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Relazione Annuale dei
Borsisti
L'Associazione per la Ricerca sui Trapianti assegna ogni anno delle
borse di studio a ricercatori impegnati in programmi di ricerca nell'ambito
della trapiantologia.
Presentiamo le relazioni annuali
2003-2004 dei beneficiari delle borse di studio offerte dall'Associazione.
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Dr. Regiane
Aparecida Cavinato
Trapianto combinato di
leucociti e rene dallo stesso donatore per indurre tolleranza.
Il trapianto rappresenta l'unica terapia per pazienti con insufficienza
terminale a carico di vari organi come rene, fegato, cuore,
etc. I farmaci antirigetto oggi disponibili hanno permesso di
migliorare notevolmente la sopravvivenza a breve termine dell'organo
trapianto, ma loro azione non specifica sul sistema immunitario
espone a lungo andare il paziente ad effetti collaterali indesiderati.
Evitare la crisi di rigetto senza dover ricorrere all'utilizzo
di farmaci immunosoppressori rappresenta oggi il principale
scopo della ricerca nel campo dei trapianti. Tale condizione,
definita tolleranza immunologica, significa l'assenza di una
reazione lesiva nei confronti dell'organo trapiantato senza
che venga persa la capacità del sistema immunitario di
difendere l'individuo da infezioni e dallo sviluppo di tumori.
La mia attività di ricerca è stata finalizzata
alla messa a punto e alla caratterizzazione di un modello di
tolleranza al trapianto di rene. In tale modello l'esposizione
del ricevente a cellule del donatore prima del trapianto ne
modifica il sistema immunitario in maniera tale da evitare la
crisi di rigetto. Nel nostro modello le cellule ottenute dei
donatori vengono infuse nel ricevente 20 giorni prima del trapianto
di rene in associazione con un breve trattamento con Ciclosporina,
un farmaco immunosoppressore. Dal momento del trapianto in poi
i riceventi non ricevono più nessun trattamento farmacologico.
Tra i vari tipi di cellule studiate, le cellule mononucleate
del sangue si sono rivelate quelle più efficaci nel prolungare
la sopravvivenza dell'organo trapiantato. Il potere di queste
cellule di modificare il sistema immunitario del ricevente risiede
nella loro capacità di raggiungere il timo, l'organo
che ha il peculiare compito di insegnare all'organismo a distinguere
ciò che è "proprio" da ciò che
non lo è e ciò che è pericoloso da ciò
che è innocuo. La presenza di cellule del donatore all'interno
del timo dei riceventi determina una serie di eventi. Dai nostri
studi è emerso che la prima fase di questo processo di
tolleranza si svolge appunto a livello del timo, dove le cellule
del ricevente in grado di attaccare l'organo trapiantato vengono
rese inattive. Quando queste cellule incontrano successivamente
il rene, subiscono una ulteriore trasformazione che le rende
cellule in grado di regolare la risposta di altri linfociti.
Molti giorni dopo il trapianto queste cellule sono evidenziabili
sia nel rene che nell'intero sistema immunitario.
Questo studio suggerisce che è possibile sfruttare i
meccanismi naturali di tolleranza che hanno origine nel timo
per indurre l'accettazione dell'organo trapiantato senza bisogno
di terapia immunosoppressiva.
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Dr. Giuseppe Monteferrante
Beneficiario di una borsa di studio ART, sono stato inserito
nel laboratorio della Dr.ssa Noris dal 1° Settembre 2003.
Mi sono occupato principalmente
di due progetti, entrambi inerenti il sistema immunitario.
Il sistema immunitario è una complessa rete di informazioni
che indirizzano l'organismo verso reazioni di indifferenza
verso le proprie proteine oppure di distruzione nei riguardi
di sostanze viste come estranee.
Nel primo caso, si parla di tolleranza immunologica, nel secondo
caso di rigetto, fenomeno che si osserva nei trapianti di
organo, o di autoimmunità. I due fenomeni sono intimamente
connessi e rappresentano due facce della stessa medaglia.
