Io mi chiamo Tommaso

Transcript

1 ITIS G. Galilei 5a B CEM Esami di Maturità Anno scolastico :: Tesina :: Io mi chiamo Tommaso Autore: Riccardo Fara Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. di 16

2 Indice Introduzione 1. Cos'è la SMA? Generalità Malattia Genetica Diverse tipologie SMA I SMA II SMA III SMA IV SMARD Ragioni molecolari La funzione del gene SMN Proteine ubiquitaria ma con effetti prettamente neuronali? Diagnosi di Artrofia Trial Clinici sulla SMA Trial in atto Trial Roche Trial ISIS 2. La Storia di Tommaso Infanzia Prime diagnosi Scoperta della malattia ed impatto sulla famiglia Le complicazioni durante la crescita I genitori Sinergia famiglia e la Forza di Tommaso Motivo della sperimentazione Vita da adolescente Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 1 di 16

3 Introduzione Io mi chiamo Tommaso è una tesina che parla di Coraggio. Differentemente da come si può dedurre dal titolo l'argomento trattato è la SMA(Artrofia Muscolare Spinale). Tommaso è un ragazzo di 17 anni, studia al liceo F. Cecioni di Livorno, è malato di SMA II e ha deciso di sottoporsi ad una sperimentazione su base internazionale. Il nostro primo incontro, essendo entrambi scout, è stato voluto, in un certo senso, da Tommaso stesso, ovvero: un incontro aperto a tutti i Clan(branca dello scoutismo che comprende ragazzi dai 17 ai 21 anni) della zona livornese per raccontare una realtà che, purtroppo, solo pochi dei presenti conoscevano. In questa occasione è nata l'idea di rendere molteplice la funzione della tesina: testimoniare in primis l'esperienza di Tommaso, così che ognuno possa farne tesoro e, in seconda analisi, approfondire didatticamente la chimica e la biochimica che vive dietro un farmaco, studiata sulla base delle esperienze acquisite durante il personale percorso accademico. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 2 di 16

4 1. Cos'è la SMA? Generalità L Atrofia Muscolare Spinale o SMA, acronimo dei termini inglesi Spinal Muscular Atrophy, è una patologia neurodegenerativa caratterizzata dalla specifica perdita dei motoneuroni inferiori i cui soma risiedono nelle corna anteriori del midollo spinale. Da queste cellule (motoneuroni) partono i nervi diretti ai muscoli, principalmente quelli più vicini al tronco. La SMA, quindi, limita o impedisce attività quali andare a carponi ("gattonare"), camminare, controllare il collo e la testa e deglutire. La debolezza nelle gambe è generalmente maggiore della debolezza nelle braccia. I sensi e le percezioni sono normali, così come lo è l'attività intellettuale. In effetti si è spesso osservato che le persone affette da SMA sono insolitamente intelligenti e socievoli. La SMA è la causa principale di morte infantile e affligge da 1:6000 a 1:10000 nati vivi. La sua forma più severa causa molto spesso la morte nei primi due anni di vita. Circa un individuo su 40 è portatore sano (eterozigote per questa patologia). Malattia genetica Nella sua forma di gran lunga prevalente, l'atrofia muscolare spinale è una malattia autosomica recessiva, ovvero si manifesta solo se entrambi i genitori sono portatori del gene responsabile della malattia. Perchè il nascituro sia affetto da SMA è necessario che riceva il gene da entrambi i genitori. Nel caso in cui entrambi i genitori siano portatori, la probabilità che il gene venga trasmesso da entrambi al nascituro rendendolo affetto da SMA è del 25%, cioè un caso su quattro. Esistono anche alcune forme estremamente rare di SMA che possono manifestarsi come forma mutante o autosomica dominante. I difetti genetici ai quali sono imputabili queste forme sono solo in parte conosciuti. Diverse tipologie L inizio della patologia e l età della morte sono tutt ora, sebbene ciò sia materia di discussione, utilizzati come criteri per sottotipizzare la SMA anche se va detto che circa il 25% dei pazienti eludono una precisa classificazione: 1. Malattia di Werdnig-Hoffmann (SMA I) 2. SMA Intermedia (SMA II) 3. SMA lieve, o Malattia di Kugelberg-Welander (SMA III) 4. Forma Adulta (SMA IV) SMA I Nel 1891 Guido Werdnig descrisse per la prima volta l atrofia muscolare spinale in due neonati (fratelli); a questo duplice caso clinico si aggiunsero tra il 1893 al 1900 altri 7 casi descritti da Johan Hoffmann. Benché l eponimo Werdnig-Hoffmann venga attualmente affiancato alla SMA I, la patologia più severa, in realtà questi 9 casi erano di gravità intermedia ovvero di tipo II. La prima descrizione di un caso di SMA I fu fatta da Sylvestre nel 1899 e da Beevor nel La malattia di Werdnig-Hoffmann che raccoglie circa il 50% dei pazienti è sicuramente la forma più severa di SMA, il suo decorso inizia prima del 6 mese di vita con una prognosi infausta di circa due anni. I bambini che ne sono affetti hanno una profonda ipotonia, una paralisi flaccida simmetrica, non hanno il controllo del movimento della testa, non sono capaci di stare seduti senza un adeguato supporto e in molti casi presentano una fascicolarizzazione della lingua. Inoltre l esiguità dei muscoli diaframmatici e la debolezza dei muscoli intercostali determinano una respirazione parossistica. Alcuni autori suddividono la SMA I in due sottoclassi: la prima più severa che insorge prima del 3 mese di vita e addirittura può essere individuata Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 3 di 16

