Il pesce zebra, oltre ad essere popolare negli acquari, è una valida alternativa per lo studio delle malattie umane. Condivide circa il 70% dei loro geni con gli umani e può essere studiato su larga scala, consentendo agli scienziati di testare centinaia, persino migliaia di farmaci contemporaneamente aggiungendo il farmaco all’acqua.
“Siamo entusiasti di partecipare a questo studio”, afferma Akiko Shimamura, MD, Ph.D., Direttore del Bone Marrow Failure and Myelodysplastic Syndrome Program presso il Dana-Farber / Boston Children’s Cancer and Blood Disorders Center. ” L’anemia Diamond-Blackfan è stata descritta per la prima volta nella nostra divisione di ematologia e ci impegniamo a tradurre le scoperte scientifiche di base per aiutare i nostri pazienti. L’identificazione di nuove terapie più efficaci e meno tossiche sarebbe un grande progresso per questi pazienti”.
Globuli rossi mancanti
Come descritto nel 1938 da Louis K. Diamond, MD e Kenneth Blackfan, MD, di Boston Children, i bambini con DBA non sono in grado di produrre globuli rossi funzionanti. Il loro midollo osseo inizia il processo, creando cellule progenitrici chiamate pro-eritroblasti. Ma le cellule non possono differenziarsi ulteriormente e invece muoiono. Ancora oggi, l’unico trattamento sono i corticosteroidi, che falliscono in circa il 20 percento dei pazienti o causano effetti collaterali proibitivi. Molti pazienti devono fare affidamento sulle trasfusioni di sangue per tutta la vita per ottenere i globuli rossi di cui hanno bisogno.
Negli ultimi due decenni, in parte attraverso il lavoro presso Boston Children’s, le cause genetiche della DBA sono state messe a fuoco, rivelando che la maggior parte delle mutazioni sono nei geni di varie proteine nei ribosomi, organelli cellulari che a loro volta costruiscono proteine. Le mutazioni lasciano le cellule progenitrici con troppo pochi ribosomi funzionanti per produrre globuli rossi.
Aiutare i progenitori dei globuli rossi a sopravvivere
Zon e i suoi colleghi hanno deciso di approfondire la ricerca con il pesce zebra. Hanno creato una linea di pesci carente in una delle proteine ribosomiali, rps29, scoperta dal laboratorio per essere mutata in DBA. Osservando gli embrioni di zebrafish , il team ha scoperto che questi pesci avevano pochissimi globuli rossi, simili alle persone con DBA.
Negli esperimenti, il team ha scoperto che il percorso p53, noto per regolare il ciclo cellulare e noto per essere coinvolto nella DBA, diventa più attivo quando l’RPS29 è carente, contribuendo a innescare la morte dei progenitori dei globuli rossi. Quando il team di Zon ha mutato deliberatamente p53 nel suo pesce zebra carente di rps29, le cellule progenitrici sono sopravvissute ed hanno iniziato a produrre globuli rossi.
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“Come nei pazienti umani, lo sviluppo del sangue nei nostri pesci mutanti è stato bloccato nella fase pro-eritroblastica”, spiega Zon. “Ma se eliminiamo p53 e blocchiamo la morte cellulare, appaiono i globuli rossi. Quindi ci siamo chiesti. “Possiamo trovare un farmaco che cambia l’azione di p53 e salva dalla malattia?”.
Zon e colleghi hanno inserito i loro pesci zebra carenti di rps29 nel loro sistema di screening dei farmaci ad alto rendimento, caricando i piccoli embrioni su piastre ed esponendoli a numerosi composti noti, inclusi molti farmaci già approvati dalla FDA. I ricercatori hanno scoperto che la produzione di globuli rossi è rianimata nei pesci esposti a farmaci noti come inibitori della calmodulina, inclusa la trifluoperazina (TFP). La TFP ha anche ripristinato lo sviluppo dei globuli rossi in un modello murino di DBA, coinvolgendo anche una mutazione di rps29.
Dal pesce zebra ai topi agli umani
In esperimenti separati, Zon e colleghi hanno mutato rps19, il gene più comune mutato in DBA, nei progenitori dei globuli rossi umani. Le cellule mutate non erano in grado di differenziarsi in globuli rossi, ma potevano farlo quando veniva aggiunto TFP .
Lo studio clinico di Fase 2 sulTFP, condotto da Adrianna Vlachos, MD, del Feinstein Institutes for Medical Research presso Northwell Health (Long Island, NY), arruolerà sei pazienti alla volta e somministrerà loro dosi crescenti di TFP.
Zon ritiene che se TFP darà risultati positivi nello studio, potrebbe anche beneficiare i pazienti con DBA causati da altre mutazioni della proteina ribosomiale e persino alcuni pazienti con altre anemie. Il suo laboratorio sta lavorando su modifiche del farmaco per ridurre al minimo i suoi effetti collaterali noti.
“Tutte le forme di DBA hanno un blocco nella differenziazione dei globuli rossi, quindi questo farmaco potrebbe potenzialmente salvarle tutte, così come altre anemie che hanno questo problema di morte cellulare”, dice il ricercatore.
Sondaggio DBA con cellule iPS
Nel lavoro correlato, il laboratorio Zon ha collaborato con il laboratorio Boston Children’s di George Daley, MD, Ph.D., per modellare le mutazioni RPS19 nelle cellule progenitrici del sangue prodotte da due pazienti con DBA, utilizzando la tecnologia delle cellule staminali pluripotenti indotte. I ricercatori hanno caricato le cellule in un sistema di screening dei farmaci ad alto rendimento e hanno identificato un altro composto, SMER28, che ha aumentato il numero di cellule progenitrici eritroidi e, a loro volta, i globuli rossi , quando aggiunto alle colture. (Questo farmaco non è ancora progredito in clinica).
Fonte, Medicalxpress
: il farmaco chiamato trifluoperazina.){kind=link}