Per evitare il rigetto dell'organo trapiantato, svariati sistemi
terapeutici sono in atto. Essi prevedono l'utilizzo di farmaci
immunosoppressori, molto potenti ma anche dotati di effetti
indesiderati. Lo scopo della ricerca è lo sviluppo
di nuove strategie anti - rigetto che evitino l'utilizzo prolungato
di farmaci immunosoppressori.
Il primo progetto
in cui sono stato coinvolto mira alla caratterizzazione dei
meccanismi d'azione di innovativi farmaci anti rigetto nel
trapianto di rene, tra cui l'Alemtuzumab. Questo farmaco è
un anticorpo che riconosce in maniera assolutamente selettiva
solo ed esclusivamente le cellule che presentano sulla propria
superficie la molecola CD52. Essa ha una funzione non ancora
del tutto definita, ma molto importante per il sistema immunitario.
Le cellule che la possiedono, infatti, sono coinvolte nel
rigetto di un organo solido, per esempio, un rene, a seguito
di trapianto. A causa del legame che si è creato tra
l'Alemtuzumab ed il CD52, le cellule dotate di CD52 sono eliminate
dal sistema immunitario. In seguito, il sistema immunitario
stesso, poiché l'Alemtuzumab non viene ulteriormente
somministrato, è in grado di riformare delle cellule
dotate di CD52, le quali però riconoscono il rene trapiantato
come se fosse nativo, cioè da sempre appartenente al
ricevente.
Allo scopo di registrare i dati clinici dei pazienti trapiantati
che hanno ricevuto l'Alemtuzumab come terapia ho creato una
banca dati per l'estrazione veloce e razionale delle informazioni
necessarie. Ho preso inoltre parte alla caratterizzazione
delle sottopopolazioni dei leucociti che si trovano nel sangue
dei pazienti trapiantati e trattati con Alemtuzumab a vari
tempi dopo il trapianto. Inoltre, studi attualmente in corso
in laboratorio permettono di stabilire la funzionalità
dei leucociti dei pazienti ed in particolare la loro abilità
di riconoscere come estranee le sostanze nocive per l'organismo,
come per esempio batteri e virus, pur evitando di fare lo
stesso con le cellule provenienti dal donatore. Questo fenomeno
detto tolleranza è importante perché evita il
rigetto del rene trapiantato, ma conserva la protezione dalle
malattie infettive e dai tumori.
Il secondo progetto
che mi ha coinvolto ha lo scopo di caratterizzare il ruolo
di alcune sostanze infiammatorie, BLyS e TACI, nello sviluppo
di una malattia autoimmune detta Lupus Eritematoso Sistemico
nei bambini.
In tale malattia, il sistema immunitario del paziente non
riconosce più come propri alcuni organi e cerca di
distruggerli. Questo fenomeno di autoimmunità provoca
delle condizioni di malattia che devono essere curate con
dei farmaci immunosoppressori molto simili a quelli utilizzati
nel trapianto.
Purtroppo, nel caso del Lupus Eritematoso Sistemico, si conoscono
molto poco i meccanismi che ne provocano l'insorgenza. Queste
informazioni sono necessarie per poter creare nuovi farmaci
adatti alla sua terapia in modo molto più specifico,
ovvero meno tossico, di quanto non si riesca oggi. Utilizzando
cellule ottenute dal sangue di bambini affetti da Lupus Eritematoso
Sistemico e varie combinazioni di BLyS, TACI e loro inibitori,
sto valutando se questo sistema sia o no attivato in modo
anomalo in tali pazienti.
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Dr Anna Tankiewicz
Department of Pharmacodynamics
Medical University of Bialystok, Poland
Durante l'anno trascorso presso l'Istituto di Ricerche Farmacologiche
"Mario Negri" oggetto della mia ricerca è stato
lo sviluppo di uno
studio volto a valutare l'impatto
della farmacogenomica nel predire l'esposizione giornaliera
a ciclosporina in pazienti sottoposti a trapianto di rene.
La ciclosporina è ancora oggi il farmaco immunosoppressore
più importante per la prevenzione del rigetto dopo trapianto
d'organo. Tuttavia l'utilizzo di questo farmaco è spesso
associato alla comparsa di effetti collaterali molto gravi che,
se non adeguatamente trattati, possono portare alla perdita
dell'organo trapiantato o addirittura alla morte.
