Aggiornamento sui nuovi approcci terapeutici antigene-specifici

Un approccio promettente per la terapia della sclerosi multipla consiste nel trattamento antigene-specifico. Il suo scopo è quello di inibire in modo specifico la risposta immunitaria autoreattiva, per evitare i rischi dell’immunosoppressione globale.

Le malattie immunomediate, come le malattie autoimmuni, sono state finora trattate con terapie non specifiche e globalmente immunosoppressive. Questo spesso comporta effetti collaterali e maggiori rischi di complicazioni. La sclerosi multipla (SM) è una malattia autoimmune paradigmatica del sistema nervoso centrale. Lo sviluppo di nuove terapie per la SM ha avuto un grande successo nell’ultimo decennio e oggi abbiamo a disposizione una serie di farmaci nuovi e altamente efficaci. Tuttavia, tutte queste immunoterapie hanno un effetto non specifico e portano a un’immunosoppressione talvolta più profonda, che è associata agli effetti collaterali noti e a rischi talvolta elevati. Un’altra conseguenza è una restrizione in molte aree della vita, come la pianificazione familiare, le vaccinazioni e i viaggi.

Lo sviluppo di terapie antigene-specifiche che trattano con alta selettività solo le parti del sistema immunitario responsabili dell’infiammazione autoreattiva avrebbe il potenziale di trattare la malattia vicino alla sua causa ed evitare i rischi dell’immunosoppressione globale [1]. Il successo dell’implementazione di questa strategia terapeutica sarebbe una pietra miliare della medicina e un ulteriore passo avanti verso la medicina di precisione.

Dopo che gli studi iniziali con le terapie antigene-specifiche hanno per lo più fallito nel raggiungere il successo sperato, negli ultimi anni si sono registrati importanti progressi in questo campo, tanto che un’implementazione di successo di questo promettente concetto terapeutico è a portata di mano. Queste includono strategie terapeutiche innovative, che sono già in fase di sviluppo clinico iniziale, e l’identificazione di nuovi antigeni bersaglio della risposta immunitaria autoreattiva dei pazienti con SM, che consentiranno approcci completamente nuovi alle terapie antigene-specifiche [2,3].

Un prerequisito essenziale per lo sviluppo di terapie antigene-specifiche è una buona comprensione della patogenesi della malattia e degli antigeni bersaglio della risposta immunitaria autoreattiva. La causa della SM non è nota, ma si ritiene che i fattori ambientali e genetici contribuiscano all’insorgenza e alla progressione della malattia. Il fattore genetico di gran lunga più importante è uno specifico antigene leucocitario umano (HLA), una molecola di superficie responsabile del riconoscimento degli antigeni da parte delle cellule T e quindi un fattore importante nella profilazione delle risposte immunitarie individuali. In media, il 50% dei pazienti con SM è portatore dell’allele di rischio principale HLA DRB1*1501, mentre il resto è suddiviso tra diversi altri alleli HLA. Il tipo di HLA individuale dovrebbe quindi essere preso in considerazione in futuro quando si sperimenteranno terapie antigene-specifiche nei pazienti con SM. Inoltre, ci sono diversi risultati che suggeriscono una risposta immunitaria mediata nella SM diretta contro autoantigeni specifici [4].

Lo spettro antigenico nella SM

Nella sclerosi multipla sono stati descritti diversi antigeni bersaglio. Sulla base della fisiopatologia, con particolare attenzione alla demielinizzazione nel sistema nervoso centrale, sono state studiate in particolare le proteine dello strato di mielina dei neuroni nel cervello e nel midollo spinale. Le proteine più importanti in questo contesto sono la proteina basica della mielina (MBP), la proteolipide (PLP) e la gilocoproteina oligodendrocitaria della mielina (MOG). In vari modelli animali nei topi, nei ratti e nelle scimmie, una risposta immunitaria indotta contro una di queste proteine può scatenare una malattia demielinizzante infiammatoria che assomiglia alla SM in molte caratteristiche. Questa reazione immunitaria è per lo più diretta contro alcune sequenze peptidiche di queste proteine, che sono descritte come immunodominanti. È interessante notare che questi peptidi immunodominanti negli animali si sovrappongono in larga misura alle reattività immunitarie riscontrate nei pazienti con SM [4]. In uno studio su pazienti con SM, sono stati identificati sette peptidi della mielina (MOG1-20, MOG35-5, MBP13-32; MBP83-99, MBP111-129, MBP146-170, PLP139-154) da un numero maggiore di peptidi immunodominanti delle proteine mieliniche MBP, PLP, MOG e della fosfodiesterasi nucleotidica ciclica (CNP) per i quali la reattività differiva nei pazienti con SM rispetto ai controlli [5]. Questo insieme di peptidi serve ora come base per le terapie antigene-specifiche in diversi approcci.

