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Leucemia Linfoide Acuta: le nuove armi della ricerca biotech in azione!

Sebbene  i trattamenti disponibili sul mercato possano curare più dell’ 80% delle persone malate, essi comportano l’insorgere di numerosi effetti collaterali e non permettono di curare tutti i pazienti affetti da Leucemia Linfoide Acuta (LLA).

La ricerca in quest’ ambito è costantemente in moto e contribuisce ad aprire nuove frontiere e nuovi approcci per identificare e combattere il “nemico” una volta per tutte.

PREMESSA 

La prognosi della Leucemia Linfoide Acuta (chiamata anche Leucemia Linfoblastica Acuta) può essere migliorata, sia grazie alla ricerca indirizzata al miglioramento di farmaci già esistenti, sia alla messa a punto di nuovi composti che sfruttino meccanismi biologici peculiari delle cellule tumorali. Pathways di segnale responsabili del controllo del ciclo cellulare, dell’apoptosi e del metabolismo cellulare, oppure trattamenti mirati ad agire su uno specifico antigene della cellula (Pui & Jeha, 2007).

Tutte queste parolone complicate indicano che studiando come le cellule tumorali crescono, si nutrono e si riproducono è possibile progettare nuove molecole in grado di interferire con questi meccanismi, causando la morte del tumore.

La farmacodinamica è la scienza che si occupa di analizzare l’assorbimento, il metabolismo e l’escrezione dei farmaci. La farmacogenomica, invece, è lo studio del rapporto bidirezionale tra il patrimonio genetico e un eventuale terapia farmacologica.

Ok, mi spiego meglio. La farmacogenomica consente di comprendere come un diverso set di geni possa influenzare la farmacodinamica. In pratica, l’assorbimento, il metabolismo e l’escrezione di un farmaco. Molto meglio vero? Ebbene sì, non siamo tutti uguali: persino un’aspirina può agire in modo diverso da persona a persona.

L’accoppiamento di queste branche della farmacologia, consente di predire gli effetti positivi e negativi di questi trattamenti sui pazienti. Ogni paziente, infatti, risponde in maniera diversa alla cura a cui viene sottoposto in base ad età, sesso, stato della neoplasia e set di geni. Per cui, lo sviluppo di modelli biotecnologici che tengano conto di tutte queste variabili costituirà la base futura per la formulazione di nuovi protocolli terapeutici. Terapie innovative e promettenti sono in via di sviluppo e si focalizzano su obiettivi differenti, in modo da poter ottenere risultati concreti su più fronti. La chiave di questo processo è un miglioramento a livello diagnostico che consenta di comprendere la malattia al meglio, permettendo così di adottare terapie personalizzate (Thomas, 2005).

LA LEUCEMIA LINFOIDE ACUTA: SINTOMI E SOTTOTIPI

L’LLA è un tipo di tumore ematologico provocato dall’accumulo massivo di linfociti B (nell’ 80% dei casi) o T (nel 20% dei casi) nel sangue, nel midollo osseo ed in diversi altri organi. E’ un tumore aggressivo che colpisce principalmente i bambini in età pediatrica, infatti, rappresenta l’80% di tutte le leucemie diagnosticate tra gli 0 e i 14 anni. Questo tipo di neoplasia è abbastanza raro, in Italia sono stati rilevati 1,6 casi su 100000 uomini e 1,2 casi su 100000 donne (AIRC, 2013).

La Leucemia Linfoide Acuta può essere classificata in base alle caratteristiche dei linfociti. Questa identificazione permette di stabilire quale sia la migliore terapia da adottare.

L’OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) ha stabilito come parametri di suddivisione in categorie il tipo di linfociti e la loro maturazione:

LLA B, che si origina dai linfociti B e si suddivide in :

  • Leucemia linfoide acuta B –matura .
  • Leucemia linfoide acuta B con ricorrenti anomalie genetiche.

LLA T: che si origina a partire dai linfociti T.

