutture più stabili che alcuni ricercatori pensano possano essere più tossiche.

Ha coraggiosamente condiviso quelli che gli scienziati chiamano “dati negativi” – il che significa che alcuni degli esperimenti che hanno progettato non hanno funzionato, ma hanno informato quelli futuri quindi forniscono comunque informazioni molto preziose.

Esperimenti in cui osservano questi condensati al microscopio hanno permesso loro di visualizzare la transizione super-veloce dell’huntingtina dal fluttuare diffusamente intorno alla cellula al formare grandi grumi stabili. E succede rapidamente! In circa 10 minuti.

Per approfondire ulteriormente la separazione di fase (quel fenomeno olio e aceto) e capire dove finiscono le diverse forme di huntingtina, il team di Ralf ha fatto esperimenti intelligenti usando una diversa proteina di malattia (TDP-43) che svolge un ruolo nella SLA. Sembra che anche TDP-43 formi condensati.

Altri gruppi hanno anche esaminato il ruolo di TDP-43 nella MH. TDP-43 è stata trovata negli stessi luoghi dell’huntingtina nei cervelli umani, quindi TDP-43 potrebbe controllare la condensazione dell’huntingtina.

Il gruppo di Ralf ha scoperto che piuttosto che TDP-43 che influenza la separazione di fase dell’huntingtina, il piccolo frammento di huntingtina ha influenzato la separazione di fase di TDP-43, quindi sembra esserci un’interazione tra queste 2 molecole.

Il laboratorio di Ralf sta esaminando l’interazione tra l’huntingtina e altre proteine di malattia e l’interazione di diversi pezzi di huntingtina per comprendere meglio come influenzano la struttura, la stabilità e l’aspetto reciproci.

Queste interazioni potrebbero potenzialmente far sì che l’huntingtina vada in luoghi e si attacchi a strutture a cui non dovrebbe, e comprendere queste interazioni potrebbe aiutarci a scoprire nuovi percorsi terapeutici.

Elena Cattaneo – Oltre i CAG

Elena Cattaneo usa cellule staminali per modellare la malattia di Huntington. Con quelle cellule, è in grado di usare microscopi per scattare immagini ed esaminare come l’espansione CAG influisce su come si comportano e appaiono da vicino.

La prossima è Elena Cattaneo, una leggenda nello spazio della ricerca sulla MH che lavora sulla MH da decenni. Ci parlerà di uno dei suoi progetti, focalizzato su un segmento specifico della proteina HTT.

Ci sono vari “domini” nella proteina HTT, come piccoli mattoncini lego che si combinano per formare l’intera struttura. Elena sta osservando il pezzo lego chiamato “dominio della prolina” – un tratto di lettere DNA ripetute dopo il polyQ (l’equivalente proteico dei CAG) che codifica per la prolina, un elemento costitutivo delle proteine.

Pensa che questo dominio della prolina, non solo il dominio polyQ, contribuisca alla malattia. Elena studia topi che differiscono sottilmente in questi diversi domini. Suggerisce che queste piccole variazioni contribuiscano alle differenze nella tossicità: gli esseri umani sono l’unica specie che naturalmente sviluppa la MH.

Elena si chiede se il dominio della prolina possa contribuire all’aumentata tossicità di HTT negli esseri umani. Per rispondere a questa domanda, sta usando cellule staminali – cellule che possono essere indotte a trasformarsi in molti tipi cellulari diversi, comprese le cellule cerebrali.

In queste cellule staminali, il suo laboratorio costruisce diverse variazioni della sequenza del DNA – come combinare i lego in vari ordini – e possono aggiungere più o meno proline inserendo più o meno ripetizioni. Questo permette loro di studiare come diverse sequenze potrebbero influenzare la tossicità della proteina HTT.

Ha anche scambiato alcuni dei mattoncini lego tra i codici del topo e dell’uomo per vedere come la tossicità differisce tra le specie.

Scambiare il dominio della prolina umano con quello del topo riduce gli effetti dannosi dell’huntingtina nelle cellule staminali. Questo suggerisce che c’è qualcosa di specifico nel dominio della prolina umano che sta guidando la tossicità in queste cellule.