Oltre alle proteine della mielina, altre proteine possono svolgere un ruolo importante come antigeni bersaglio della risposta immunitaria autoreattiva nel sistema nervoso centrale e recentemente sono stati identificati due nuovi candidati come importanti antigeni bersaglio nei pazienti con SM. A differenza degli studi precedenti, che si basavano essenzialmente su concetti fisiopatologici preesistenti e trasferiti da modelli animali all’uomo, questi studi recenti hanno preso come punto di partenza i pazienti con SM e hanno studiato quali sequenze peptidiche sono riconosciute dalle cellule T isolate direttamente dal tessuto cerebrale infiammato dei pazienti con SM [3]. La proteina TSTA3, una GDP L-fucosio sintasi, è stata scoperta come antigene bersaglio della risposta immunitaria autoreattiva [3]. Un aspetto interessante e molto probabilmente rilevante dal punto di vista fisiopatologico è che la proteina è espressa anche da alcuni batteri intestinali (Akkermansia), che si trovano frequentemente nei pazienti con SM. Questi batteri potrebbero contribuire all’attivazione immunitaria che poi porta o mantiene l’infiammazione nel cervello. Un altro importante antigene bersaglio è la proteina RAS Guanyl Releasing Protein 2 (RASGRP2), che è espressa nelle cellule B del sangue periferico e del cervello. Le cellule T dei pazienti con SM, che sono attivate nel sangue periferico, tendono ad aumentare l’autoproliferazione e a migrare preferenzialmente nel cervello, mostrano una maggiore reattività contro la proteina RASGRP2 e possono essere rilevate nelle lesioni dei pazienti con SM [2].

Non si può presumere che la risposta immunitaria patogena di un paziente con SM, o nella SM in generale, sia diretta solo contro un singolo antigene, ma può interessare diversi antigeni. Inoltre, è stato dimostrato nel modello animale che questa autoreattività può diversificarsi nel corso della malattia ed estendersi a diversi antigeni. Negli esseri umani, ad oggi, ci sono pochi dati in merito, ma è importante perché nella maggior parte dei casi l’insorgenza della malattia non è chiaramente stabilita e quindi non si conosce la cascata di diversificazione, e quindi l’intero spettro di antigeni nel singolo paziente.

Meccanismi di tolleranza immunitaria

L’obiettivo delle terapie antigene-specifiche è quello di “ristabilire” la tolleranza immunologica verso l’antigene specifico. Diversi meccanismi, da soli o in combinazione, possono contribuire all’instaurazione e al mantenimento della tolleranza immunitaria. I quattro meccanismi principali sono illustrati nella Figura 1.

La cellula presentante l’antigene può impedire l’attivazione delle cellule T specifiche dell’antigene attraverso i co-recettori inibitori e generare un’anergia verso l’antigene.
I co-recettori, come il ligando Fas, possono innescare l’apoptosi in cellule T specifiche ed eliminarle.
Viene creato un ambiente tollerante attraverso la secrezione di citochine antinfiammatorie e viene indotta l’espansione delle cellule T regolatorie.

Terapie antigene-specifiche in fase di sperimentazione clinica

Finora sono state sperimentate diverse strategie con terapie antigene-specifiche in studi clinici su pazienti con SM. La maggior parte di questi si è concentrata su singole proteine della mielina o su alcuni peptidi come antigeni target per l’induzione della tolleranza. Solo pochi approcci hanno utilizzato più peptidi di diverse proteine della mielina. Le vie di somministrazione testate sono state orale, transdermica, epi- e sottocutanea ed endovenosa. Dopo i risultati negativi degli studi sulla somministrazione orale di mielina o sull’applicazione endovenosa di peptidi MBP, sulla vaccinazione delle cellule T o del recettore delle cellule T, alcuni approcci terapeutici hanno recentemente mostrato risultati di studio positivi [1]. Uno studio di fase II ha analizzato la somministrazione transdermica di tre peptidi della mielina MOG35-55, MBP85-99 e PLP139-151, che sono stati applicati tramite un cerotto sulla parte superiore del braccio [6]. Lo studio su 30 pazienti con SM recidivante ha raggiunto l’endpoint dello studio, ossia la riduzione dei focolai di contrasto sulla risonanza magnetica cerebrale. Gli autori sono stati anche in grado di mostrare una riduzione delle cellule T peptide-specifiche a livello meccanicistico e di descrivere l’importanza delle cellule dendritiche nei linfonodi drenanti [7]. Un altro approccio terapeutico utilizza quattro peptidi MBP, che vengono somministrati per via parenterale. Uno studio di fase II su 37 pazienti recidivanti che hanno ricevuto iniezioni intradermiche quindicinali di peptidi MBP ha dimostrato una riduzione significativa delle lesioni con contrasto alla risonanza magnetica cerebrale [8]. L’effetto era dipendente dalla dose e persisteva per tutta la durata del trattamento. L’iniezione intramuscolare di un DNA che porta all’espressione della proteina MBP nelle cellule muscolari è stata testata in 267 pazienti. Lo studio non ha raggiunto l’endpoint primario, ma è stato in grado di dimostrare una riduzione delle nuove lesioni da MR [9]. La procedura è attualmente perseguita nel trattamento del diabete di tipo I. Un piccolo studio clinico di fase Ib con cellule dendritiche tolleranti ha confermato la sicurezza e la tollerabilità della procedura e ha mostrato prove di un effetto sulle cellule immunitarie autoreattive [10]. Nella procedura, i monociti autologhi sono stati ottenuti mediante leucaferesi e le cellule dendritiche tollerogene (tolDC) caricate con peptidi di mielina sono state coltivate in vitro. I tolDC sono stati iniettati per via endovenosa in otto pazienti con SM.