5 durante il periodo gestazionale. Coloro che ne sono affetti non sono capaci di sostenere il peso del loro capo (talvolta è denominata SMA 0); la seconda che insorge tra il 3 ed il 6 mese di vita. Cenni di ricorsi clinici Negli ultimi anni un maggior supporto polmonare e nutrizionale sono stati incorporati nella pratica clinica e questo ha contribuito ad allungare la sopravvivenza dei bambini SMA (specialmente gli SMA I che hanno anche problemi di deglutizione e di digestione). A causa dei comuni problemi polmonari la tracheotomia può risultare un opzione nei pazienti con patologia più severa. L immunizzazione influenzale e la profilassi per le infezioni dell apparato respiratorio superiore sono raccomandate. I problemi intestinali sono relativamente comuni in questi pazienti: costipazione, svuotamento gastrico rallentato, reflusso gastroesofageo che può portare a pneumonia. L intervento medico consiste nella neutralizzazione e nell inibizione della produzione dei succhi gastrici nonché nella promozione della motilità intestinale. A causa del cospicuo ammontare di energie per la respirazione i pazienti SMA I sono a rischio di iponutrizione. SMA II Il tipo II di atrofia muscolare spinale è una forma intermedia della patologia che insorge generalmente tra il 7 ed il 18 mese di vita. I pazienti che ne sono affetti possono mantenere la posizione seduta in maniera autonoma e possono stare in piedi se assistiti ma non sono in grado di camminare. L aspettativa di vita di questi pazienti è molto variabile (10 ed i 40 anni) (7); va comunque detto che, grazie al sempre più massiccio uso di supporti ventilatori ed alla conseguente riduzione di complicazioni dovute alle malattie stagionali, l aspettativa di vita è nettamente aumentata (non bisogna inoltre dimenticare che il calcolo dell aspettativa di vita è compiuto su tutta la popolazione mondiale, e certamente l aspettativa di vita di un paziente SMA II che vive nel terzo mondo è inferiore a quella di uno che vive in Europa, Nord America o Giappone). Cenni di ricorso clinico Come per i pazienti SMA I la rimozione delle secrezioni nella trachea e la tosse sono di difficile attuazione a causa della limitata funzione bulbare. Anche per i pazienti SMA II la prevenzione delle patologie dell apparato respiratorio superiore è consigliata. L insufficienza respiratoria è la principale causa di morte per questi pazienti. I problemi intestinali sono relativamente comuni anche nei pazienti SMA II, in particolare costipazione, svuotamento gastrico rallentato, reflusso gastroesofageo e connessa pneumonia. Anche qui l intervento medico consiste nella neutralizzazione e nell inibizione della produzione dei succhi gastrici; inoltre viene promossa la motilità intestinale. Contrariamente a quello che accade nei pazienti SMA I i soggetti SMA II sono a rischio di ipernutrizione e quindi di aumento di peso. Questi bambini sono ad alto rischio di scoliosi e necessitano quindi un monitoraggio periodico frequente delle condizioni della loro colonna vertebrale. La scoliosi è un evento veramente frequente ed i pazienti richiedono un intervento ortottico o chirurgico. SMA III La forma giovanile più lieve di atrofia muscolare spinale è stata descritta per la prima volta intorno al 1955 da Wohlfart, Fez, e Eliasson e successivamente in maggior dettaglio da Kugelberg e Welander da cui prende il nome. Questa forma di Atrofia Muscolare Spinale giovanile o appunto malattia di Kugelberg-Welander ha una sintomatologia molto variabile e viene attualmente divisa in: IIIa e IIIb esclusivamente in base all età di insorgenza: La IIIa insorge tra i 18 e i 36 mesi: il paziente può stare in piedi da solo e si presuppone che abbia dalle 3 alle 4 copie di SMN2. La IIIb insorge dopo i 3 anni di età, i pazienti possono stare in piedi da soli e si ritiene possiedano 4 copie di SMN2; alcuni pazienti possono sviluppare scoliosi. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 4 di 16