Ha fatto un’analisi approfondita dei livelli di tutte le diverse proteine che la cellula produce, e lo scambio prolina topo-per-umano normalizza anche molti dei cambiamenti correlati alla MH. Questo suggerisce che il dominio della prolina contribuisce anche agli effetti molecolari che influenzano la malattia.

Elena descrive il dominio della prolina umano come un “amplificatore” delle caratteristiche della malattia di MH.

La prossima domanda che il laboratorio di Elena ha posto era se il dominio della prolina contribuisse alla produzione di un frammento corto e tossico della proteina HTT, chiamato HTT1a. Interessante, il dominio della prolina umano sembra portare a livelli aumentati del frammento tossico HTT1a.

Questi risultati suggeriscono che il dominio della prolina sembra svolgere un ruolo in quanto tossica sia la proteina HTT. Molto interessante! Seguire questa linea di pensiero potrebbe darci un altro bersaglio sulla molecola HTT per cercare di abbassare la tossicità.

Elena ha fatto molto lavoro interessante in passato osservando HTT in diverse specie, comprese le piante!

Sta ora elaborando gli sforzi del suo laboratorio per capire perché il dominio della prolina del topo non sembra contribuire al comportamento tossico di HTT, ma il dominio della prolina umano sì. Piccole differenze tra la sequenza del topo e dell’uomo del dominio della prolina del gene huntingtina possono portare a differenze nella sua struttura RNA, e a sua volta, interazioni con proteine che si collegano con l’RNA, contribuendo potenzialmente alla MH. Altri lavori nel campo supportano anche questa teoria.

L’interpretazione di Elena dei suoi risultati e di altri è che il dominio della prolina umano rimodella la struttura dell’RNA HTT, permettendo a parti della molecola di entrare in contatto con proteine che si legano all’RNA.

Le proteine che si legano all’RNA possono controllare quanto del frammento tossico HTT1a viene prodotto, quindi comprendere queste sequenze e strutture e sviluppare modi per manipolare le loro interazioni potrebbe rappresentare un altro percorso terapeutico.

Veronica Brito – Le Decorazioni Chimiche Possono Contribuire alla Tossicità

La prossima è Veronica Brito dell’Università di Barcellona. Il suo intervento è focalizzato sulla molecola messaggera HTT, chiamata RNA, e su come viene prodotta, elaborata, usata per produrre la proteina HTT e trasformata nel cestino della spazzatura della cellula.

Le molecole di RNA possono essere punteggiate con piccole decorazioni chimiche che cambiano il loro comportamento, dove si trovano nella cellula e con quali altre molecole interagiscono. Comprendere come queste decorazioni cambiano con la malattia potrebbe aiutare a scoprire nuovi percorsi terapeutici.

Il team di Veronica è interessato a una decorazione chiamata “m6A”. Può influenzare varie funzioni dell’RNA e come può essere tagliato in sezioni, permettendogli di svolgere diversi compiti all’interno della cellula.

Nei topi che modellano la MH, ha scoperto che diverse molecole messaggere di RNA sono decorate con m6A. Interessante, questo cambiamento decorativo non ha alterato la quantità di messaggio genetico RNA che è stato prodotto. Questo suggerisce che questi sottili cambiamenti correlati alla MH vengono persi dalle tecniche più comuni.

Veronica ha poi ingrandito per vedere come HTT stesso possa essere decorato diversamente con m6A in base alla lunghezza delle ripetizioni CAG. Rispetto ai topi “wild type” sani, quelli con espansioni di ripetizioni CAG che modellano la MH hanno decorazioni m6A su parti specifiche del messaggio RNA HTT.

Queste decorazioni m6A specifiche della MH su HTT sembrano correlare con i livelli del frammento proteico dannoso HTT1a, forse suggerendo che questa decorazione influenzi la tossicità.

