Euro Huntington Disease Network: dagli studi osservazionali alla terapia genica - prof. Giuseppe Di...

Giuseppe De Michele

Dipartimento di Neuroscienze Università Federico II, Napoli

Euro Huntington Disease Network: dagli studi

osservazionali alla terapia genica

Associazione Italiana Corea di Huntington12 dicembre 2015

Roma

Euro Huntington Disease Network: dagli studi osservazionali alla terapia

genica Malattia di Huntington Gli studi Registry ed Enroll Track-HD: biomarker di progressione Terapia sintomatica: Pridopidina Immunomodulazione: Laquinimod Huntingtin Lowering Trapianto di cellule staminali

Malattia di HuntingtonMalattia di Huntington La malattia di Huntington è una malattia neuro-degenerativa a

trasmissione autosomica dominante, ad insorgenza per lo più in età adulta.

Clinicamente è caratterizzata da un disturbo del movimento, deterioramento cognitivo e disturbi psichiatrici.

La causa della malattia è l’espansione patologica di una sequenza trinucleotidica CAG nel gene HD sul cromosoma 4p16 (range espansione 36-121).

Al momento non è nota una cura efficace in grado di rallentarne od arrestarne il decorso progressivo.

CAG

Malattia di HuntingtonMalattia di Huntington La presenza di tratti di poli-glutammine di lunghezza al di

sopra della norma altera le proprietà biochime e biofisiche della proteina che tende ad aggregarsi e ad esercitare un effetto tossico sui neuroni. L’entità della neurotossicità è proporzionale alla lunghezza dell’espansione.

Non tutti gli aspetti patogenetici sono chiariti, comunque la proteina mutata conduce alla compromissione di molti e vari processi cellulari, quali metabolismo energetico e funzione mitocondriale, danno ossidativo, endocitosi, trasporto intraneurale, regolazione trascrizionale, signaling, omeostasi del calcio, cascata apoptotica.

Aggregazione proteica Trascrizione genica Traffico proteico Funzione mitocondriale Stimolazione autofagia Dinamica microtubuli Trasporto vescicole Meccanismi endotossici Segnalazione cellulare

Huntingtina: patogenesi della Huntingtina: patogenesi della malattiamalattia

Munoz-Sanjuan 2011

Malattia di Huntington - Malattia di Huntington - EpidemiologiaEpidemiologia

Prevalenza: 4-7/100.000 in Europa ed USA0,5/100.000 in Finlandia0,1-0.3/100.000 in Giappone700/100.000 in Maracaibo (Venezuela)

Frequenza del gene: 2,5-3 volte maggiore

Frequenza dei soggetti a rischio: 5 volte maggiore

Nascite a rischio: 1/2500

J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013; 84:1156–1160

La prevalenza stimata della malattia in età adulta tra 1970 e 1995 è stata di circa 6 casi per 100.000 Tra 2004 e 2007 era tra 6,4 e 6,6 per 100.000Nel 2010 12,3 per 100.000

M. di Huntington – Nuovi dati di M. di Huntington – Nuovi dati di prevalenzaprevalenza

L’età all’esordio di malattia è in media tra i 30 e i 45 anni, ma con un’ampia variabilità.

Le forme con esordio prima dei 20 anni, dette giovanili, rappresentano circa il 5-10% dei casi. L’esordio è oltre i 50 anni nel 25% dei casi.

L’esordio non è “puntiforme” ma un continuum dalla normalità a manifestazioni fenotipiche evidenti.

Esordio della malattiaEsordio della malattia

Il fattore più importante nel determinare l’età d’esordio dell’HD è la lunghezza dell’espansione CAG che tuttavia, non permette una previsione prognostica.

Esordio della Esordio della malattiamalattia

CAG Repeat Expansion

Age

of O

nset

0102030405060708090

30 40 50 60 70 80 90 100

Malattia di HuntingtonMalattia di HuntingtonLa malattia di Huntington è stata per molti aspetti una

malattia prototipo: La prima malattia per cui è stato localizzato il difetto

genetico grazie alle tecniche di ingegneria genetica, con una ricerca su tutto il genoma.

La prima malattia per la quale siano state elaborate dettagliate linee guida internazionali per il test genetico predittivo.

La prima malattia per la quale sia nata una rete di collaborazione mondiale che riunisce tutti i clinici e gli scienziati coinvolti nella ricerca.

European Huntington’s Disease European Huntington’s Disease Network Network 1426 Ricercatori 20 Nazioni 162 Centri 11 in Italia >14.000 Arruolati 1071 in Italia

European Huntington’s Disease European Huntington’s Disease Network Network Riunisce centri di diversi paesi europei coinvolti nella

ricerca e nella cura della m. di Huntington. Favorisce la ricerca sulla storia naturale della malattia e

studi farmacologici clinici Rappresenta un network nel quale tutti i partecipanti

coinvolti possono proporre e condurre degli studi. Lo studio principale condotto dall’EHDN è stato lo studio

REGISTRY, sulla storia naturale della malattia.

