L’infiammazione ed il danno epatico nei pazienti con glicogenosi 1aRimini 2009

TERAPIA CELLULARE NEL FEGATO:

STAMINALI

Ben tollerate e poco invasive

Sperimentazione nel topo

Sperimentazione nell’ uomo.

Numero molto limitato di casi :

•Cirrosi epatica

•Tumori epatici

Risultati:• accelerata rigenerazione epatica

- miglioramento dei parametri clinici

Modello di topo

sanoglicogenotico

Terapia con staminali della glicogenosi 1a

fegato

Cellule staminali ematopoietiche

Iniezione nel fegato di

cellule staminali

derivate dal midollo

osseo

normale

14 gg

glicogenosi trattato

Effetto della terapia sul fegato

14 gg14 gg

28 ggglicogenosi trattato

G6Pasi 1% 54%

glicemia 18% 83%

colesterolo 320% 180%

trigliceridi 410% 220%

Vita media 12 gg 16gg?

CONCLUSIONI

Cellule ematopoietiche staminali possono essere importanti per correggere i difetti

enzimatici del fegato di pazienti con Glicogenosi di tipo 1a

Sviluppo di strategie per utilizzare le cellule del paziente stesso

Trapianto di cellule ematopoietiche staminali

Futuro

Risolvere il problema del modello animale

• Bassa resa di animali KO

• Altissimi costi di mantenimento degli animali

• Impegno continuo giornaliero per mantenerli in vita

1) Solo un organo interessato dalla malattia

2) Si può studiare un organo per volta

3) Si può distinguere il danno renale o epatico

Topo G6Pasi-eliminabile

Topo KO

solo reneTopo KO

solo fegato

1. Topo ad altissima mortalità

2. Impossibile intervenire su tutti gli

organi interessati

3. Impossibile distinguere il danno

renale o epatico

Topo KO

Incrociato con

Topo “fegato”Topo “rene”

• Topo generato nel laboratorio

della Dr. J. Chou ai NIH, USA

• E’ in corso una collaborazione

per studiare questo modello.

INFLAMMATION – “HOT THING”

MECHANISMS OF INFLAMMATION

Emigration of Neutrophils

Immune function and

metabolism

Peripheral

immune

activation

Infection

Autoimmune

disease

Obesity

“Hypothalamokines”

IL-6

IL-1A

GM-CSF

IL-18

(CNTF

EMIGRATION OF NEUTROPHILS

Inflammation Outcome - Resolution

Chronic

Inflammation

Abscess

SinusFistula Ulcer

Acute

InflammationHealingInjur

y

Infiammazione cronicasi mantiene nel tempo, si sviluppa nel corso di ricorrente infiammazione acuta,

esposizione cronica ad irritanti, stress, obesità, alterazioni metaboliche

ACUTA

• Leucociti: neutrofili

• Danno vascolare

• Essudato

• Assenza di fibrosi

CRONICA

• Leucociti: linfociti, macrofagi

• Neovascolarizzazione

• Assenza di essudato

• Fibrosi

La glicogenosi 1a

può essere

associata ad uno

stato infiammatorio

Il mondo dell’ “omica”

54000 probsets

The chip

PROFILO DI ESPRESSIONE GENICA IN GSD1a

Analisi tramite tecnologia microarray del:❖ Profilo di espressione genica nel fegato di TRE

pazienti GSD1a trapiantati rispetto a TRE soggetti normali

❖ Bibliosphere (Genomatics) nuovo programma per analizzare le vie metaboliche modificate nei tessuti

Interleuchina -6

Degradazione del

triptofano

I geni della glicogenosi

IL-6: multiple biological activities

Hirano T et al, Immunol Today 1990

CX3CL1 chemokine (C-X3-C motif) ligand 1

CCL2 chemokine (C-C motif) ligand 2

CMKOR1 chemokine orphan receptor 1

CXCR4 chemokine (C-X-C motif) receptor 4

CXCR4 chemokine (C-X-C motif) receptor 4

XCL1 chemokine (C motif) ligand 1

CCL14 chemokine (C-C motif) ligand 15

CCL3 chemokine (C-C motif) ligand 3

CCL4 chemokine (C-C motif) ligand 4

CXCL9 chemokine (C-X-C motif) ligand 9

CRLF3 cytokine receptor-like factor 3

SOCS3 suppressor of cytokine signaling 3

CISH cytokine inducible SH2-containing protein

IL17RC interleukin 17 receptor C

IL1RAPL1 interleukin 1 receptor accessory protein-like 1

IL1RN interleukin 1 receptor antagonist

IL8

Homo sapiens interleukin 8 C-terminal variant (IL8) mRNA,

complete cds.