Per testare questo, Veronica ha usato strumenti chimici per bloccare il processo nelle cellule che aggiunge la decorazione m6A. Questo ha causato un cambiamento nei livelli di HTT1a, suggerendo che la decorazione m6A potrebbe svolgere un ruolo nella sua regolazione. Bloccare l’aggiunta di m6A sembrava anche aumentare i livelli della proteina HTT a lunghezza completa.

Tuttavia, quello strumento chimico ha alterato m6A in tutte le molecole, non solo HTT, quindi i risultati potrebbero essere dovuti a cambiamenti in un’altra parte del genoma. Per capirlo, il team di Veronica sta ora progettando un modo per alterare specificamente le decorazioni m6A su HTT nei topi che modellano la MH. Comprendere di più sull’impatto di m6A su HTT potrebbe aiutarci a capire meglio come viene prodotto il frammento tossico HTT1a.

Sarah Tabrizi – Mappatura di HTT1a e Interventi Terapeutici

L’ultima relatrice della sessione di questa mattina è Sarah Tabrizi dell’University College London. Sarah è una rockstar clinica scienziata e il suo intervento oggi è focalizzato su come la nostra comprensione del frammento proteico HTT1a potrebbe influenzare le decisioni per lo sviluppo di nuovi farmaci per trattare la MH.

Il lavoro di altri nel campo ha dimostrato che la quantità di HTT1a aumenta man mano che la ripetizione CAG diventa più lunga nei topi. Sarah sta ora chiedendo cosa succede negli esseri umani, come possiamo intervenire con i medicinali e cosa li rende efficaci o meno.

Il laboratorio di Sarah è riuscito a creare una serie di linee di cellule staminali “isogeniche”. Questo significa che le cellule coltivate in piatti separati sono geneticamente identiche in tutto il genoma TRANNE per il numero CAG del gene HTT. Questo risultato ha richiesto più di 8 anni – un esperimento difficile!

Hanno creato le cellule con numeri CAG di 30, 47, 70, 93 e 125 (il numero CAG del donatore originale). Hanno anche creato numeri CAG molto più lunghi inclusi 130, 140, 175, 185, 190 e 210!! Questi numeri più lunghi sono importanti per indagare le conseguenze di CAG super-lunghi nelle cellule.

Tutta questa scienza fantastica è resa possibile dalla donazione generosa e altruista di un campione di sangue da parte di una persona con MH. Il team di Sarah è in grado di prendere le cellule staminali prodotte da questo campione e farle crescere in qualsiasi tipo di cellula desiderino, comprese i neuroni.

Queste linee cellulari sono strumenti fantastici per misurare tutti i tipi di caratteristiche e tratti della MH, inclusi quali geni sono accesi e spenti, l’espansione somatica del numero CAG nel tempo e la salute e la funzione dei neuroni MH.

Hanno osservato quanto velocemente le ripetizioni CAG si espandevano nel tempo in cellule con diversi numeri CAG iniziali. Con una lunghezza iniziale di circa 70-90 CAG, c’è un aumento abbastanza grande nella velocità dell’espansione somatica.

Più lunga è la lunghezza CAG iniziale, prima ci si aspetta che inizi ad espandersi ulteriormente (instabilità somatica). Con 50 ripetizioni ha stimato che ci vorrebbero circa 12 anni perché una cellula guadagni 1 ripetizione CAG, ma partendo da oltre 150 ripetizioni, una cellula potrebbe guadagnare CAG aggiuntivi in pochi mesi.

In queste cellule, Sarah vede anche grumi della proteina HTT, che sono storicamente difficili da osservare nelle cellule umane coltivate in un piatto (anche se li vediamo quasi sempre nel tessuto cerebrale umano e di topo). Questo dà ai ricercatori un nuovo, potente strumento per studiare i grumi di proteina HTT in cellule umane viventi.

Sarah collabora con un’azienda chiamata Takeda, applicando farmaci per alterare i livelli e la stabilità di HTT espanso. Questi farmaci, chiamati proteine zinc finger (ZFP), possono abbassare HTT espanso di circa il 60%.