6 Oltre all età di insorgenza un altra differenza tra le due forme sta nell abilità dei pazienti di camminare. Come già accennato i pazienti SMA III presentano una grande variabilità nelle loro capacità motorie, comunque alcuni pazienti SMA IIIa più fortunati camminano fino ai 20 anni di età mentre i IIIb possono talvolta camminare per la loro intera vita. La notevole variabilità è dovuta a fattori individuali ovvero al peso corporeo (pazienti sovrapeso hanno maggiori difficoltà), e inoltre l allenamento è sicuramente un elemento che prolunga le capacità locomotorie. Problemi di tosse, deglutizione o ipoventilazione notturna sono meno comuni che in altre forme di SMA ed inoltre la loro aspettativa di vita è pressoché identica a quella del resto della popolazione. SMA IV Questa è la forma adulta dell atrofia muscolare spinale. L insorgenza è dopo il 5 anno di età. I primi sintomi si sviluppano nella seconda e terza decade di vita. I pazienti possono camminare in età adulta. É ancora oggetto di discussione l origine genetica della SMA IV. In alcuni lavori viene mostrato che i pazienti hanno una delezione nel gene SMN1 (vedi paragrafo successivo), altri lavori invece indicano un estrema eterogenicità genetica della patologia anche se attualmente si è propensi a ritenere che ci possano essere dei fenomeni di conversione genica tra il gene SMN2 ed il gene SMN1 mutato che porta il paziente ad avere un numero elevato di copie di SMN2 e quindi a far si che la malattia sia più lieve. SMARD L acronimo sta per Spinal Muscular Atrophy with Respiratory Disease ovvero atrofia muscolare spinale con patologia respiratoria. La patologia fu per la prima volta descritta nel 1970 in un paziente SMA I con una grave compromissione respiratoria dovuta alla paralisi del diaframma. 45 casi simili sono stati diagnosticati nel Questa variante è noto ormai essere distinta da un punto di vista genetico dalla SMA, ed il gene coinvolto è IGHMBP2 (che codifica per una proteina legante la immunoglobulina mu) e localizzato nel cromosoma 11q13. La patologia non è ancora stata adeguatamente descritta in letteratura e nei libri di testo pediatrici. Ragioni molecolari della malattia L atrofia muscolare spinale è causata da ridotti livelli di espressione di un gene ubiquitariamente espresso: il survival motor neuron (SMN). Sono state postulate due ipotesi per spiegare l effetto del deficit di questo gene ovvero che esso possa influenzare lo splicing di altri geni o distruggere la loro funzione negli assoni distali. Nel 1990 utilizzando analisi linkage fu scoperto che il locus della SMA era localizzato sul cromosoma 5q13, una zona molto complessa e tra l altro molto instabile. Nel 1995 fu identificato il gene responsabile della patologia e fu appunto chiamato SMN mentre l anno successivo ne fu caratterizzata la struttura. La funzione del gene SMN Il gene SMN codifica per una proteina di 38 kd che si localizza nel citoplasma e nel nucleo di tutte le cellule dell organismo, ovvero è ubiquitaria. Una particolare isoforma breve che comprende solo la regione ammino-terminale è stata individuata solamente negli assoni dei neuroni ma si ritiene che essa non abbia un ruolo nella SMA dato che esistono dei pazienti SMA con una mutazione che non dovrebbe alterare la presenza di questa isoforma di SMN breve. Il ruolo, per lo meno il più importante, della proteina SMN è quello di contribuire al corretto svolgimento dei fenomeni di splicing dell RNA. Lo splicing è un fenomeno molto importante per l espressione dei geni. Il DNA genomico dei cromosomi umani contiene numerosi geni che codificano per le proteine dell organismo. Le proteine sono i mattoni (per lo meno alcuni mattoni) che vanno a costituire le cellule, i tessuti e gli organi. Il passaggio tra DNA genomico presente nei cromosomi e la proteina non è diretto ma avviene tramite una molecola intermedia, l RNA. L RNA Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 5 di 16

7 viene prima copiato dallo stampo di DNA e poi successivamente tagliato e riaccoppiato per eliminare delle porzioni, gli introni, che normalmente non codificano per proteine. Questo fenomeno detto di splicing necessita di un complesso macchinario proteico e ribonucleico di cui la proteina SMN fa parte. La proteina SMN è coinvolta nei fenomeni di splicing di un innumerevole quantità di geni. La sua mancanza non è compatibile con la vita. Nell uomo esistono due geni SMN, uno telomerico SMN1 ed uno centromerico SMN2 derivante da una duplicazione nelle recenti fasi evolutive. Essi differiscono per soli 5 nucleotidi di cui solo 1 nella regione codificante la proteina ma che comunque non cambia la sequenza amminoacidica. La delezione di SMN1 può, nell uomo, essere parzialmente compensata dalla presenza più o meno ripetuta del gene SMN2. Una delle poche differenze di questi due geni è una transizione C-T nell esone 7 che ne determina uno splicing alternativo che porta all eliminazione dello stesso esone e alla formazione di una proteina tronca non funzionale ed instabile. Solo il 10% del gene SMN2 subisce uno splicing corretto che porta alla formazione di una proteina funzionale; la quantità del prodotto proteico SMN, in pazienti in cui il gene SMN1 è perduto, può variare dal 10 al 50% e ciò rende conto della gravità della malattia. La correlazione tra il numero di copie del gene SMN2 e la gravità della malattia è ancora controversa dato che esistono lavori a favore e contrari a tale ipotesi, quindi molti autori non raccomandano di fare previsioni sulla gravità della patologia in base al numero di copie di SMN2. Proteina ubiquitaria ma con effetti prettamente neurali? Allo stato attuale si possono proporre due ipotesi per spiegare i meccanismi della SMA. La prima suggerisce che l alterazione dei livelli delle proteine che formano lo spliceosoma snrnps, indotta dalla riduzione di SMN, vada ad alterare lo splicing di geni importanti per i circuiti motoneurali. La seconda ipotesi è che SMN abbia una peculiare funzione negli assoni che viene inficiata nei pazienti SMA. Come abbiamo accennato inizialmente la proteina SMN è localizzata nel nucleo e nel citoplasma di tutte le cellule dell organismo. C è quindi da capire come mai gli effetti della riduzione dei suoi livelli siano prettamente a carico del sistema nervoso centrale e dei motoneuroni prossimali in particolare. Dopo un iniziale ipotesi che la patologia correlasse con la dimensione della delezione del gene SMN1 i vari ricercatori hanno incominciato a considerare, come avevamo precedentemente accennato, che gli effetti del gene SMN2 potessero essere molto importanti per la gravità della malattia. Rimane ancora da chiarire come un gene ubiquitario possa avere effetti prettamente a livello di un unico tessuto, quello nervoso. Abbiamo già appurato come la SMA sia una patologia a carico del metabolismo dell RNA, una molecola molto importante per la regolazione dell espressione genica, e come SMN sia un componente importante sia dello splicesoma maggiore che di quello minore, ma la sua assenza sembra influenzare di più lo splicesoma minore. In modelli animali di SMA (zebrafish) è stato dimostrato che la somministrazione di complessi snrnps (di cui fa parte la proteina SMN) potevano indurre il recupero del fenotipo normale nel pesce, e questo risultato fortemente sostiene l ipotesi che SMN sia coinvolta nella formazione dei vari complessi che sottendono allo splicing. Sorprendentemente però è stato osservato che la quantità totale di complessi snrnps non cambia nelle cellule con la delezione di Smn1 e ciò indica che la capacità delle cellule di mantenere la normale quantità di snrnps eccede di parecchio la quantità limitante della molecola SMN. Quando però i livelli di SMN sono particolarmente bassi si può determinare un effetto sulle quantità di snrnps che però non sono egualmente alterati in differenti tessuti. Questo può determinare una diversa (patologica) regolazione dello splicing in tessuti differenti rispetto agli organismi sani. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 6 di 16