I sintomi principali sono dovuti alla proliferazione delle cellule tumorali nel midollo osseo, nel sangue e alla compromissione di altri organi ( in particolare milza e fegato). Essi sono: pallore, febbre, dolore alle giunture, debolezza, sanguinamenti, presenza di lividi sulla cute, linfoadenopatia, sudorazione notturna, calo ponderale, dolori ossei, tachicardia e anemia. La vera origine di questa neoplasia non è stata ancora identificata, ma si possono individuare alcuni fattori di rischio che ne incrementano l’insorgenza: l’esposizione alle radiazioni (ad esempio raggi X o UV), l’ esposizione ad agenti chimici (benzene, chemioterapici e farmaci), infezioni virali (EBV = Epstein-Barr Virus), il fumo e il sovrappeso (Cancer Research UK, 2015).

DIAGNOSI DI LLA

La diagnosi può essere effettuata in diversi modi ed avvalendosi di metodiche tradizionali o moderne.

ANALISI DEL SANGUE ED INDAGINI MORFOLOGICHE

L’emocromo è un esame del sangue che determina la quantità, il tipo di cellule presenti nel sangue, il livello di emoglobina e altri parametri. Può evidenziare nella maggior parte dei casi un aumento dei globuli bianchi, bassi livelli di emoglobina e bassi livelli di piastrine. Un’agoaspirato midollare, invece, può presentare uno sviluppo anormale di cellule immature, una produzione ridotta di globuli rossi e una marcata leucocitosi (aumento generalizzato dei globuli bianchi). Viene prescritta anche la radiografia del torace, poiché spesso possono accumularsi degli ammassi di globuli bianchi nel mediastino (comparato anatomico situato in mezzo al torace) e l’ECG (Elettrocardiogramma) viene fatto per controllare la funzionalità cardiaca (Wadood Mohamed &  Solan, 2012).

Questi test di routine possono essere inoltre affiancati da analisi più approfondite, le quali permettono di indagare il profilo genetico del paziente, stabilire il tipo di lesione che ha portato allo sviluppo della patologia e classificarla secondo i parametri rilevati.

IMMUNOFENOTIPO

Lo studio dell’immunofenotipo consiste nell’individuare le cellule leucemiche, in base agli antigeni (sostanze capaci di indurre una reazione immunitaria) superficiali o intracitoplasmatici che esse esprimono. Questo test viene svolto avvalendosi di metodiche citofluorimetriche: anticorpi monoclonali marcati con fluorocromi (sostanze fluorescenti) individuano la presenza o l’assenza degli antigeni “leucemici” e permettono di distinguere il fenotipo della leucemia (B o A).

CITOGENETICA

Questi esami sono detti citogenetici e permettono di studiare i cromosomi, costruendo una mappa cromosomica o cariotipo del paziente. In tal modo, è possibile individuare anomalie cromosomiche a livello numerico o strutturale, con lo scopo di formulare una diagnosi corretta e certa, instaurando il miglior tipo di terapia per il paziente.

Esistono, infatti, delle mutazioni genetiche ricorrenti, in bambini ed adulti, che sono sinonimo di malattia: si tratta per lo più di traslocazioni o delezioni.

Per quanto riguarda l’immunofenotipo a cellule B mature: nell’80% dei casi  sono presenti le traslocazioni che coinvolgono il cromosoma 8, la più frequente è la t(8;14) (q24; q32).

Un’altra traslocazione comune, presente nel 20-25% dei casi di Leucemia Linfoide Acuta, negli adulti, in età avanzata, ( > 60 anni) è la traslocazione t(9;22)(q34;q11.2) che produce un gene di fusione funzionale BCR/ABL. Lo spostamento del materiale genetico tra il cromosoma 9 e quello 22, produce la fusione di due geni, chiamati Bcr e Abl, la cui fusione causa l’attivazione del dominio tirosin-chinasico di Abelson, che stimola il segnale di crescita cellulare in modo incontrollato, arresta l’apoptosi (morte cellulare programmata), contribuendo ad inficiare il corretto funzionamento delle altre vie di segnale.

Tuttavia esistono delle altre anomalie cromosomiche la cui frequenza ed il cui valore prognostico risultano ancora poco chiari, come ad esempio la traslocazione t(1;19)(q23;p13), che prevede la fusione tra il gene E2A (TCF3) e il gene PBX1 (Meyer, et al., 2013; Moorman, et al., 2013).

La Leucemia Linfoide Acuta B-matura comprende solo l’ 1-5% dei casi. Essa è caratterizzata da masse tumorali ben definite, poiché le cellule presentano un’elevata capacità proliferativa, dovuta alla presenza (nell’ 80% dei casi), di traslocazioni di parti del cromosoma 8.