Ulteriori ZFP possono ridurre di circa l’80% i livelli di una molecola chiamata MSH3, che gli scienziati hanno dimostrato contribuire alla continua espansione della ripetizione CAG in alcune cellule delle persone con Huntington nel corso del tempo.

Nei topi con HD, stanno testando entrambi questi farmaci sia da soli che insieme. Menziona che è probabile che i futuri approcci terapeutici colpiranno sia la HTT espansa che MSH3.

Sia le ZFP che colpiscono la HTT espansa che quelle per MSH3 hanno rallentato l’espansione della ripetizione CAG nei topi — il farmaco che colpisce MSH3 del 94%! La riduzione della HTT espansa ha rallentato l’espansione del 76%. Curiosamente, quando sono state ridotte sia HTT che MSH3, gli effetti di rallentamento si sono stabilizzati a un livello simile alla sola riduzione di MSH3.

Sarah sottolinea che alcuni dei suoi risultati corrispondono a quanto riscontrato da altri in studi su tessuto cerebrale umano. In entrambi i sistemi, le ripetizioni CAG si espandono lentamente a lunghezze di ripetizione inferiori e aumentano di velocità man mano che la dimensione del CAG cresce.

Questo lavoro evidenzia l’importanza delle donazioni di cervello da parte delle famiglie HD per il progresso della ricerca sulla malattia di Huntington. È un dono immenso che potrebbe non essere adatto a tutti, ma è stato fondamentale per far progredire ciò che sappiamo sulla HD.

Il vantaggio di avere un modello di cellule in coltura che imita questi dati generati nei cervelli umani è che si possono eseguire ulteriori esperimenti sulle cellule che non sono possibili sui cervelli umani, come manipolazioni genetiche e test di farmaci.

Instabilità somatica

Siamo tornati dal pranzo per una sessione scientifica che esplora il fenomeno dell’instabilità somatica, con un focus sui meccanismi di riparazione del DNA che vanno in tilt e portano all’espansione delle ripetizioni CAG nelle cellule cerebrali nel tempo.

Sappiamo che i geni coinvolti nella riparazione del DNA influenzano l’espansione della ripetizione CAG grazie a studi genetici umani su larga scala, e questo collegamento è stato confermato in molti modelli animali e cellulari di HD.

Karen Usdin – Contrazioni delle ripetizioni nella HD

La prima di questa sessione è Karen Usdin, che dirige un laboratorio al NIH. Il suo laboratorio studia l’instabilità somatica, ovvero il fenomeno per cui il DNA è instabile. Questo può accadere in una serie di malattie, non solo nella HD. Il laboratorio di Karen si concentra sull’instabilità nelle malattie causate da espansioni di ripetizioni.

Instabilità significa che il DNA non solo può espandersi, ma anche contrarsi. Questo è stato osservato per molto tempo nella ricerca sulla HD, dove i modelli murini possono improvvisamente presentare un crollo nel numero di ripetizioni. Karen ci mostra come questa contrazione improvvisa possa avvenire in altre malattie da ripetizione, come la X fragile.

Nella X fragile, queste contrazioni non sono dovute ai meccanismi usati per copiare il genoma o riparare il DNA; avvengono quando il gene che contiene questa sequenza ripetuta viene attivato, in un processo noto come trascrizione. Karen ipotizza che forse lo stesso valga per la HD.

Il team di Karen e altri hanno anche dimostrato che la contrazione delle ripetizioni sembra avvenire in alcuni tessuti più che in altri. L’ipofisi, alla base del cervello, sembra avere il maggior numero di contrazioni rispetto al tessuto cerebrale, alla pelle o ad altri organi.

Queste contrazioni si verificano durante tutta la vita dei topi studiati, con contrazioni ipofisarie più drastiche nei topi che iniziano con ripetizioni più lunghe. Sembra esserci anche un aumento iniziale delle ripetizioni, seguito da contrazioni in un secondo momento.

Tutto ciò punta a una visione più complessa dell’instabilità somatica, con diversi tipi di cambiamenti che si verificano in diversi tipi di topi modello della malattia, in tessuti diversi e in momenti diversi.