8 La seconda ipotesi, sostenuta anch essa da alcuni lavori, asserisce invece che le anormalità riscontate in zebrafish con ridotti livelli di Smn, ovvero coni di crescita brevi e di piccole dimensioni, sia spiegabile anche in cellule di mammifero con una forte riduzione dei livelli di trasporto del messaggero per la β-actina e conseguentemente della relativa proteina. I topi SMA infatti sviluppano delle anormalità proprio a livello della giunzione neuromuscolare (NMJ) che sembrano correlare con un alterata distribuzione del canale al calcio che potrebbe influenzare i fenomeni di integrazione sinaptica ed il rilascio del neurotrasmettitore a livello della NMJ. Comunque numerosi aspetti devono essere ancora chiariti poiché le alterazioni dei canali Ca2+ nell assone distale non possono completamente spiegare ciò che accade nei topi SMA. Diagnosi di Atrofia muscolare spinale La conduzione nervosa e l elettromiografia sono degli strumenti indispensabili per confermare il sospetto di deficit neurogenico in pazienti con possibile SMA. La conduzione dei motoneuroni può risultare ridotta e l elettromiografia può mostrare un incremento delle dimensioni delle unità consistente con una denervazione. La biopsia muscolare non è più necessaria nei pazienti SMA. Da un punto di vista di screenning genetico va detto che il 95% dei pazienti SMA mancano dell esone 7. L approccio standard consiste nel separare i due geni utilizzando tecniche di PCR (reazione della catena polimerasica), tramite la quale si rileva la delezione del gene SMN1. La specificità è del 99% e la sensibilità diagnostica è del 95%. Il 5% dei pazienti non presenta delezioni ma inserzioni, mutazioni puntiformi e piccole delezioni di 2 basi che in generale determinano una non corretta struttura tridimensionale della proteina (21). I genitori di pazienti SMA sono quasi sempre portatori sani, ed in quanto tali, il loro rischio di avere altri figli affetti è del 25% per ogni nuova gravidanza. Le nuove mutazioni sul gene SMN1 sono rare e rappresentano meno del 2% del totale. Se l analisi genetica conferma la diagnosi clinica di SMA, il monitoraggio con alta affidabilità delle successive gravidanze è possibile mediante analisi dei villi coriali durante le fasi iniziali della gravidanza (undicesima settimana di gestazione) e su di esso si può effettuare una diagnosi, ricercando la delezione di SMN1 nel DNA estratto dal villo. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 7 di 16

9 Trial clinici sulla SMA Nell'ultimo decennio la ricerca è passata da un numero di 47'000 molecole circa in grado di debellare la malattia ad un numero ristretto di 12 molecole, da cui ne sono state scartate 4 e 3 sono ad oggi all'interno di trial clinici. (Ultimi trial clinici, datato 2014) Per quanto è stato detto in precedenza riguardo agli aspetti molecolari della SMA, in questa patologia abbiamo una carenza della proteina SMN dovuta prevalentemente alla delezione del gene SMN1 ed una eventuale compensazione del gene SMN2. Ne consegue che le strategie per tentare di curare questa malattia debbano essere volte ad aumentare i livelli intracellulari di SMN specialmente a livello dei motoneuroni. Vari approcci in questo senso possono essere utilizzati: 1. Aumento dei trascritti di SMN2 agendo a livello del suo promotore; 2. Riduzione degli eventi di exonskipping a carico dell esone 7 del gene SMN2; 3. Stabilizzazione della proteina SMN; 4. Introduzione esogena del gene SMN1 usando virus adeno associati. Un altro fronte di intervento è quello che coinvolge la possibilità di neuroproteggere i motoneuroni ed infine, se le strategie precedenti non sono attuabili, un ulteriore possibilità consiste nel tentativo di sostituire i neuroni danneggiati. 1. Aumento dei trascritti di SMN2 agendo a livello del promotore È ben noto che lo stato di condensazione della cromatina è molto importante per l espressione genica. Più la cromatina è condensata ed impacchettata meno è probabile che un gene che ne è contenuto sia trascritto. La condensazione della cromatina è controllata da un sistema costituito da due enzimi: l istone acetil transferasi che aumenta la trascrizione attraverso il rilassamento della cromatina e l istone deacetilasi che invece porta ad un maggiore impacchettamento e quindi una riduzione della trascrizione. Da questo consegue che molecole in grado di inibire l istone deacetilasi possono essere dei buoni candidati per aumentare i livelli di espressione di SMN2. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 8 di 16

