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Perché i farmaci di Alzheimer funzionano in laboratorio ma non nei pazienti?
Nel cervello dei malati di Morbo di Alzheimer (MA) si accumula una quantità tremenda di peptide amiloide-β (Aβ), un peptide di ~40 aminoacidi, e gli inibitori della γ-secretasi sono stati progettati per inibire l'attività enzimatica che lo produce.
Si credeva che gli inibitori della γ-secretasi, riducendo la produzione di Aβ, fossero in grado di trattare l'MA (la cosiddetta «ipotesi Aβ»). In realtà, sono stati condotti quasi 50 studi clinici su potenziali farmaci inibitori della γ-secretasi per l'MA o per diversi tipi di cancro e nessuno di loro ha avuto successo, tranne due che sono attualmente in corso.
Gli scienziati dell'Università di Osaka hanno scoperto che alcuni inibitori potenziali della γ-secretasi (gamma-secretasi), come il semagasestat, che sono stati usati in grandi studi clinici conclusi con un fallimento, non funzionano come veri inibitori, come previsto originariamente, ma al contrario causano l'accumulo di Aβ intraneuronale tossico.
Lo hanno dimostrato con un metodo originale che misura i prodotti intracellulari diretti della γ-secretasi. Il loro commento è che l'applicazione del loro metodo di valutazione può contribuire a sviluppare farmaci efficaci per l'MA. Lo studio è disponibile su Cell Reports e fornisce una spiegazione del motivo per cui le sperimentazioni cliniche per i farmaci dell'MA sono falliti e fanno nuova luce sulla discordanza tra i risultati preclinici e quelli clinici.
"L'Aβ si accumula nel cervello nelle prime fasi dell'MA", spiega Masayasu Okochi, assistente professore dell'Università di Osaka, esperto della malattia, che ha gestito il progetto. "La generazione di Aβ si basa sull'attività della presenilina / γ-secretasi che media la produzione cellulare di Aβ".
Delle promettenti serie di farmaci per l'MA facevano parte gli inibitori della γ-secretasi, come il semagasestat. Tuttavia, una sperimentazione clinica che è iniziata quasi 10 anni fa è stata fermata quasi subito poiché si è accertato non solo che il semagacestat non dà benefici, ma i pazienti che hanno ricevuto il farmaco hanno mostrato una esacerbazione dei sintomi rispetto al gruppo placebo. Questa constatazione ha messo un grande punto di domanda sull'«ipotesi Aβ».
Per comprendere questo risultato sorprendente, Okochi ha valutato se il semagacestat è realmente un inibitore della β-secretasi. In questo studio, lui e i colleghi hanno rivelato che in realtà il semagacestat non inibisce la funzione puntata, cioè la scissione eseguita dalla γ-secretasi (γ-cleavage). Ciò che ha permesso loro di acquisire questa scoperta inaspettata è il metodo originale usato dal team, che può misurare prodotti diretti della γ-secretasi (peptidi di 3/5 piccoli residui di aminoacidi chiamati «sottoprodotti-γ» o sottoprodotti-gamma).
Sorprendentemente, gli inibitori analoghi della γ-secretasi di stato non-transizione, compreso il semagasestat, non hanno diminuito, ma hanno aumentato i livelli di sottoprodotti-γ. Questo risultato ha infranto la convinzione che questi composti inibiscano veramente la funzione proteolitica della γ-secretasi e hanno indotto i ricercatori a 'guardare' all'interno dei neuroni per ulteriori valutazioni.
Come previsto dal livello più alto di sottoprodotti-γ, è stato trovato un accumulo di Aβ all'interno dei neuroni derivanti da cellule iPS umane e vari tipi di cellule coltivate, anche se il semagacestat ha effettivamente diminuito l'Aβ secreto, come riferito in precedenza. Questi risultati hanno suggerito a Okochi che il semagacestat non è in realtà un inibitore della γ-secretasi, e per questo nello studio usa il termine «pseudo-inibitore γ-secretasi». I test clinici del semagacestat tendevano a giudicare il farmaco in base alla secrezione di Aβ ma non dai sottoprodotti-γ, fatto che potrebbe spiegare perché gli pseudo-inibitori γ-secretasi sono stati ripetutamente classificati erroneamente.
"Abbiamo trovato che il tipo di dosaggio offre risultati diversi. Nel nostro dosaggio abbiamo trovato sottoprodotti-γ nella membrana cellulare. Il semagacestat può impedire il rilascio di sottoprodotti-γ dalla membrana, ma non la generazione di sottoprodotti-γ", ha detto Okochi, osservando che, ironia della sorte, in base alle sue conclusioni gli esperimenti clinici falliti confermano l'ipotesi Aβ.
"Credo che normalizzare la produzione e la secrezione di Aβ mediante l'affilatura della γ-secretasi è l'approccio giusto per curare l'MA. I nostri test suggeriscono che la terapia molecolare mirata dovrebbe essere accuratamente controllata da tutti gli angoli prima della sua applicazione agli studi clinici. La nuova funzione della γ-secretasi suggerita in questo studio richiede ulteriori analisi, che contribuiranno allo sviluppo di farmaci efficaci per l'MA e per diversi tipi di cancro", ha detto.
Fonte: Osaka University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Shinji Tagami, Kanta Yanagida, Takashi S. Kodama, Mako Takami, Naoki Mizuta, Hiroshi Oyama, Kouhei Nishitomi, Yu-wen Chiu, Toru Okamoto, Takeshi Ikeuchi, Gaku Sakaguchi, Takashi Kudo, Yoshiharu Matsuura, Akio Fukumori, Masatoshi Takeda, Yasuo Ihara, Masayasu Okochi. Semagacestat Is a Pseudo-Inhibitor of γ-Secretase. Cell Reports, 2017; 21 (1): 259 DOI: 10.1016/j.celrep.2017.09.032
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