Il suo team ha esplorato modi per incoraggiare le contrazioni, il che sarebbe vantaggioso per molte malattie da ripetizione. L’eliminazione di un gene chiamato PMS2 (noto per influenzare l’inizio dei sintomi della HD) sembra favorire un maggior numero di contrazioni.

Tuttavia, Karen e il suo laboratorio stanno ancora cercando di definire i precisi dettagli molecolari del processo di contrazione. Sembra che l’instabilità somatica coinvolga processi diversi (e talvolta in competizione) in cellule diverse su archi temporali variabili: un’area della ricerca sulla HD entusiasmante ma complessa!!

Petr Cejka – Le molecole dell’espansione e della contrazione

Il prossimo è Petr Cejka dell’Istituto di Ricerca in Biomedicina (Svizzera). Nella presentazione di Petr, impareremo di più sui dettagli molecolari alla base dell’instabilità somatica. Questo lavoro è importante per definire come insorgono i sintomi della HD nell’uomo e quali obiettivi colpire con nuovi farmaci.

Il team di Petr applica tecniche biochimiche per studiare le macchine cellulari in provetta, per capire esattamente come l’instabilità somatica potrebbe avvenire nella cellula. Sono interessati a capire come due di queste macchine, chiamate MutSβ (beta) e MutLƔ (gamma), lavorino per “riparare” le ripetizioni CAG.

Quando ci sono molti CAG di seguito in un filamento di DNA, possono verificarsi dei loop-out in cui i filamenti di DNA non formano la familiare struttura a elica, un po’ come quando una cerniera esce dal binario. Si scopre che MutSβ e MutLƔ tagliano il filamento opposto a quello che forma le strutture loop-out, proprio sopra il loop.

Alcune sequenze di DNA (combinazioni di lettere) sembrano influenzare la posizione del taglio del DNA che dà inizio al processo di riparazione. Il taglio sembra avvenire sempre dopo la lettera A del DNA, dove ci sono molte lettere G o C su entrambi i lati.

Queste macchine funzionano meglio su loop-out più piccoli e disallineamenti minori nella formazione dell’elica del DNA. I loop più grandi non vengono “ripuliti” altrettanto bene da MutSβ e MutLƔ.

È importante ricordare che questo è ciò che il team di Petr osserva in provetta. Ci ricorda che dovremmo essere cauti nell’applicare questi risultati alla nostra comprensione della HD negli esseri umani.

Il team di Petr ha anche esaminato un’altra macchina molecolare chiamata FAN1. Questo gene è noto come un “modificatore genetico” della HD, perché piccoli cambiamenti nelle lettere del DNA nel gene FAN1 possono influenzare la tempistica dell’esordio dei sintomi della HD.

FAN1 può tagliare il DNA in molti punti, ma quando le proteine regolatrici RFC e PCNA vengono aggiunte al mix, i tagli di FAN1 si concentrano su una regione precisa. I primi dati suggeriscono che dopo che FAN1 ha sminuzzato il DNA, un’altra macchina molecolare chiamata POLD1 (“pole-D-1”) può sistemare il loop-out. Si sa meno di questo particolare attore, ma più impariamo sulle molecole che dirigono questo processo, più potenziali bersagli farmacologici avremo.

Richard Fishel – Osservare le molecole all’opera

Il prossimo, prima della pausa caffè, è Richard Fishel della Ohio State University. Il suo laboratorio ha sviluppato metodi per visualizzare queste macchine di riparazione del DNA in tempo reale.

Il laboratorio di Richard utilizza microscopi sofisticati con laser specializzati per vedere le molecole una per una: un livello di dettaglio incredibile per comprendere complicati processi cellulari. Le macchine molecolari sono accuratamente etichettate con tag fluorescenti in modo che il team di Richard possa tracciare come queste proteine si muovono durante la riparazione del DNA.

Il laboratorio Fishel sta usando i suoi strumenti specializzati per esaminare alcune delle stesse macchine di riparazione del DNA di cui abbiamo parlato prima: MutS⍺, MutLƔ e PCNA. Possono capire per quanto tempo queste proteine di riparazione rimangono sul DNA, come si muovono lungo di esso e come lavorano insieme.