10 L inibitore dell istone deacetilasi che più è stato studiato per il trattamento della SMA è l acido valproico (VPA). Questa molecola è particolarmente interessante in quanto già clinicamente in uso per il trattamento dell epilessia e quindi è già stata testata per quel che concerne la sicurezza sui pazienti. 2. Riduzione degli eventi di exonskipping a carico dell esone 7 del gene SMN2 Un altro tipo di approccio per il trattamento della SMA consiste nell eliminare l exon-skipping dell esone 7 del gene SMN2 per rendere più cospicua la frazione di fl-smn. Un altro approccio molto interessante per aumentare i livelli di SMN prodotta dal gene SMN2 coinvolge l uso degli oligonucleotidi antisenso (ASO). Queste molecole sintetiche simili all RNA funzionano legandosi all RNA e ne modificano le peculiarità permettendo nel caso specifico della SMA una maggiore produzione di proteina FL-SMN2. I farmaci antisenso della compagnia farmaceutica ISIS sono state valutate estesamente sia in modelli preclinici che clinici in più 5000 soggetti. Isis ha condotto più 80 trials clinici e molteplici popolazioni dalle patologie cardiovascolari al cancro. Il più avanzato farmaco antisenso è il mipomersen, che ha completato la fase 3 (colesterolo) ed è attualmente sotto valutazione per il marketing europeo. ISIS-SMNRx è il farmaco ISIS designato per il trattamento della SMA. 5 trials organizzati da ISIS sul ISIS-SMNRx sono attualmente attivi (sia in fase di reclutamento che attivi che completati) e sono riassunti in tabella. Numerosi report sono stati pubblicati da ISIS. In trials di fase 1 (sicurezza) è stato appurato che ISIS-SMNRx è stato ben tollerato quando somministrato per via intratecale in dose singola direttamente nel fluido spinale, nel quale permane per lunghi periodi di tempo. 3. La stabilizzazione delle proteine SMN Sono stati vagliati circa molecole chimiche allo scopo di identificare delle molecole capaci di aumentare i livelli di proteina SMN. Interessante è il trial Trophos (Olesoxime) che sembra particolarmente promettente e che è terminato nell ottobre 2013 questo trial prevedeva di testare l efficacia di olesoxime in pazienti affetti da SMA 2 e 3. Nel Marzo del 2014 Trophos ha annunciato che i risultati del trial sono molto positivi e indicano un effetto benefico sui malati di SMA 2 e Introduzione esogena del gene SMN1 usando virus adeno associati Molto interessante è il trial attivato dal professo Kaspar che lavora al Center for Gene Therapy, The Research Institute at Nationwide Children's Hospital, Department of Pediatrics,The Ohio State University, 700 Children's Drive, Columbus, OH 43205, USA. Questo trial prende origine da precedenti lavori preclinici su roditori e primati non umani e sfrutta le proprietà di alcuni virus di poter trasportare dei geni attraverso la barriera ematoencefalica e di integrarli nel genoma della persona malata. Tra tutti gli approcci studiati questo è forse l unico che potrebbe determinare la guarigione i pazienti. Il primo trial clinico di sicurezza è iniziato in Aprile Trial clinici in atto: L'ISIS e il farmaco della casa farmaceutica Roche, entrambe sperimentazioni su base internazionale, sono Trial Clinici attivi al giorno d'oggi. Tommaso, il nostro eroe, rientra nel primo stadio della sperimentazione della Roche. Quanto segue riguarda i criteri di ogni singola sperimentazione. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 9 di 16

11 TRIAL ROCHE Di che tipo di studio si tratta? Si tratta di uno studio multicentrico di fase 1b, randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo (rapporto 2:1 tra farmaco e placebo), a dosi multiple per valutare sicurezza, tollerabilità, farmacocinetica e farmacodinamica di RO Il farmaco verrà dato a due bambini mentre al terzo viene dato un placebo. Né i medici né la famiglia sa chi riceverà per davvero il farmaco. Lo studio serve a determinare la dose massima tollerata, a capire come il farmaco viene assorbito e a valutare gli effetti collaterali. Chi è coinvolto nello studio? Lo studio coinvolge 36 pazienti adulti e pediatrici affetti da SMA 1, 2 e 3 in tutto il mondo. (non c è un numero prestabilito di bambini per Paese ma la somma di tutti deve essere 36) Come è strutturato il trial? Il trial è strutturato in due parti (la seconda parte verrà realizzata dopo la prima): 1. Parte 1: Studio a dosi multiple incrementali in adulti e adolescenti, 12 pazienti (8 randomizzati a ricevere il farmaco attivo e 4 randomizzati a ricevere placebo) di età compresa tra i 12 e i 55 anni inclusi 2. Parte2: Studio a dosi multiple in 24 bambini (16 randomizzati a ricevere il farmaco attivo e 8 randomizzati a ricevere placebo) di età compresa tra 2 e 11 anni Come avviene la randomizzazione nelle due parti del trial? 1. Parte 1: La randomizzazione sarà stratificata per fascia d'età (adolescenti dai 12 ai 17 anni di età e adulti dai 18 ai 55 anni di età) per garantire un'adeguata distribuzione di adulti e adolescenti al gruppo trattato con il farmaco attivo e al gruppo trattato con placebo. 2. Parte 2: La randomizzazione sarà stratificata per fascia d'età (dai 2 ai 5 anni e dai 6 agli 11 anni) e sarà scaglionata, in modo tale che i pazienti più grandi (dai 6 agli 11 anni) siano randomizzati all'inizio e i pazienti più piccoli (dai 2 ai 5 anni) siano randomizzati in una seconda fase, dopo l'analisi dei dati di PK e di sicurezza. Quali sono i criteri di inclusione? 1. Pazienti di ambo i sessi, di età compresa tra i 2 e i 55 anni inclusi (al momento dello screening). 2. Diagnosi confermata di SMA autosomica recessiva 5q, o sintomi clinici attribuibili a SMA di tipo 1, 2 o 3 (sono ammessi tutti i tipi di SMA). 3. Per pazienti non in grado di deambulare dai 6 anni di età: Punteggio di Brooke 4 4. Per i pazienti in grado di deambulare: distanza conseguita nel test 6MWT allo screening < 90% del valore previsto per età, sesso, altezza e peso del paziente. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 10 di 16