Oltre alla strategia specifica e alla via di somministrazione, la selezione e presumibilmente il numero di antigeni bersaglio della terapia è importante per il successo della procedura. Una strategia terapeutica che abbiamo perseguito negli ultimi anni è l’iniezione endovenosa di cellule del sangue (leucociti o eritrociti) che sono state accoppiate ex-vivo alla superficie cellulare con peptidi. L’approccio consente di utilizzare un numero maggiore di peptidi e quindi di inibire la risposta immunitaria antigene-specifica simultaneamente contro diversi antigeni. Nei modelli animali, questo è stato molto efficace nel prevenire sia l’insorgenza della malattia (profilattico) che la progressione (terapeutico), e la terapia ha avuto successo in vari modelli di malattia autoimmune, allergia e trapianto. Inoltre, le cellule accoppiate all’antigene sono l’unico metodo che ha dimostrato di impedire la diversificazione della risposta immunitaria.

In un primo studio di fase Ib su nove pazienti con SM, sono state esaminate la sicurezza e la tollerabilità delle cellule mononucleari autologhe del sangue periferico accoppiate ex-vivo con sette peptidi mielinici di MOG (MOG1-20, MOG35-55), MBP (MBP1-32, MBP83-99, MBP111-129, MBP146-170) e PLP (PLP139-154) [11]. Nel complesso, la terapia è stata molto ben tollerata e il decorso della SM è rimasto stabile. Inoltre, negli studi immunologici concomitanti, non è stata riscontrata alcuna evidenza di attività infiammatoria dopo la terapia e nei pazienti che hanno ricevuto la dose più alta, è stato possibile dimostrare una riduzione della reattività delle cellule T peptide-specifiche. Questi risultati sono stati recentemente confermati anche con gli eritrociti autologhi come cellule portatrici tolleranti e sono state trovate prove di un effetto positivo a livello cellulare e umorale [Lutterotti et al. Congresso ECTRIMS, Stoccolma, 2019]. Attualmente è in corso un’estensione di questo studio di fase Ib. In futuro, alla procedura potranno essere aggiunti altri peptidi provenienti da nuovi antigeni, rendendola la serie più completa di autoantigeni utilizzati in una procedura di terapia antigene-specifica fino ad oggi.

Sfide attuali e future

Nell’era della medicina di precisione, le terapie antigene-specifiche stanno tornando ad essere il fulcro dei nuovi sviluppi terapeutici. Questa tendenza è supportata anche da una migliore comprensione della genesi autoimmune della malattia e dall’identificazione di nuovi antigeni bersaglio.

Nuove tecnologie, come gli approcci basati su nanoparticelle e cellule, sono già in fase di sviluppo preclinico e amplieranno la gamma di opzioni terapeutiche in futuro. Una sfida importante per la valutazione e la comparabilità dei nuovi approcci terapeutici è la prova biologica della tolleranza immunitaria indotta. Ad oggi, non esistono metodi biomedici standardizzati per confermare una riduzione della risposta immunitaria autoreattiva a livello cellulare o umorale dopo la terapia. Lo sviluppo di test per identificare e quantificare le risposte immunitarie antigene-specifiche in seguito a una terapia appropriata è un aspetto importante dello sviluppo clinico e dovrebbe essere utilizzato anche per selezionare e stratificare i pazienti negli studi clinici delle terapie antigene-specifiche. L’ideale sarebbe selezionare i pazienti in base alla reattività immunitaria individuale, misurare la riduzione della risposta immunitaria specifica dopo il trattamento e correlarla alla risposta clinica. Inoltre, è un aspetto di sicurezza rilevante escludere un’attivazione del sistema immunitario da parte della terapia, in quanto ciò potrebbe portare a un aumento dell’attività della malattia [12].