Le mutazioni in queste macchine molecolari possono favorire alcuni tumori e causare instabilità all’interno del codice genetico. Tuttavia, un’altra macchina molecolare, chiamata MutSβ, NON sembra giocare un ruolo nel cancro e nel danno al DNA, motivo per cui i ricercatori della HD la considerano un buon bersaglio farmacologico da colpire per influenzare l’espansione somatica.

I loop-out sono comuni nel DNA con molte ripetizioni, come il tratto CAG nel gene della HD. Diverse macchine molecolari di riparazione scorrono lungo il DNA, trovano uno di questi loop-out e non riescono ad attraversarlo. MutSβ si blocca con i loop-out più piccoli, mentre le macchine MutL si bloccano solo con loop-out molto più grandi.

Successivamente, il team di Richard ha cercato di capire come la distanza tra i loop-out influenzi il reclutamento di queste diverse macchine molecolari che aiutano a riparare il DNA. Richard pensa che questa analisi a livello molecolare potrebbe aiutarci a capire perché malattie come la HD abbiano soglie di ripetizione specifiche.

Aziende che puntano all’espansione somatica

La prossima serie di interventi proviene da aziende che stanno sviluppando terapie per la HD mirate all’instabilità somatica. Ognuna di esse si trova nella fase di ricerca pre-clinica: hanno identificato molecole che si prevede facciano la differenza nella HD, ma non sono ancora pronte per essere testate sulle persone.

Andy Billinton – Aumentare i livelli di FAN1 per controllare l’espansione

Il nostro primo intervento nella sessione pre-clinica è di Andy Billinton, in rappresentanza di Harness Therapeutics. Hanno una strategia unica per colpire l’instabilità somatica: aumentare i livelli di una proteina chiamata FAN1.

Sentiamo spesso parlare di colpire le molecole per ridurne i livelli, ma aumentarli è in realtà più complicato. Ciò richiede astuti trucchi di scoperta farmacologica, l’ingrediente segreto dietro l’approccio di Harness.

Harness è interessata a FAN1 perché è emersa con forza in ampi studi che hanno esaminato l’intero corredo genetico delle persone con HD. Le persone con HD che presentavano un piccolo cambiamento genetico che causava livelli più elevati di proteina FAN1 mostravano segni e sintomi della malattia più tardi del previsto.

FAN1 è un gene che aiuta a regolare l’espansione della ripetizione CAG in alcune cellule nel tempo. Per questo motivo, i ricercatori pensano che se riuscissimo ad aumentare i livelli di FAN1, potremmo rallentare l’espansione della ripetizione CAG e ritardare l’insorgenza dei sintomi della HD.

Il metodo utilizzato da Harness sfrutta minuscoli frammenti di materiale genetico, chiamati oligonucleotidi antisenso (ASO). I loro farmaci ASO si legano ai messaggi usati nella cellula per diminuire i livelli di FAN1 (chiamati micro RNA).

Quando bloccano quei micro RNA, il messaggio di FAN1 rimane in circolazione più a lungo, il che permette ai macchinari della cellula di produrre più proteina da quel messaggio. Molto ingegnoso!

L’aumento di FAN1 aiuta a bilanciare la riparazione del DNA, stabilizzando la lunghezza della ripetizione CAG. Harness spera che questo sia utile nel trattamento della HD.

Harness sta lavorando con cellule staminali che sono state indotte a diventare cellule cerebrali. Applicando il loro farmaco ASO, sono in grado di raddoppiare i livelli di FAN1. A sua volta, questo ha ridotto l’espansione somatica del CAG.

La tecnologia di Harness si chiama MISBA, microRNA site blocking ASO – che scioglilingua! Prende di mira il micro RNA che regola FAN1, mantenendo questo messaggio in circolazione più a lungo e aiutando ad aumentare i livelli della proteina FAN1.