12 Quali sono i criteri di esclusione? 1. Partecipazione concomitante o precedente a qualsiasi studio su un farmaco o un dispositivo sperimentale nei 90 giorni precedenti lo screening. 2. Partecipazione concomitante o precedente a qualsiasi studio sull'uso di un oligonucleotide antisenso indirizzato contro SMN2 nei 12 mesi precedenti lo screening. (è un criterio valido solo per il futuro, non è da considerare per l arruolamento attuale) 3. Partecipazione concomitante o precedente, in un'epoca qualsiasi, a uno studio su una terapia genica. (è un criterio valido solo per il futuro, non è da considerare per l arruolamento attuale) 4. Chirurgia per scoliosi nei 6 mesi precedenti lo screening o chirurgia per scoliosi programmata nei 6 mesi successivi allo screening. 5. Utilizzo dei seguenti medicinali nei 90 giorni precedenti la randomizzazione: riluzolo, acido valproico, idrossiurea, fenilbutirrato di sodio, derivati del butirrato, creatina, carnitina, ormone della crescita, steroidi anabolizzanti, probenecid. (è necessario sospendere questi farmaci 90 giorni prima dell appuntamento per lo screening) 6. Un trattamento avviato di recente (nei 6 mesi precedenti la randomizzazione) con salbutamolo orale o altro agonista β2-adrenergico assunto oralmente. Come viene somministrato il farmaco e per quanto tempo? Il farmaco è in forma solubile e deve essere assunto tutti i giorni, due volte al giorno. Il trial ha una durata di 12 settimane. (La somministrazione del farmaco avviene al domicilio ma ci sono visite di controllo da svolgere presso il centro Gemelli di Roma) In quali centri italiani viene realizzato il trial? Il trial è realizzato al Gemelli di Roma Quando è previsto l inizio del trial? Il trial potrebbe iniziare già entro la fine del 2014, sicuramente dopo il 28 Novembre. (la data d inizio non dipende dal Gemelli di Roma) TRIAL ISIS Di che tipo di studio si tratta? Si tratta di uno studio controllato di fase 3, randomizzato (rapporto 2:1 tra farmaco e placebo), in doppio cieco, con procedura fittizia per valutare l efficacia, la sicurezza clinica e la tollerabilità di ISIS Il farmaco verrà dato a due bambini mentre al terzo viene dato un placebo. Né i medici né la famiglia sa chi riceverà per davvero il farmaco. Lo studio serve a valutare quanto il farmaco funziona e a confermare l assenza di effetti collaterali. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 11 di 16

13 Chi è coinvolto nello studio? Lo studio coinvolge 111 persone nel mondo affette da atrofia muscolare spinale a insorgenza infantile (SMA 1). (non c è un numero prestabilito di bambini per Paese ma la somma di tutti deve essere 111) Quali sono i criteri di inclusione (criteri che il bambino deve avere per poter far parte dello studio)? 1. Delezione omozigote del gene SMA 5q, mutazione omozigote o eterozigote composto. 2. Numero di copie SMN2= 2 3. Insorgenza segni clinici e sintomi a 6 mesi d età 4. Maschi e femmine 7 mesi di età allo screening 5. Peso corporeo 3 percentile per età 6. Età gestazionale da 37 a 42 sett (no nascita prematura) 7. Risiedere entro una distanza di circa 9 ore di viaggio via terra (In Italia non c è questo problema) Quali sono i criteri di esclusione (criteri che il bambino NON deve avere per poter far parte dello studio)? 1. Ipossiemia (saturazione in veglia O2 <96% oppure saturazione durante il sonno <96% senza supporto ventilatorio) durante la valutazione dello screening 2. Segni o sintomi di SMA presenti alla nascita o entro la prima settimana di vita 3. Presenza di un infezione attiva non trattata allo screening (sarà possibile fare lo screening al termine dell infezione) 4. Anamnesi di patologia del midollo spinale che interferirebbe con le procedure di puntura lombare (es: intervento alla colonna con fusione di tutti gli anelli) 5. Assunzione di salbutamolo, riluzolo, carinitina, valproato fenilbutirrato ecc, nei 30 giorni prima dello screening (è necessario sospendere questi farmaci 30 giorni prima dell appuntamento per lo screening) Come viene somministrato il farmaco e per quanto tempo? Il farmaco viene somministrato per via intratecale (con delle piccole punture nel midollo) nella dose di 12mg. Sono previste 6 somministrazioni in 13 mesi (inizialmente la frequenza sarà maggiore per poi calare nel tempo). In quali centri italiani viene realizzato il trial? (la scelta del centro è a discrezione della famiglia perché tra i centri c è uniformità degli standard di cura e collaborazione) 1. Gemelli di Roma 2. Gaslini di Genova Quando è previsto l inizio del trial? Il trial potrebbe iniziare già entro la fine del 2014 o al massimo inizio (la data d inizio dipende dall approvazione del comitato etico e non dai centri) Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 12 di 16