Nel corso degli ultimi anni sono state sviluppate diverse strategie
nel tentativo di personalizzare l'esposizione a ciclosporina
per ogni paziente. Nella pratica clinica attuale si misurano
i livelli ematici del farmaco come guida alla scelta della dose
ottimale; questo approccio però, presenta notevoli limitazioni.
La ricerca di strategie alternative o complementari agli approcci
attuali è diventato ormai una necessità primaria.
Questa lacuna potrebbe essere colmata dall'avvento della genomica.
Il completamento del genoma umano ha infatti determinato la
nascita di nuovi campi di ricerca, tra cui la farmacogenomica,
una scienza che studia come e se alterazioni ereditarie nel
patrimonio genetico possano influenzare la risposta di ogni
singolo individuo ad uno o più farmaci.
Per poter avviare uno progetto di farmacogenomica della ciclosporina,
come primo approccio ho dovuto studiare quali potessero essere
i geni principalmente coinvolti nel controllo del farmaco, dopo
che questo è stato assunto dal paziente. Dopo aver eseguito
una serie di ricerche bibliografiche utilizzando specifiche
banche dati di natura biomedica, sono stati identificati almeno
3 geni le cui mutazioni (chiamate anche polimorfismi se presenti
in almeno l'1% della popolazione) potevano alterare il metabolismo
della ciclosporina.
Il primo gene, chiamato MDR-1 (dall'inglese Multi-Drug Resistance)
codifica per la glicoproteina P, una proteina che si oppone
all'ingresso di molti farmaci nei vari distretti del nostro
organismo. Gli altri 2 geni codificano invece per enzimi, i
citocromi, anch'essi coinvolti nella regolazione del metabolismo
di tanti farmaci, tra cui la ciclosporina. I pazienti che presentano
particolari alterazioni nei geni citati in precedenza potrebbero
essere potenzialmente esposti ad una quantità eccessiva
di ciclosporina, con aumentato rischio di sviluppare tossicità
da farmaco.
Per poter verificare questa ipotesi, ho iniziato ad isolare
il DNA da pazienti sottoposti a trapianto di rene, per poter
studiare i geni di interesse. Il passo successivo ha riguardato
la messa a punto di specifiche tecniche analitiche che permettono
di identificare i possibili polimorfismi nei 3 geni coinvolti
nella regolazione dell'esposizione alla ciclosporina, per poter
caratterizzare tutti i pazienti in base al proprio profilo genetico.
In contemporanea in questi pazienti sono stati misurati anche
i livelli ematici di farmaco, per capire se l'approccio di tipo
farmacogenomico potesse fornire informazioni aggiuntive rispetto
alla semplice misura dei livelli di farmaco (studi farmacocinetici).
Attualmente abbiamo perfezionato nuove metodiche capaci di identificare
i polimorfismi presenti nel gene MDR-1 e stiamo lavorando per
ottimizzare le condizioni per lo studio degli altri 2 geni.
I risultati preliminari dello studio sono incoraggianti: sembrano
infatti dimostrare che la presenza di polimorfismi nel gene
MDR-1 predice l'esposizione giornaliera a ciclosporina.
Il nostro progetto è però molto più ambizioso.
In futuro vorremmo sviluppare tecniche capaci di identificare
mutazioni nei geni che regolano l'attività di tutti i
farmaci immunosoppressori presenti nella pratica clinica. Se
realizzato, questo progetto permetterebbe, attraverso un semplice
prelievo di sangue, di stabilire la terapia immunosoppressiva
ottimale per ogni paziente ancora prima che questo sia trapiantato,
quando cioè il paziente si trova in lista d'attesa per
un organo disponibile. In questo modo si eviterebbe di esporre
i pazienti a dosi eccessivamente elevate di farmaci che, come
detto in precedenza, sono molto efficaci ma anche molto tossici.
Pubblicazioni prodotte durante
l'anno di ricerca:
Cattaneo D, Tankiewitcz A, Merlini S, Perico N, Remuzzi G. "Pharmacogenomics
of immunosuppressive agents: perspective for individualized
therapy".
Personalized Therapy, in press 2004.
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