Le terapie antigene-specifiche miglioreranno l’armamentario terapeutico per il trattamento della SM e idealmente dovrebbero essere utilizzate nelle fasi iniziali della malattia, per evitare un’ulteriore diffusione delle risposte immunitarie autoreattive. La buona tollerabilità e l’elevato profilo di sicurezza dell’approccio terapeutico rappresentano un vantaggio rispetto alle attuali terapie non specifiche, soprattutto nella fase iniziale della malattia. In futuro, soprattutto nei pazienti con un’elevata attività della malattia, si dovrebbe studiare anche la combinazione di approcci antigene-specifici con le attuali terapie standard, con l’obiettivo di ottenere un rapido controllo dell’infiammazione e di trattare solo con la terapia antigene-specifica nel corso successivo. Questo può evitare i rischi a lungo termine delle terapie attuali.

Una domanda essenziale sarà se si può ottenere una tolleranza immunitaria a lungo termine, cioè l’eliminazione completa dell’autoreattività anche dopo l’interruzione della terapia, o se si deve somministrare una terapia permanente antigene-specifica per controllare la malattia. In ogni caso, le terapie antigene-specifiche rivoluzionerebbero il trattamento della SM e di altre malattie autoimmuni e rappresenterebbero un importante progresso nella medicina.

Messaggi da portare a casa

Le terapie antigene-specifiche sono un concetto terapeutico promettente per il trattamento della sclerosi multipla.
L’obiettivo delle terapie antigene-specifiche è quello di inibire in modo specifico la risposta immunitaria autoreattiva ed evitare i rischi dell’immunosoppressione globale.
L’identificazione di nuovi antigeni bersaglio nella SM è una base importante per lo sviluppo di terapie antigene-specifiche.
Diversi approcci terapeutici sono già nelle prime fasi di sviluppo clinico e stanno mostrando un successo iniziale per quanto riguarda la loro efficacia.

Letteratura:

Lutterotti A, Martin R: Approcci di tolleranza antigene-specifica nella sclerosi multipla. Expert Opin Investig Drugs 2014; 23:9-20.
Jelcic I, Al Nimer F, Wang J, et al: Le cellule B di memoria attivano le cellule T CD4(+) autoreattive che arrivano al cervello nella sclerosi multipla. Cell 2018; 175: 85-100 e123.
Planas R, Santos R, Tomas-Ojer P, et al: la GDP-l-fucosio sintasi è un autoantigene specifico delle cellule T CD4(+) nei pazienti DRB3*02:02 con sclerosi multipla. Sci Transl Med 2018; 10.
Sospedra M, Martin R: Immunologia della sclerosi multipla. Annu Rev Immunol 2005; 23: 683-747.
Bielekova B, Sung MH, Kadom N, et al: Espansione e rilevanza funzionale delle cellule T CD4+ specifiche per la mielina ad alta avidità nella sclerosi multipla. J Immunol 2004; 172: 3893-3904.
Walczak, A, Siger M, Ciach A, et al: Applicazione transdermica di peptidi della mielina nel trattamento della sclerosi multipla. JAMA Neurol 2013; 70: 1105-1109.
Jurynczyk M, Walczak A, Jurewicz A, et al: Regolazione immunitaria della sclerosi multipla mediante peptidi della mielina applicati per via transdermica. Ann Neurol 2010; 68: 593-601.
Chataway J, Martin K, Barrell K e altri. Effetti dell’immunoterapia ATX-MS-1467 per 16 settimane nella sclerosi multipla recidivante. Neurologia 2018; 90: e955-e962.
Garren H, Robinson WH, Krasulova E, et al: Studio di fase 2 di un vaccino a DNA che codifica la proteina di base della mielina per la sclerosi multipla. Ann Neurol 2008; 63: 611-620.
Zubizarreta I, Florez-Grau G, Vila G, et al: Tolleranza immunitaria nella sclerosi multipla e nella neuromielite optica con cellule dendritiche tolleranti caricate con peptidi in uno studio di fase 1b. Proc Natl Acad Sci U S A 2019; 116: 8463-8470.
Lutterotti A, Yousef S, Sputtek A, et al: Tolleranza antigene-specifica mediante cellule accoppiate al peptide della mielina autologhe – Una sperimentazione di fase I nella sclerosi multipla. Science Translational Medicine 2013; 5: 188ra75.
Bielekova B, Goodwin B, Richert N, et al: Potenziale encefalitogeno del peptide della proteina basica della mielina (aminoacidi 83-99) nella sclerosi multipla: risultati di uno studio clinico di fase II con un ligando peptidico alterato. Nat Med 2000; 6: 1167-1175.