14 2. La Storia di Tommaso A seguito di una spiegazione approfondita delle definizioni di SMA, delle sue ragioni molecolari e funzionali e dei diversi Trial Clinici attivi e non, è necessario e doveroso testimoniare la storia di Tommaso. Affinché ognuno possa prenderne esempio, possa farne tesoro e, sopratutto, venire a conoscenza di altre realtà. Infanzia Tommaso ha aperto gli occhi ed ha visto per la prima la luce il 19 Gennaio Per i primi mesi ha avuto una crescita regolare. Fin da subito ha mostrato, a sé ed alla propria famiglia, lineamenti e caratteri molto attivi a livello intellitivo, una spiccata vivacità ed un'elevata perspicacia. Sempre alla ricerca e alla scoperta del mondo. Il suo dispendio di energia sembrava quasi fosse infinito; caratteristica che accumuna i malati di SMA. Non ha parlato prestissimo, ha incominciato con un leggero ritardo rispetto agli standard. Dal momento che ha incominciato a parlare: Ciao, io ci sono, mi chiamo Tommaso!. Non c'è stata più tregua: era sempre in prima linea a chiedere, capire ed a trovare risposte a tutte le sue infinite domande; altra caratteristica che accumuna molto i malati di SMA. Prime diagnosi La diagnosi è stata effettuata a 18 mesi dalla nascita, prima da un esame diagnostico di elettromiografia, ovvero: un esame neurologico dal quale emerse (espresso in modo elementare) la mancanza di un contatto elettrico tra il midollo spinale ed i muscoli. Il Dottore che fece la diagnosi, all'epoca, nel 2000, rivelò che Tommaso era affetto da una malattia genetica degenerativa non curabile e, non avendo la mappa genetica, non era in grado di stabilire con certezza la malattia specifica. In ogni caso, fu il primo a notare mancanza di contatto tra il midollo spinale e i muscoli. Marialetizia e Alessio, genitori di Tommaso, intorno ai anni si ritrovarono difronte ad una malattia degenerativa, senza nessun tipo di esperienza sul campo. Lo stesso Dottore comunicò loro che si sarebbe trattato di un problema neurologico con l'elevata probabilità di un impedimento dell'uso dei muscoli delle gambe. Inoltre, egli stesso, non era in grado di dare proiezione di vita, poiché dipendeva dalla tipologia della malattia. Fecero successive analisi, passando da Neurologia all'ospedale di Pisa all'ospedale Pediatrico Meyer di Firenze e nessuno aveva fatto caso che riusciva a stare in piedi poggiando male le piante dei piedi. In questo periodo ci furono molteplici Dottori che consigliavano camminate sulla sabbia per alleviare problemi postulari o, comunque, uso di plantari. Tuttavia, consigli che non convincevano a fondo le preoccupazioni materne e paterne. Scoperta della malattia ed impatto sulla famiglia Fu il Professor Vizzoni il primo che, mettendolo in piedi, notò la postura delle gambe e la Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 13 di 16

15 scarsa resistenza che Tommaso aveva nello stare in piedi. Disse, Vizzori: Marialetizia, spero che non sia una delle malattie poco conosciuta che ho studiato, perché potrebbe essere una cosa molto molto seria. Successivamente cominciarono a fare l'elettromiografia e poi la mappa genetica. Fu una delle prime mappe genetiche(parziale) fatte a Pisa, prima avevano luogo a Roma. Tommaso ha la delezione degli isoni 7 e 8 del cromosoma 5 che sono responsabili del mancato funzionamento della proteina ecc.. Però, nel 2001, non esisteva l'analisi della copia del gene SMN 2, perché a seconda di quante copie il paziente possiede si può stabilire la gravità della malattia e capire anche quali sono le prospettive per una sperimentazione. All'epoca non era possibile nemmeno fare l'esame del portare sano, la medicina lo scoprì solamente due anni dopo. All'inizio lo scoraggiamento, l'impotenza, il non sapere, nessun strumento e pochissimi punti di riferimento. La scienza e la medicina avevano pochissime e, per lo più, inefficaci risposte. Provavano a tenere in piedi Tommaso con l'utilizzo dei tutori senza sapere se questo fosse un bene o un male, sia per le anche, sia per la schiena. I medici: Ciò che è in grado di fare fateglielo fare, lui stesso riuscirà a trovare le strategie per fare e non fare. Nel scoprirono il Centro di Bologna, un respiro di sollievo, dove vennero a conoscenza di altri bambini e bambine con problematiche simili o, addirittura, uguali. Il confronto e l'idea di avere un punto di riferimento per la malattia ha sicuramente portato man forte. Sembrano siano passati cent'anni da allora. - Marialetizia oggi. La loro grande fortuna risiede nel forte, allegro e perseverante carattere di Tommaso che, nonostante tutte le analisi, prelievi ed operazioni a cui si è dovuto sottoporre non si è mai tirato indietro senza lamentarsi ma, con coraggio, ha sempre affrontato con lo sguardo verso il futuro ogni suo ostacolo. Le complicazioni durante la crescita Dopo i 3 anni di età doveva fare il calco per i tutori per le gambe(già mensionati in precedenza). La durata dell'operazione aveva una media che andava dalle 10 alle 11 ore. Questa la ripetè per diverse volte, poiché a 3 anni di età è in fase di crescita ed i tutori sono fatti su misura. Una destabilizzazione generale colpì la famiglia quando alcuni Dottori dissero che era necessario portare il busto. Nonostante poco prima, diversi medici illustri, erano convinti che avrebbe avuto una forma leggera di scoliosi. Tommaso qui aveva 6 anni. Incominciarono quindi a fare lastre semestrali dove dai 18 si passava ai 20 e via ai 40 nel giro di un anno. I dottori ritennero oppurtuno intervenire con l'apporto di un busto. Fu fastidioso, era un busto completo, per vestirsi non si poteva girare e le procedure di routine erano: arrivare a casa, togliere il busto e mettere i tutori. Questo lavoro è andato avanti dai 6 ai 13 anni. E nonostante l'età, Tommaso è stato brillante, costante e perseverante. La scoliosi Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 14 di 16