ASO1025 sembra essere la migliore molecola simile a un farmaco uscita finora dalla piattaforma Harness. Può aumentare i livelli e l’attività di FAN1 in molti tipi diversi di cellule. Questo a sua volta aiuta a rallentare l’instabilità somatica – un’ottima notizia!

Hanno anche testato ASO1025 nei “mini-cervelli”, strati complessi di cellule umane coltivate in laboratorio che presentano alcune delle caratteristiche del cervello umano. Questi modelli di mini-cervello mostrano l’espansione somatica, proprio come il cervello delle persone affette da MH.

ASO1025 può diffondersi efficacemente in questi mini-cervelli e Harness sta ora lavorando per capire se colpisce la molecola messaggio e se è in grado di aumentare i livelli e l’attività della proteina FAN1 – seguiranno altri aggiornamenti!

In futuro, cercheranno di colpire non solo FAN1 ma anche MSH3 – questo approccio “due piccioni con una fava” potrebbe davvero regolare l’espansione somatica per la MH.

Questo è un aggiornamento entusiasmante da parte di una società relativamente nuova nel campo della ricerca di farmaci per la MH, ma la strada per ASO1025 è ancora lunga prima di poter essere testato sulle persone. Attendiamo con ansia ulteriori aggiornamenti mentre Harness procede con i test sui modelli verso la sperimentazione clinica.

Jang-Ho Cha – Ridurre l’MSH3 e usare i computer per prevedere i risultati

Il prossimo è Jang-Ho Cha di Latus Bio. Anche Latus sta lavorando per sviluppare nuovi tipi di terapie per colpire l’espansione somatica e, auspicabilmente, curare la MH.

L’obiettivo principale di Latus è progettare virus innocui per portare i farmaci in punti specifici del corpo, comprese le strutture profonde del cervello colpite dalla MH. L’altra cosa interessante di Latus è che, sebbene sia un’azienda giovane, la maggior parte dei suoi scienziati lavora nel campo della MH da molto tempo.

Il loro approccio consiste nel cercare di abbassare i livelli di MSH3. Questo è un componente chiave del complesso di riparazione del DNA MutSβ di cui abbiamo sentito parlare in precedenza in questa sessione. È stato identificato in studi genetici come un “modificatore genetico” del momento in cui iniziano i sintomi della MH.

In qualità di neurologo clinico, Jang-Ho spiega al pubblico che le tre regole per le terapie cerebrali sono: posizione, posizione, posizione. Portare le terapie nell’area giusta del cervello è fondamentale. Fortunatamente, conosciamo le parti del cervello più colpite dalla MH, che è dove Latus intende somministrare il proprio farmaco.

Jang-Ho sta condividendo i dati di primati non umani trattati con il loro pacchetto di farmaci a base di virus innocui, un passaggio fondamentale per molte terapie geniche prima della sperimentazione umana. Il farmaco di Latus raggiunge esattamente le aree del cervello più vulnerabili nella MH.

Un’altra questione che Latus sta affrontando è quanto debba essere ridotto l’MSH3 per fare la differenza nella progressione della MH. Hanno sviluppato una simulazione al computer molto interessante basata su ciò che sappiamo sull’espansione del CAG e sull’insorgenza della malattia. Questa modellazione computerizzata consente loro di prevedere, data una certa lunghezza del CAG e una specifica quantità di riduzione dell’MSH3, quanto beneficio clinico pensano di potersi aspettare.

Ad esempio, se colpiscono il 50% delle cellule con una riduzione del 50%, a una lunghezza CAG di 40, pensano di poter vedere oltre 50 anni di benefici. Wow! Anche se si tratta solo di previsioni basate su modelli computerizzati, è molto incoraggiante!

Sebbene per le persone trattate con ripetizioni CAG più elevate in età più avanzata si preveda un beneficio meno impressionante, la previsione del modello computerizzato mostrata da Jang-Ho suggerisce che tutti potrebbero trarre beneficio dalla riduzione dell’MSH3.

