a cura di Alessio Branchini

La qualità della vita dei pazienti con disordini della coagulazione ha subito significativi miglioramenti grazie all’avvento della terapia sostitutiva. L’ingegnerizzazione delle proteine ad uso terapeutico mediante strategie di fusione genetica (es. con albumina o porzione Fc delle immunoglobuline) ha consentito di conferire una emivita più estesa ai fattori della coagulazione infusi, alcuni dei quali ora disponibili per il trattamento dei pazienti. Tuttavia, la conoscenza dei meccanismi molecolari responsabili dell’espressione dei geni dei fattori della coagulazione, così come della genetica molecolare dei difetti genetici della coagulazione, ha favorito lo sviluppo di nuovi approcci, inclusa la terapia genica, allo scopo di ottenere la produzione della proteina mancante a livelli terapeutici.

Queste strategie molecolari sono finalizzate a promuovere/correggere l’espressione, il processamento e la funzione dei fattori della coagulazione difettivi agendo a livello di DNA (i), RNA (ii) o proteina (iii), con risultati ottenuti in modelli di patologia sia in vitro che in vivo.

  • i) Approcci di gene editing hanno permesso di intervenire a livello del DNA mediante l’uso di molecole ingegnerizzate come le forbici molecolari capaci di riconoscere, tagliare, riparare/correggere o attivare sequenze bersaglio in modo specifico sia in contesti normali che mutati.
  • ii) L’ingegnerizzazione di componenti chiave coinvolti nel processo di splicing hanno consentito di migliorare il processamento del pre-mRNA ridirezionando meccanismi chiave come il corretto riconoscimento degli esoni, un evento essenziale per la produzione di mRNA corretto utile alla successiva sintesi dei fattori della coagulazione.
  • iii) L’uso di piccole molecule, capaci di indurre la soppressione di mutazioni nonsense (processo di “ribosome readthrough”) o di migliorare il processamento intracellulare delle proteine compromesso da mutazioni missenso, ha mostrato la possibilità di rimodulare la sintesi proteica con recupero di secrezione/funzione dei fattori della coagulazione.

Infine, la terapia genica rappresenta una promettente frontiera per i disordini della coagulazione. In quest’ottica, l’emofilia B è stata il disordine archetipico per questo tipo di intervento grazie alla piccola dimensione della sequenza codificante il fattore IX, che può essere così somministrata mediante virus adeno-associati con tropismo epatico e con un’espressione mediata da un promotore epato-specifico. Questo approccio ha dato come risultato un’espressione stabile del fattore IX umano, con una riduzione significativa degli episodi emorragici e, aspetto importante, della necessità di infusione di fattore IX ricombinante. Gli avanzamenti in questo campo di ricerca hanno inoltre portato a tentativi basati su terapia genica anche nell’ambito di altri disordini della coagulazione, come la carenza di fattore VII, nella quale, mediante l’espressione AAV-mediata di fattore VII, sono stati raggiunti livelli terapeutici in diversi modelli animali.

In conclusione, queste strategie, basate su specifiche caratteristiche geniche o difetti molecolari, hanno portato ad evidenze sperimentali in diversi modelli di disordini della coagulazione, mostrando l’abilità di produrre un recupero lieve-moderato dei livelli di espressione che, se traslati con cautela nei pazienti, potrebbero portare ad un miglioramento del fenotipo clinico. Nell’insieme, i rilevanti progressi nel disegno di strategie terapeutiche ad hoc che agiscono a livelli multipli dell’espressione genica, così come nella produzione di vettori virali tessuto-specifici, generano un interessante scenario di ricerca finalizzato a portare ulteriori evidenze relative alla possibilità che questi approcci molecolari possano essere traslati a livello clinico.


Per approfondire:

Balestra D, Branchini A. Molecular mechanism and determinants of innovative correction approaches in coagulation factor deficencies. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 3036; doi:10.3390/ijms20123036