Finanziato da Parent Project aps, il progetto coordinato da Graziella Messina è uno dei quattro che ha ricevuto, attraverso il bando per la ricerca 2018, la tipologia di finanziamento detta Fast Track di importo di 20.000€. Il progetto è iniziato a febbraio del 2019 e ha una durata di due anni. L’idea innovativa del team di ricerca è quella di rallentare la rigenerazione muscolare favorendo un accumulo di fibre muscolari con un metabolismo ossidativo, inducendo complessivamente un miglioramento morfologico e funzionale del muscolo distrofico
I processi molecolari alla base dell’insorgenza e progressione delle distrofie muscolari non sono ancora completamente noti. Sebbene si conoscano i geni e le mutazioni che causano la patologia, la distrofia muscolare di Duchenne è una malattia eterogenea, nella quale diversi aspetti (come infiammazione, rigenerazione/degenerazione muscolare, tipologia dei muscoli interessati) compartecipano nel determinare il quadro diagnostico e prognostico. Comprendere questa complessità e i fattori coinvolti nella malattia consentirà di aumentare l’efficienza delle future terapie cellulari e geniche in corso di sviluppo.
Il fattore di trascrizione Nfix (Nuclear Factor One) è una delle proteine coinvolte nella progressione della distrofia muscolare di Duchenne. Nel nostro laboratorio è stato dimostrato che l’assenza di Nfix a livello genetico in topi distrofici determina un miglioramento sia fisiologico sia funzionale dei muscoli: minore infiammazione, minore degenerazione muscolare, minore fibrosi, migliore prestazione fisica.
Qualche anno dopo, abbiamo scoperto una delle vie di segnalazione che regola i livelli del fattore Nfix: durante lo sviluppo e le fasi post-natali delle cellule muscolari, Nfix è regolato positivamente dalle MAP chinasi, in particolare dall’enzima ERK.
Da qui l’idea di inibire Nfix attraverso l’inibizione farmacologica di ERK.
Durante questo primo anno, abbiamo testato due inibitori di ERK, i farmaci Trametinib (GSK) e Cobimetinib (Roche), utilizzati già in clinica per il trattamento del melanoma metastatico e approvati dalla FDA e dall’EMA.
Inizialmente, abbiamo testato diverse concentrazioni dei due farmaci su colture cellulari di mioblasti primari in vitro. A diverse concentrazioni di Trametinib abbiamo osservato una riduzione sia di p-ERK (ERK attivo) che di Nfix. Il Cobimetinib è in fase di valutazione.
In seguito a tali risultati preliminari, abbiamo scelto il Trametinib e abbiamo condotto i primi esperimenti in vivo: abbiamo somministrato a topi adulti distrofici (topi Sgcanull), per via orale, tre concentrazioni diverse del farmaco (0.3 – 3 – 6 mg/kg) tutti i giorni per 14 giorni. Gli animali trattati sono stati in buona salute e non hanno presentano evidenti effetti collaterali associati al trattamento: il peso dei topi trattati non è variato rispetto al gruppo di controllo. Analizzando il tibiale anteriore dei topi trattati e controllo, abbiamo osservato che 3 e 6 mg/kg di Trametinib determinano una buona riduzione sia di p-ERK che di Nfix (circa il 20%) nei muscoli trattati.
Per capire se tale riduzione dei livelli di Nfix sia sufficiente per ottenere un miglioramento istologico del muscolo distrofico, stiamo completando le analisi sulla morfologia del tessuto calcolando i livelli di rigenerazione e degenerazione muscolare, il calibro delle miofibre, l’estensione delle aree di infiammazione e fibrosi. Una volta raccolti questi dati, valuteremo negli animali trattati la funzionalità muscolare e l’istologia di altri organi (come fegato e reni) responsabili del metabolismo ed escrezione del farmaco.