European Huntington’s Disease European Huntington’s Disease Network Network

REGISTRY è uno studio osservazionale multi-centrico, multi-nazionale che non prevede alcun trattamento sperimentale. Gli obiettivi principali di Registry sono:

Ottenere dati sulla storia naturale di persone affette da MH Correlare le caratteristiche cliniche con fattori genetici, dati

biochimici e di neuro-imaging Accelerare l'identificazione e il reclutamento di partecipanti

in altri studi clinici Pianificare progetti di ricerca per il futuro Sviluppare nuovi strumenti di misura per monitorare

e / o prevedere l’insorgenza e la progressione della malattia

Una nuova sfida!

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REGISTRYl COHORT

EEnroll-HD: uno studio globale sulla malattia di Huntington

Obiettivo: inclusione di 1/3 dei pazienti 25-30.000 partecipanti

Obiettivi dello Studio ENROLLObiettivi dello Studio ENROLL Migliorare la comprensione dello spettro dinamico

fenotipico ed i meccanismi di malattia

Promuovere lo sviluppo di linee guida basate sull'evidenza per prendere decisioni di tipo clinico e migliorare la prospettiva di salute per i pazienti e le unita' coinvolte

Fornire una piattaforma a supporto del disegno e della conduzione di studi clinici su nuove terapie per la malattia di Huntington

Soggetti inclusiSoggetti inclusi Portatori della mutazione ≥18 anni Pazienti con malattia manifesta, di tutte le età Familiari risultati negativi per la mutazione Coniugi di pazienti affetti Controlli di comunità Sono esclusi i partecipanti con altre forme di corea

TextSponsored by CHDI Foundation, Inc. 2011

l FPI= 26 Giugno 2012l University of Tennesseel 35 pazienti in USA – 12 Settembre 2012

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IRELAND

BELGIUM

FRANCE

POLAND

SPAIN

RUSSIA

SPAINSPAINSPAIN

SWITZERLAND

Fase 1b: UK, Germania, Danimarca, Olanda, Belgio, Irlanda e Italia

Fase 2a: Francia, Spagna e Polonia

Fase 2b: Austria, Svezia, Russia, Norvegia e Svizzera

Fase 2c: FInlandia, Portogallo, Repubblica Ceca

AUSTRIA

CZECH REP.

ITALY

Enroll Site OverviewEnroll Site OverviewRegion Number of

Sites Currently

Active

Number of Sites

Expected

Europe 61 144North

America59 70

Latin America

2 16

Australia & New

Zealand

5 5

Totals 127 23118 May 2015 21

Recruitment as of 29th of Sept, 2015Total enrolled: 7704

North America: 3542Europe: 3689Australasia: 353Latin America: 120

18 May 2015 22

ITALY in ENROLL: 552 included patients

23

active sites almost ready then will follow

Milan Neuro Perugia GenovaMilan Genetics Roma La Sapienza FirenzeRoma S Andrea Cagliari

Lega Ital Ric Hunt VicenzaBari MessinaBologna PisaNapoli Fed II BresciaRoma Univ Catt

Studio partito nel 2008, 366 partecipanti dei quali 298 in follow-up a 36 mesi:

58 preHD-A (molto lontani dall’esordio della malattia) 46 preHD-B (meno lontani dall’esordio) 66 HD1 (poco compromessi) 31 HD2 (più compromessi) 97 soggetti normali

Scopo dello studio: identificare dei marcatori di progressione della malattia da utilizzarsi in futuri studi su terapie “disease modifying”

Track-HDTrack-HD

Volumetria striatale quale biomarker per Volumetria striatale quale biomarker per trial clinici nella Malattia di Huntington trial clinici nella Malattia di Huntington

Associazione con la patogenesi della malattia Dati pienamente quantitativi Misurazione obiettiva e condivisibile in più centri Correlazione con parametri clinici Variazione rapida e lineare nel tempo Assenza di “ceiling/ floor effect” Metodica non invasiva e relativamente non costosa

Terapia sintomaticaTerapia sintomatica Mavoglurant Pridopidina Citalopram Rivastigmina Dutetrabenazina

PRIDOPIDINAPRIDOPIDINA Pridopidina, ACR16, Huntexil® Stabilizzante dopaminergico

D2 ,NA, (5HT) Glu Sigma 1 receptor

HART Study (US) - NeuroSearch HART Study (US) - NeuroSearch IIb, multicentrico (33), N=227 (2009-2010), 12

settimane 20 mg (N=56) 45 mg (N=55) 90 mg (N=58) placebo (N=58)

