Gli scienziati esaminano l’efficacia di un anticorpo che prende di mira la molecola di adesione cellulare 1 nell’alleviare l’attivazione neuronale indotta dal dolore.
Le proteine di superficie cellulare sono essenziali per facilitare la comunicazione cellulare e rilevare cambiamenti nell’ambiente extracellulare. La loro capacità di rispondere a segnali esterni modulando l’attività biologica interna della cellula ospite, le rende bersagli preziosi per interventi terapeutici.
Una di queste proteine, la Cell Adhesion Molecule 1 (CADM1), è espressa in diversi tipi di cellule, tra cui neuroni, cellule epiteliali respiratorie, cellule epiteliali endometriali e mastociti. Di recente, l’anticorpo 3E1, che si lega specificamente al dominio extracellulare di CADM1, è stato identificato come uno strumento promettente per la somministrazione mirata di farmaci alle cellule che esprimono CADM1.
Data l’elevata espressione di CADM1 nei nervi periferici e la sua distribuzione lungo i neuriti, è sorta la domanda se gli anticorpi anti-CADM1 abbiano un effetto sulle attività biologiche dei nervi.
Indagine sugli effetti degli anticorpi anti-CADM1
Il Professor Akihiko Ito e il Dottor Fuka Takeuchi del Dipartimento di Patologia presso la Facoltà di Medicina della Kindai University, in Giappone, hanno deciso di cercare risposte a questa domanda critica. Hanno studiato l‘impatto degli anticorpi anti-CADM1 sull’attività neuronale e le loro scoperte sono state recentemente pubblicate sulla rivista Life Sciences.
Il team ha iniettato 3E1, l’anticorpo anti-ectodominio CADM1, sotto la pelle del topo per studiarne la localizzazione sulle fibre nervose. Studi immunoistochimici e di immunofluorescenza hanno rivelato che il 3E1 iniettato era localizzato esclusivamente sui nervi periferici nel derma.
L’autore principale dello studio, il Prof. Ito, sottolinea: “Dato che CADM1 può reclutare recettori neuronali sulla membrana plasmatica, abbiamo ipotizzato che questo accumulo di 3E1 possa smorzare la sensibilità neuronale, ovvero avere un effetto analgesico, alterando l’espressione di CADM1 sulle fibre nervose. Tuttavia, a nostra conoscenza, non ci sono stati studi che hanno tentato di sviluppare farmaci in termini di inibizione di CADM1 nei nervi“.
Gli effetti analgesici sono stati testati utilizzando un test del dolore chimico-infiammatorio indotto da formalina e un’analisi comportamentale videoregistrata a 6, 12 e 24 ore dall’iniezione. I topi iniettati con 3E1 hanno mostrato meno comportamenti correlati al dolore rispetto ai controlli, con effetti analgesici che duravano fino a 24 ore, il che è significativamente più lungo della durata di 5-8 ore riportata per l’anestetico locale Levobupivacaina.
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Ulteriori indagini hanno coinvolto colture primarie di cellule gangliari della radice dorsale del topo per studiare la stimolazione neuronale. L’imaging delle cellule vive ha confermato che 3E1 era localizzato nei neuriti e l’analisi delle proteine ha rivelato che 3E1 formava un complesso con CADM1 e diminuiva l’espressione di CADM1. È stato utilizzato un impulso laser a femtosecondi per indurre la stimolazione meccanica, con fluorescenza del calcio (Fluo-8) che visualizzava la stimolazione neuronale. L’indagine ha rivelato che la trasmissione neurale era notevolmente soppressa nelle cellule trattate con 3E1.
In particolare, in questo studio non sono state osservate paralisi o anomalie comportamentali nei topi trattati, il che suggerisce che 3E1 agisce preferibilmente sui nervi sensoriali piuttosto che su quelli motori.
3E1: un’alternativa più sicura nella gestione del dolore
Gli effetti del 3E1 spiccano nel campo della gestione del dolore, poiché uno sforzo decennale per sviluppare farmaci anticorpali efficaci per l’osteoartrite e il dolore cronico ha incontrato un successo limitato. Nonostante la promessa iniziale, anticorpi come Tanezumab, Fasinumab e Fulranumab, che hanno preso di mira il fattore di crescita nervoso (NGF), hanno incontrato battute d’arresto a causa di gravi effetti collaterali come ischemia e necrosi tissutale. A differenza di questi inibitori dell’NGF, 3E1 offre una nuova e più sicura strategia antidolorifica con meno inconvenienti e più potenziale terapeutico.
Nel complesso, la caratteristica unica dell’anticorpo 3E1 di raggruppare CADM1 sulla membrana plasmatica favorisce la sua attività biologica e una singola iniezione fornisce sollievo dal dolore per un giorno o più, senza paralisi motoria o tossicità.
Spiegano gli autori:
“Il 3E1 iniettato sottocutaneamente era ampiamente localizzato quasi esclusivamente sulle fibre nervose periferiche nel derma. Nei test con formalina, i topi iniettati con 3E1 mostravano un comportamento correlato al dolore inferiore rispetto ai topi di controllo. Quando il 3E1 veniva aggiunto alle colture cellulari DRG, si localizzava nei neuriti e determinava una ridotta espressione di CADM1, un aumento della fosforilazione di Src e Akt e la formazione del complesso CADM1-3E1. La trasmissione della stimolazione indotta dal laser a femtosecondi lungo i neuriti era chiaramente visualizzata dalla fluorescenza Fluo-8 nelle cellule di controllo, mentre era marcatamente soppressa nelle cellule trattate con 3E1″.
Ampliando l’importanza delle loro scoperte, il Prof. Ito si è entusiasmato e ha detto: “L’identificazione di un anticorpo che, quando iniettato, si accumula spontaneamente nei nervi, provocando un effetto analgesico, aprirà probabilmente un nuovo campo di scoperta di ‘anestetici anticorpali’. Riteniamo che il presente studio sia unico e significativo in quanto ha presentato le molecole di adesione come nuovi bersagli, e si prevede che i nostri tentativi di umanizzare 3E1 e i cloni risultanti daranno luogo ad analgesici a lunga durata d’azione“.
Immagine Credit Scitechdaily