IL10 interleukin 10

IL18RAP interleukin 18 receptor accessory protein

IL8RB interleukin 8 receptor, beta

IL1R2 interleukin 1 receptor, type II

IL6 interleukin 6 (interferon, beta 2)

IL10RA interleukin 10 receptor, alpha

IL1RL1LG interleukin 1 receptor-like 1 ligand

IL8 interleukin 8

ILF2 interleukin enhancer binding factor 2, 45kDa

La glicogenosi 1a può essere associata

ad uno stato infiammatorio

Campioni siero Glicogenosi 1a

NUMERO PAZIENTI PROVENIENZA

17 GASLINI-GENOVA

1 MEYER-FIRENZE

1 S.PAOLO-MILANO

2 S.GERARDO-MONZA

8 FEDERICO II-NAPOLI

29 TOTALE

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

IL6 Control

patient

IL-6

IL6 in GSD1a patients

IL6 Control

IL6 GSD1a

Pazienti con Glicogenosi 1a hanno livelli più elevati di IL-6

Possibile stato di infiammazione cronica, soprattutto

se associato all’aumento di IL-8 descritto da Chou

IL-6 transgenic mice

0

10

20

30

1 14 28 42 56

Age (day)

Bo

dy w

eig

ht

(gr)

Wild-type Transgenic

De Benedetti, J Clin Invest 1997

12 day-old littermates

L’attività di IL-6 sulle cellule che controllano la crescita

dell’osso causa un difetto di ossificazione e di crescita

corporea

distruzione formazione

Adulti sani

Bambini sani

distruzione

formazione

Infiammazione cronica

Topi ransgenici per IL-6

distruzione

formazione

Acute Phase Response

IL-6

CNS

Fever

Increased ACTH

Slow-wave sleep

Anorexia

Liver

Acute phase proteins

Bone

Marrow

Leukocytosis

Thrombocytosis

IL-6

IL-6R

gp130

sIL-6R

MRA (Tocilizumab)

a humanized moAb to the IL-6R

MRA

gp130

Glicogenosi tipo 1aManifestazioni cliniche

epatomegalia

ipoglicemia

iperuricemia

iperlipidemia

ritardi di crescita

Complicazioni

mancata crescita

ritardo puberta’

gotta giovanile

pancreatite

arteriosclerosi

epatoma

ipertensione

adenoma

malattie renali

zuccheri

grassi

proteine

G6Pase

Infiammazione

Citochine

IL-6, IL-8

IL-6

IL-8

Medicina personalizzata

BIOBANCA GENOMICA

BIOBANCA DEI TESSUTI

BIOBANCA INTEGRATA

+

Trattamento

Biobanca Integrata Tessuto-genomica (BIT) Gaslini

Pazienti

Strutture DNA

Espressione Genica

RNA regolatori

Classificazione

Patologia

Diagnosi

Clinica•Fattori Prognostici

• Indicatori risposta

Biobanca

Raccolta

tessuto

“omics”

Arrays

Derivati del

Tessuto

Frazionament

tessuto

Integrazione

Bioinformatica

Dati clinici

Datti: centinaia di

migliaia

DNA, RNA,

Proteine,

distribuzione

conservazione

Raccolta ,

conservazione,

Distribuzione

tessuto

BANCA DATI

BITRicerca:•Data mining

•Biomarcatori

•Vie Metaboliche

BIT

BIT

BIT

BIT

BIT

BIT

DiBi

Biobanca Digitale Europea (?) (DiBi) aggrega varie

“BIT”

La centralizzazione

dell’informazione è

indispensabile per

studiare e curare

malattie rare

Collaboratori

Biologia Molecolare Gaslini

• R. Lavieri

• A. Eva

• P. Fardin

• R.Resaz

• L. Varesio

National Institutes of Health (USA)

• J.Chou

• D. Munroe

• S.K. Arya

IST Genova

• O. Barbieri

Associazione Italiana

Glicogenosi

Reparti Clinici

✓ Dr. M. Di Rocco

• G.Gaslini Institute (Genova)

✓ Dr. D. Melis

• Federico II University (Napoli)

✓ Dr. R.Parini

•S.Gerardo Hospital (Monza)

✓ Dr. M. Torcoletti

•S.Paolo Hospital (Milano)

✓ Dr. E. Procopio

•Meyer Hospital (Firenze)

✓ Dr. C. Dionisi

•Bambin Gesù Hospital (Roma)