Piccole Molecole e Chaperon Farmacologici per la cura di Enzimopatie

Le nuove strategie terapeutiche per la cura di malattie genetiche studiate negli ultimi anni, sono basate sull'utilizzo di piccole molecole. Gli chaperon farmacologici fanno parte di queste piccole sostanze chimiche che legano una proteina difettosa in modo specifico. Le proteine così stabilizzate, aumentano la loro concentrazione nella cellula con un conseguente miglioramento del funzionamento. Questo concetto è stato con il tempo travisato e molte molecole sono state chiamate impropriamente con questo nome. Uno studio preliminare sullo stato dell'arte degli chaperon farmacologici e le patologie coinvolte in questa strategia terapeutica, è stato condotto mediante una meta-analisi dei dati trovati in letteratura. Questo studio costituisce gran parte dell'introduzione di questo lavoro di tesi. La malattia sulla quale ci si è focalizzati è la malattia di Fabry, malattia da accumulo lisosomiale che comporta nei pazienti mutazioni nel gene GLA codificante per l'enzima lisosomiale AGAL che risulta mal funzionante compromettendo la salute di molti organi e sistemi. Come terapia innovativa per la cura della malattia di Fabry è stato recentemente approvato uno chaperon farmacologico chiamato DGJ. Tuttavia, questo non è il farmaco ideale poiché a determinate concentrazioni inibisce l'enzima che causa la malattia e funziona solo su pazienti che posseggono determinate mutazioni. Per questo motivo, sono state testate altre piccole molecole che potessero funzionare meglio del DGJ da sole o in sinergia con esso. La prima parte di questo progetto si basa sulla standardizzazione di una tecnica che misura la stabilità delle proteina in presenza di un determinato ligando. Tale metodo è utilizzato per lo screening in vitro di potenziali piccole molecole ad uso terapeutico per la malattia di Fabry. Successivamente, le sostanze individuate sono state testate in modelli cellulari costituiti da cellule commerciali trasfettate con i mutanti Fabry in transiente oppure cellule di pazienti che non posseggono attività AGAL trasfettate stabilmente con i mutanti. Di particolare interesse si è rivelato l'Acido Acetilsalicilico (ASA) in sinergia con lo chaperon farmacologico DGJ. Le cellule di alcuni mutanti trattate con questi farmaci recuperano la loro attività enzimatica e incrementano l'espressione della proteina raggiungendo livelli comparabili a quelli della proteina wild type. La terza parte del progetto è incentrata sull'utilizzo dello chaperon farmacologico DGJ. Questo chaperon è stato testato su centinaia di mutanti generati in laboratorio per individuare le mutazioni rispondenti al farmaco. Per questo scopo, di grande aiuto è stata anche la consultazione e l'utilizzo di programmi di bioinformatica per predire la patogenicità e la rispondenza al DGJ di ciascuna mutazione. Esistono più di 900 mutazioni che inducono la malattia di Fabry e non esiste una terapia universale ma ogni genotipo risponde in modo specifico ad un farmaco piuttosto che ad un altro. Per questo motivo, si ritiene che l'utilizzo di questi programmi possa aiutare i medici ad effettuare una diagnosi graduata e una terapia personalizzata per ciascun paziente.