I topi a cui è stato somministrato il loro farmaco che riduce l’MSH3, LTS-201, hanno mostrato tassi di espansione somatica significativamente ridotti, suggerendo che questo farmaco stia funzionando come previsto dal team di Latus. Ma il cervello dei topi è piccolo e molto meno complesso di quello umano, quindi che dire degli animali più grandi?

Nei primati non umani, la somministrazione di LTS-201 ha ridotto l’MSH3 nelle strutture profonde del cervello. Sulla base delle previsioni della loro simulazione al computer, ritengono che la quantità di riduzione dell’MSH3 osservata farebbe una differenza significativa nella progressione della malattia.

È utile per i ricercatori utilizzare modelli computerizzati predittivi per cercare di valutare determinati parametri prima degli studi clinici, come la dose più efficace, la lunghezza delle ripetizioni CAG e lo stadio della malattia da colpire, nonché gli effetti attesi. Ciò sta diventando sempre più comune prima della sperimentazione umana.

Nandini Patel – Ridurre il PMS1 con una pillola

L’ultimo intervento del Giorno 1 è stato quello di Nandini Patel di Rgenta Therapeutics. Rgenta sta lavorando su alcuni modulatori dello splicing, ma oggi si concentra sul farmaco progettato per abbassare i livelli di PMS1, un modificatore dell’insorgenza dei sintomi della MH.

I modulatori dello splicing alterano il modo in cui vengono elaborate le molecole di messaggio genetico (chiamate RNA). Questo può a sua volta alterare i livelli delle proteine che codificano. Di solito possono essere assunti come pillola per via orale, un approccio interessante perché è molto più semplice della chirurgia cerebrale o di ripetute punture lombari.

Nel corso di molte fasi di progettazione chimica, Rgenta ha lavorato per rendere il proprio farmaco sicuro, capace di penetrare nel cervello e potente, in modo da poter essere utilizzato a basse dosi. Si sono concentrati anche sulla selettività, cercando di colpire solo il PMS1 senza influenzare notevolmente i livelli di altre proteine.

Rgenta ha lavorato molto per ottimizzare il proprio candidato principale. Mentre altri modulatori dello splicing, come il branaplam, non sono molto specifici per l’HTT e modificano i livelli di molti altri bersagli, loro hanno fatto molto lavoro per migliorare la selettività del loro farmaco.

Il modulatore dello splicing sviluppato da Rgenta si chiama RGT-0474060 (orecchiabile!). È progettato per ridurre i livelli di PMS1, il che dovrebbe rallentare l’espansione somatica, rallentando auspicabilmente a sua volta l’insorgenza dei sintomi della MH.

I modulatori dello splicing tendono a colpire più bersagli. Sebbene il PMS1 sia il bersaglio primario, sembra che il loro farmaco ne colpisca altri 4 genetici. Comunque, un grande miglioramento rispetto ai modulatori dello splicing di prima generazione (come il branaplam) nel campo della MH che colpivano circa 50 altri bersagli!

In diversi tipi di cellule coltivate in laboratorio, sembra che RGT-0474060 sia stato in grado di abbassare i livelli di PMS1. Notizia ancora migliore, RGT-0474060 ha rallentato l’espansione somatica nelle cellule della MH, mentre un composto di controllo non lo ha fatto – evviva!

Hanno anche controllato il comportamento del farmaco per vedere se potesse potenzialmente funzionare come pillola giornaliera. Tutti questi controlli sono sembrati incoraggianti: il farmaco è stato in grado di colpire il suo bersaglio nei modelli animali e di arrivare al cervello, oltre a superare a pieni voti altre valutazioni di riferimento.

Rgenta si sta preparando per gli studi che genereranno i dati necessari per arrivare alla sperimentazione clinica e sta pensando a cosa misurare nelle persone a cui verrà somministrato il farmaco per vedere se è sicuro e se funziona come previsto. È un compito più arduo di quanto sembri, poiché misurare i cambiamenti nell’instabilità somatica nelle persone non è banale!

Per il Giorno 1 è tutto. Restate sintonizzati per entusiasmanti aggiornamenti sulla scienza condivisa nel Giorno 2.