La terapia prevista per questo tipo di leucemia consiste nella somministrazione di diversi farmaci alchilanti e ciclo-specifici. Recentemente è stato inserito all’interno di questa miscela il Rituximab, che ha contribuito a migliorare la cura della malattia, soprattutto nella popolazione anziana.

La Leucemia Linfoide Acuta Philadelphia positiva, invece, risulta molto più aggressiva, ma permette di utilizzare dei farmaci molecolari, realizzati mediante tecniche biotecnologiche e combinati con la chemioterapia.

La Leucemia Linfoide Acuta T deriva da un precursore dei linfociti T che si sposta dal midollo osseo al timo. Rappresenta il 10-15% dei casi, è poco responsiva ai trattamenti, motivo per cui la sua prognosi risulta negativa sia nei bambini sia negli adulti. Il trattamento somministrato è quello di inibitori delle tirosin-chinasi.

LE TERAPIE CONTRO LA LEUCEMIA LINFOIDE ACUTA: STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVE FUTURE

CHEMIOTERAPIA E TRAPIANTO

La chemioterapia è il trattamento convenzionale per la cura della malattia, sebbene siano disponibili diversi tipi di protocolli terapeutici.

Essa si suddivide nelle seguenti fasi:

  • Induzione: prevede l’eradicazione delle cellule leucemiche nel midollo mediante l’uso di vincristina, prednisone ed antracicline.
  • Consolidamento: dopo la fase di induzione e la normalizzazione delle analisi sanguigne si somministrano la citosina-arabinoside o il methotrexato ad alto dosaggio per consolidare i risultati raggiunti.
  • Reinduzione: si basa sugli stessi farmaci dell’induzione ma usati con schemi diversi.
  • Mantenimento: utilizza la 6-mercaptopurina o il methotrexate ad alto dosaggio (Bassan, et al., 2011).

Il trapianto allogenico (proveniente da un donatore) rappresenta un’ottima alternativa per i pazienti ad alto rischio come quelli affetti da Leucemia Linfoide Acuta Ph+, che si trovano in uno stato di remissione completa dalla malattia. Lo stato di remissione completa è, considerato tale, quando non ci sono più tracce della malattia rilevabili con i mezzi diagnostici a disposizione. In situazione del genere può essere indicato un trapianto di cellule ematopoietiche o di midollo osseo per ripristinare le condizioni del sistema immunitario, probabilmente ridotto all’osso dai diversi cicli di chemioterapia necessari per la cura della malattia.

Tuttavia, gli ematologi ed i ricercatori sono divisi sul consigliare o meno questo intervento in altri casi, vista la sua invasività e  vista la disponibilità di terapie sperimentali che risultano più efficaci e sicure (Ram, et al., 2011).

FARMACI BIOTECNOLOGICI

Un delle  strategie usate dalla ricerca biotech per il trattamento della Leucemia Linfoide Acuta prevede la costruzione di un anticorpo specifico contro uno o più antigeni di superficie espressi o over-espressi dalle cellule tumorali. Il requisiti fondamentale di un tale anticorpo è la specificità per l’antigene target situato sulla superficie della cellula tumorale.

Il Rituximab è un anticorpo monoclonale che ha come target l’antigene CD20 (una proteina che si trova sulla superficie dei linfociti B), per cui esso agisce legandosi ai linfociti B promuovendone l’eliminazione. Causa l’induzione del segnale di apoptosi, l’attivazione del complemento che porta a lisi cellulare ed attivazione dell’immunità cellulo-mediata (macrofagi e cellule natural-killer) con effetto citotossico sui linfociti B (Weiner, 2011).

Esso agisce indistintamente sia su linfociti sani sia su cellule maligne per cui provoca molti danni al sistema immunitario del paziente, ma poiché bersaglia le cellule linfocitarie mature, permette lo sviluppo di nuovi linfociti B sani a partire dalle cellule staminali della linea linfoide. Il suo utilizzo è ottimale nel trattamento della Leucemia Linfoide Acuta B-matura. Solitamente viene somministrato in combinazione con la chemioterapia .