Outcome primario: Modified Motor Score (MMS) Outcome secondario: Total Motor Score (TMS)

HART Study (US) - NeuroSearch HART Study (US) - NeuroSearch

Il farmaco è risultato sicuro e ben tollerato (n:1 seizure @middle dose)

(I) MMS: non significativamente migliorato (trend con 45 e 90 mg)

(II) TMS: significativamente migliorato con 90 mg Esito negativo per non raggiungimento

dell’outcome primario

MermaiHD Study (Eur) - MermaiHD Study (Eur) - NeuroSearchNeuroSearch

III, multicentrico (32), N=437 (data pub. in 2011), 26 settimane

45 mg (N=148) 90 mg (N=145) placebo (N=144)

Outcome primario: Modified Motor Score (MMS) Outcome secondario: Total Motor Score (TMS)

MermaiHD Study (Eur) - MermaiHD Study (Eur) - NeuroSearchNeuroSearch

sicuro e ben tollerato (I) MMS: non significativamente migliorato

(trend con 90 mg) (II) TMS: significativamente migliorato con 90 mg Esito negativo per non raggiungimento

dell’outcome primario

PRIDE-HD TevaPRIDE-HD Teva Studio di “dose finding”, reclutamento Jan’14-

Jan’15 (N=400), 45 mg 67.5 mg 90 mg 112.5 mg Placebo

Safety: prolungamento del QTc (lunga lista di farmaci da escludere)

LAQUINIMODLAQUINIMOD Laquinimod è un immunomodulatore sviluppato

da Active Biotech e Teva. E’ stato già investigato come trattamento orale

per la sclerosi multipla e per la malattia di Crohn Iperattività del sistema immunitario è stata

dimostrata nella patogenesi della HD Il laquinimod potrebbe ridurre l’attività

astrocitaria ed aumentare i livelli di BDNF

Attivazione microgliale in HDAttivazione microgliale in HDL’attivazione della microglia precede l’esordio

della malattia

L’huntingtina mutata promuove una risposta infiammatoria

nella microglia

LEGATO HDLEGATO HD 1.5 mg OD (N=100) 1 mg OD (N=100) 0.5 mg OD (N=100) Placebo OD (N=100)

Studio di fase 2 Fase preclinica o precoce di malattia Sicurezza ed efficacia (sintomi motori) Neuroimaging

HD SCA1 SCA2 SCA3 SCA6 SCA7 SCA17 DRPLA SBMA

Malattia di Huntington – Genetica Malattia di Huntington – Genetica molecolaremolecolare

Huntingtin lowering Huntingtin lowering La riduzione dell’espressione dell’HTT a livello trascrizionale o

traslazionale potrebbe ridurre l’effetto neurotossico dell’HTT mutata Nella HD sarebbe possibile un trattamento in fase preclinica L’HTT è dosabile E’ stato già possibile ridurre la produzione di HTT mutata in modelli

animali e queste ricerche hanno dimostrato miglioramenti clinici e neuropatologici

Uno studio recente ha dimostrato che la ridotta espressione del gene HTT in un primate adulto per sei mesi è ben tollerata

Huntingtin assayHuntingtin assay

Huntingtin lowering approachesHuntingtin lowering approaches

Huntingtin lowering Huntingtin lowering approaches approaches

Esistono due modalità di “nucleotide-based silencing”: RNA interference, con piccole molecole di RNA (siRNA o

miRNA) che si legano al mRNA dell’HTT e lo avviano a degradazione mediante il complesso RISC che incorpora l’enzima argonauta;

Antisense oligonucleotides (ASO), piccole molecole di DNA che si legano al mRNA dell’HTT e lo avviano a degradazione mediante RNAse H.

Iniezione striatale di oligonucleotidi Iniezione striatale di oligonucleotidi antisenso in topi transgeniciantisenso in topi transgenici

Kordasiewicz 2012

Riduzione mRNA dell’HTT Riduzione mRNA dell’HTT dopo icv ASOdopo icv ASO

Kordasiewicz 2012

Effetti comportamentali in Effetti comportamentali in topi transgenicitopi transgenici

Kordasiewicz 2012

Huntingtin lowering specifico Huntingtin lowering specifico

HTT è una proteina essenziale nello sviluppo ed ha un ruolo nella regolazione della trascrizione, nell’attività mitocondriale, nella funzione sinaptica.

E’ possibile sia per la RNA interference sia per gli ASO la possibilità di un “silencing” specifico (CAG repeat, SNPs).

Sfruttando l’eterozigosi per alcuni SNIPs un piccolo numero di agenti di repressione del mRNA dell’HTT, si potrebbe ottenere un “allele silencing” specifico nella maggior parte dei pazienti.