16 degenerò sino ad 80 nonostante il busto. Un polmone era quasi schiacciato - nelle SMA, la scoliosi che si verifica non è una scoliosi normale ma, più precisamente, è la rotazione del bacino con la colonna vertebrale che gira di conseguenza, come se essa fosse un'elica. Dunque Tommaso si ritrovò con un'anca destra lussata, tirata dalla scoliosi tipica della SMA. La sbarra alla colonna e due ganci al bacino che tenevano fermo. Essi erano il rimedio per la postura corretta del bacino e della colonna vertebrale. Il confronto con altri pazienti ha permesso di avere un'idea più ampia sulle possibilità dell'intervento. Si recarono a Milano dal dottor Colombo: ritenuta una delle persone più preparate d'europa. Egli propose l'intervento con i presupposti che la colonna di Tommaso a 13 anni è formata all'80%, però è sempre elastica. Mentre, un intervento a 17 anni solleverebbe delle problematiche, poiché ormai la colonna è stratificata. Marialetizia ed Alessio, tramite una documentazione personale constatarono che la maggioranza che ha effettuato un intervento senza gancio al bacino ha ripreso la stessa rotazione. E' stato un intervento grosso e proficuo. Intervenuti nel modo e nel momente più adatto. La conoscenza di un genitore ha dei limiti, sia tecnico-scientifici, sia emotivi. E' chiaro che non vorresti mai che tuo figlio andasse sotto i ferri 8 ore. E' fondamentale, ad un certo punto, un completo affidamento al dottore che condurrà l'operazione. Quando uscì dalla sala operatoria, ancora sotto effetto di anabolizzanti, fece un gesto di ok con la mano. Un grande! - Marialetizia, madre di Tommaso. Due bronco polmoniti ravvicinate, entrambe superate molto efficentemente. I genitori E' seguito attentamente e con amore da tutti e due i genitori. Entrambi seguono corsi di approfondimento di ogni genere, partecipano a convegni e conferenze in modo da conoscere sempre più nel dettaglio la malattia. Inoltre, Marialetizia è la Presidente di Asamsi Toscana e la vicepresidente del direttivo nazionale. Racconta: L'esperienza dello scoutismo è servita tanto, sia per le persone che ho intorno, sia per i valori di servizio: lasciare il posto migliore di come l'abbiamo trovato è ormai un nostro stile di vita. Per anni ho insegnato ed ho incentrato attività sul servizio e sullo spirito di essenzialità e, mai come in questo periodo della mia vita, mi è stato utile. La sinergia della famiglia e la Forza di Tommaso La vita di questa incredibile famiglia è un'instacabile sinergia che si basa sulla grande complicità, sana lealtà e pura onestà che c'è tra loro. Tommaso ha la maturità e la percezione per riconoscere i propri limiti. Elemento fondamentale, insieme alla grande fiducia reciproca, per poter intervenire in caso di problematiche(p.e.: anca lussata, calcoli ai reni, bronchite e/o problematiche respiratorie, ecc.). La forza trainante, il motore di questo meccanismo però, è il carattare di Tommaso: Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 15 di 16

17 collaborativo, forte, determinato, combattivo e, sopratutto, instancabile. Tutto ciò permette alla famiglia di fare viaggi a Roma per controlli, analisi e prelievi. La cose belle sono i progetti che Tommaso ha. La passione per l'informatica. La voglia di fare scelte coraggiose, come l'università all'estero. La passione di viaggiare - all'età di 7 anni fecero un viaggio in Scozia nonostante fossero un anno dopo dall'operazione e la calcificazione totale è prevista dopo 3 anni ma, la belezza dei paesaggi vissuti e condivisi con la propria famiglia ripagavano le scomodità del viaggio -. Tommaso, come già detto, ha la completa consapevolezza dei suoi limiti ma, ripeto, come già detto, è determitato; motivo per cui non smette mai di cercare e di scoprire nuove strade superando le difficoltà. Questa è una realtà che ti porta in un altro mondo. Chi la vive come una missione di vita, chi si chiude dentro sé, chi, come loro, cerca di dare un valore più ampio cercando di dare supporto alle famiglie nuove. Sono stati precursori di tante cose. Possono aiutare e porsi come punto di riferimento per altre famiglie. Il loro interesse più grande è garantire il meglio a Tommaso e a chi come lui porta la stessa malattia. Ripetendo le parole di Tommaso: Lasciamo il mondo migliore di come l'abbiamo trovato. Frase chiave per la quale ha deciso di sottoportsi ad una sperimentazione su base internazionale. Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 16 di 16

18 Fonti: Prof. Daniele Bottai e Prof.ssa Raffaella Adami del Dipartimento Universitario di Milano - Famiglia Falleni: Alessio Falleni, Maria Letizia Solinas e Tommaso Falleni Tesina :: Riccardo Fara ::5B CEM :: ITIS G. Galilei :: Livorno :: 2014/2015 Pag. 17 di 16