Un’altra strategia di recente attuazione consiste nella costruzione di Anticorpi Bispecifici, meglio noti come Bite (Bispecific T-cell Engager). Essi nascono in seguito alla fusione delle regioni variabili di due differenti anticorpi monoclonali, in modo da poter legare due antigeni differenti. Nel caso della Leucemia Linfoblastica Acuta essi saranno progettati in modo da riconoscere  l’antigene CD-19 (espresso dalle cellule neoplastiche) e l’antigene CD-3 (espresso dalle cellule T-citotossiche). Il Blinatumomab è un farmaco che è stato recentemente approvato dalla FDA (Food and Drug Administration) per il trattamento dei pazienti adulti affetti da questo tumore ematologico, soprattutto nel caso di pazienti ABL/BCR negativi recidivanti. In questo modo si può indirizzare la risposta immunitaria contro le cellule leucemiche, provocandone la morte. Tutto ciò può avvenire grazie alla sua duplice natura che gli consente mettere in contatto le cellule T con le cellule leucemiche (Topp, et al., 2011).

Un’altra strategia adottata è quella di usare anticorpi capaci di bloccare l’attivazione delle tirosin-chinasi, come l’Ibrutinib e l’Imatinib o Gleevec (nome con cui il farmaco è stato commercializzato da Novartis negli Stati Uniti). Essi prevengono la cascata della fosforilazione attivata dalle proteine chinasi, grazie al loro legame specifico con la proteina oncogena BCR/ABL. Per cui, tutti i segnali di iperproliferazione di globuli bianchi vengono inibiti. Purtroppo, questo sistema è impiegato solo per trattare alcune tipologie di pazienti, cioè coloro che sono affetti da Leucemia Linfoblastica Acuta ABL/BCR positiva, nel caso in cui il precedente trattamento chemioterapico non abbia riscontrato successo (Informazioni sui farmaci, 2003).

Un’ultima strategia è quella di modificare geneticamente le cellule T in modo che esse esprimano recettori di superficie, soprannominati CART (Chimeric Antigen T-cell Receptor), in grado  riconoscere antigeni espressi dalle cellule tumorali, come il CD19.

L’ingegnerizzazione viene effettuata estraendo dal sangue del paziente i linfociti T ed inserendo al loro interno, con un vettore virale, il gene codificante per il recettore che permette alla cellula di riconoscere un antigene specifico, (in questo caso il CD-19 espresso dai linfociti B). In  seguito i linfociti T sono reinfusi nel paziente. Attraverso questo processo di riprogrammazione genetica, le cellule immunitarie acquisiscono la capacità di dirigersi contro gli antigeni espressi dalle cellule leucemiche per individuarle ed ucciderle (Brentjens & Curran, 2012).

Gli approcci descritti potrebbero costituire la chiave per il trattamento futuro della leucemia linfoblastica acuta, ma potrebbero essere adattati anche per il trattamento di altri tipi di tumore. Infatti la rieducazione dei linfociti T permette di individuare la cellula tumorale target ed ucciderla in modo selettivo. Questo metodo risulta molto meno invasivo rispetto ad una chemioterapia tradizionale e fornisce una speranza di sopravvivenza maggiore a tutti i pazienti per i quali la chemioterapia non è stata efficace.

La terapia molecolare si propone, dunque, come una strategia efficace per individuare cellule tumorali appartenenti a tumori sia solidi che liquidi, avvalendosi dell’utilizzo di cellule del sistema immunitario per attaccare il “nemico” in maniera intelligente e specifica.

La ricerca nel campo immunologico si configura come uno dei settori più promettenti nel campo dell’industria biotecnologica: il costante sviluppo di nuove tecniche, di pari passo con l’adozione di tecniche diagnostiche più precise, porterà sicuramente ad aprire nuove frontiere nel trattamento personalizzato del tumore di ogni paziente.

BIBLIOGRAFIA

A cura di Micol Ghigo. Revisionato da Francesco Rossi.


About the Author : Micol Ghigo

Tecnico di Laboratorio Biomedico. Energica e Determinata. Progressista e innovatrice. Sportiva e viaggiatrice.

3 Comments
  1. […] Se vuoi saperne di più, sul Rituximab, sui linfomi e sui diversi tipi di leucemia, leggi anche: Leucemia linfoide cronica: le nuove armi della ricerca biotech in azione! […]

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