Huntingtin lowering specifico Huntingtin lowering specifico

Distribuzione degli agenti di Distribuzione degli agenti di soppressionesoppressione

siRNA ed ASO non passano la BEE Gli ASO iniettati endorachide diffondono facilmente alla

corteccia cerebrale siRNA sono meno diffusibili ma la loro diffusione può essere

migliorata (iniezione intrastriatale, vettori virali, esosomi, molecular shuttle)

Altri problemi dell’HTT loweringAltri problemi dell’HTT lowering

I modelli animali in cui l’HTT lowering è stato sperimentato sono >70 CAG repeat

Qual è l’entità di riduzione dell’HTT desiderabile ? Necessità di iniezioni ripetute (ma l’uso di vettori virali potrebbe

assicurare un effetto duraturo) Possibile sviluppo di immunità Rischio di “off-target silencing”

Primo trial di ASO per via intratecale Primo trial di ASO per via intratecale nell’uomonell’uomo

Studio di fase I, randomizzato, controllato con PLA in 21 pz con SLA SOD1+ con l’oligonucleotide antisense ISIS 333611 intratecale. Il trattamento è stato ben tollerato.

LATEST NEWS! LATEST NEWS!

17th October, 2014 Prof Tabrizi announces first ever ‘huntingtin lowering’ trial for Huntington’s disease at UCL.At last month’s European Huntington’s Disease Network meeting, Prof Sarah Tabrizi proudly announced that, in partnership with Isis Pharmaceuticals, Inc, she will be the lead investigator of the world’s first clinical trial of a huntingtin lowering (sometimes called ‘gene silencing’) drug for Huntington’s disease.Called Isis HTT-Rx, the drug is an antisense oligonucleotide or ASO that has shown success in reducing production of the harmful mutant huntingtin protein and improving symptoms in animal models of HD. The multi-centre, multi-national trial will investigate the safety of increasing dose levels of Isis HTT-Rx and will be led by Prof Tabrizi and her team at UCL Institute of Neurology.

Studio di fase I di oligonucleotide Studio di fase I di oligonucleotide antisense ISIS per via intratecale in HDantisense ISIS per via intratecale in HD

Centri reclutanti:CanadaGermaniaUK

Inizio:Agosto 2015Fine prevista:Settembre 2017

Studio controllato con PLA su 36 pazienti con HD in fase inizialeSomministrazione intratecale ripetuta ad intervalli di 4w, per 13 w Endpoint principali: sicurezza e tollerabilitàEndpoint secondari: farmacocinetica, dosaggio huntingtina

Approcci chirurgiciApprocci chirurgici Deep Brain Stimulation Trapianto striatale fetale

Deep Brain Stimulation Deep Brain Stimulation 21 pz in 12 centri Sudio principale di Gonzales et al Miglioramento alla Unified Huntington’s Disease

Rating Scale (UHDRS) (media 24%) Il miglioramento non era più significativo a 6

mesi Studi in aperto

Trapianto fetale striataleTrapianto fetale striatalePros

Il target è la fondamentale lesione patologica in HD Il survival e l’integrazione del trapianto sono stati dimostrati Si è rilevato un beneficio iniziale

Cons La neurodegenerazione è solo relativamente selettiva Le cellule trapiantate potrebbero stabilire connessioni anomale Il tessuto fetale comporta problemi etici e di

approvvigionamento Il trapianto da tessuto fetale è scarsamente standardizzabile E’ necessario un intervento chirurgico stereotassico E’ necessaria una successiva terapia immunosoppressiva I costi del trapianto sono elevati

Bachoud-Lévi et al. Lancet 2000;356:1975-9

Cellule staminaliCellule staminali Cellule staminali adulte Cellule staminali embrionali Induced pluripotent stem cells

Human stem cell-derived neural Human stem cell-derived neural rosettes rosettes http://www.neuroscience.cam.ac.uk/directory/profile.php?livesey

E’ stato possibile ottenere, in 25 giorni, da cellule staminali pluripotenti umane, neuroni dopaminergici trapiantabili con successo in un modello murino di PD (6-OHDA-lesioned mice). E’ stato possibile dimostrare la sopravvivenza a lungo termine dei neuroni trapiantati ed un loro effetto clinico. Gli esperimenti sono stati replicati sul ratto e sulla scimmia.

Nature 2011;480:547-551

Ambulatorio Corea di Huntington Ambulatorio Corea di Huntington Università di Napoli Federico IIUniversità di Napoli Federico II

Elena SalvatoreLuigi Di MaioFelice IasevoliCinzia Valeria RussoSilvio PelusoMarco MassarelliAlessandro RocaChiara Colella

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