Cicatrius a RDEB (2023)

Es va provar el nirogacestat, un fàrmac recentment aprovat als EUA per tractar un tipus de creixement benigne (tumors desmoides) no relacionat amb l'EB. Va fer que les cèl·lules de la pell cultivades al laboratori de persones amb RDEB siguin més saludables i es podrien reutilitzar per reduir els símptomes de les persones que viuen amb EB.

Els investigadors van publicar els seus resultats al Journal of Investigative Dermatology el 2024 i van presentar una sol·licitud de patent titulada "Inhibidors de la gamma-secretasa per al tractament de l'epidermolisi bullosa".

Al laboratori s'estan cultivant cèl·lules de la pell (fibroblasts) de persones amb RDEB i s'estan investigant els nivells i els tipus de molècules anomenades microRNAs que produeixen. El paper d'aquestes molècules en el control de la cicatrització (fibrosi) pot convertir-les en dianes per a teràpies EB. S'han escollit quatre molècules de microARN per a un estudi posterior perquè estan presents a nivells molt més alts (tres dels quatre) o inferiors a les cèl·lules de persones amb RDEB. S'ha demostrat que afecten els processos de fibrosi i inflamació.

Per separat, s'ha demostrat que un fàrmac que s'està desenvolupant per tractar càncers és una teràpia potencial per reduir les cicatrius en RDEB.

Aquesta infografia, proporcionada per l'investigador l'any 2022, il·lustra el treball en curs:

La professora Giovanna Zambruno (dreta) amb el doctor Angelo Giuseppe Condorelli a la sala de cultiu cel·lular de l'Hospital Infantil Bambino Gesù. El Dr. Condorelli és l'investigador postdoctoral responsable del projecte en el dia a dia al laboratori.

Responsable de recerca:

Dr Giovanna Zambruno, consultora, Hospital Infantil Bambino Gesù, IRCCS, Roma, Itàlia

La Dra. Zambruno es va llicenciar en Medicina a la Universitat de Pavia, Itàlia (1982) i va completar la seva formació de residència en Dermatologia i Venereologia l'any 1985 a la mateixa Universitat. Després d'una beca de recerca al Laboratori d'Investigació Dermatològica i Immunològica de l'INSERM i al Departament de Dermatologia de la Universitat Claude Bernard, Lió, França (1985-1986), es va convertir en membre del personal del Departament de Dermatologia de la Universitat de Mòdena, on va establir el seu primer grup de recerca. El 1995 es va traslladar a l'Istituto Dermopatico dell'Immacolata (IDI), on va ser Directora del Laboratori de Biologia Molecular i Cel·lular (1995-2015) i després Directora Científica (2017-2018). Actualment és consultora a l'Hospital Infantil Bambino Gesù de Roma, on col·labora amb les Unitats de Patologia i Dermatologia i la Divisió d'Investigació de Genètica i Malalties Rares. Durant els últims 25 anys, la seva activitat clínica i de recerca s'ha centrat en les malalties rares de la pell, en particular l'epidermolisi bullosa hereditària. Ha estat autora de més de 270 publicacions en revistes revisades per parells, 80 de les quals sobre epidermòlisi bullosa.

Co-investigadors:

Dr Teresa Odorisio, Laboratori de Biologia Molecular i Cel·lular, IDI-IRCCS, Roma, Itàlia
Col·labora: Professora Leena Bruckner-Tuderman, Universitätsklinikum Freiburg – Hautklinik, Alemanya

"La fibrosi provocada per lesions i inflamacions és una característica constant i progressiva en RDEB. És responsable de la formació de mans de guants, contractures de les extremitats i estenoses de la mucosa, i està implicat en el desenvolupament de carcinoma de cèl·lules escamoses de pell precoç i agressiu. Contrarestar la fibrosi representa una estratègia per millorar el curs de la malaltia i la qualitat de vida dels pacients. Per primera vegada, les nostres anàlisis investigaran els nivells d'expressió d'un gran nombre de miRNAs i el seu paper funcional en la fibrosi RDEB. L'anàlisi de miRNA serà el punt de partida per identificar i desenredar noves dianes/via farmacèutiques per a futures estratègies terapèutiques antifibròtiques innovadores".

– Dra Giovanna Zambruno

Títol de la beca: MicroRNAs en la fibrosi bullosa distròfica epidermòlisi: perfils d'expressió, activitat i perspectives terapèutiques

El nostre ADN està format per gens que emmagatzemen la informació per construir proteïnes que formen el nostre cos. Les instruccions d'ADN es transcriuen en molècules d'ARN anomenades ARN missatgers (ARNm), que serveixen per produir aquestes proteïnes (traducció). Tanmateix, alguns ARN, anomenats ARN no codificants, no es tradueixen a proteïnes sinó que regulen la quantitat de proteïnes produïdes. Els microARN (miRNAs) són ARN no codificants que bloquegen la producció de proteïnes mitjançant la interacció amb ARNm específics. Els miRNA són reguladors clau de tots els processos biològics i la seva funció anormal contribueix a moltes malalties, com ara trastorns de la pell fibròtics (cicatrius).

En l'epidermòlisi bullosa distròfica recessiva (RDEB), les butllofes incessants condueixen a una fibrosi severa que té un paper important en el desenvolupament de les complicacions més greus de la malaltia. El nostre grup ha observat que alguns miRNA són més abundants en fibroblasts de pacients amb RDEB (RDEBF) i exerceixen una activitat pro-fibròtica in vitro. A partir d'aquests estudis preliminars, el present projecte té com a objectiu identificar miRNAs addicionals desregulats en RDEBF i caracteritzar el seu paper en processos fibròtics clau com la producció i l'alliberament de molècules profibròtiques importants (per exemple, el factor de creixement transformant-b1) i el dèrmic. (pell) enduriment. Aquest estudi contribuirà a ampliar el coneixement sobre els patomecanismes de les malalties i a identificar nous miRNAs i objectius de miRNA com a objectius potencials per a teràpies innovadores per limitar la fibrosi.

El nostre ADN està format per gens que emmagatzemen la informació per construir proteïnes que formen el nostre cos. Les instruccions d'ADN es transcriuen en molècules d'ARN anomenades ARN missatgers (ARNm), que serveixen per produir proteïnes. Tanmateix, una família de petits ARN, anomenats microRNAs, no es converteixen en proteïnes sinó que regulen la quantitat de proteïnes produïdes. Els microARN bloquegen la producció de proteïnes mitjançant la interacció amb ARNm específics, definits com a dianes de microARN. Els microARN són reguladors clau de tots els processos biològics i el seu mal funcionament contribueix a moltes malalties, inclosa l'epidermolisi bullosa distròfica recessiva (RDEB) i les seves complicacions clíniques greus, com la inflamació de la pell, la fibrosi i el desenvolupament del càncer.

En els teixits fibròtics, els fibroblasts produeixen quantitats excessives de proteïnes "fibròtiques", principalment col·lagens, que es dipositen fora de les cèl·lules, i mostren una capacitat augmentada de contraure el teixit que els envolta, provocant rigidesa i disfunció del teixit. El nostre estudi anterior va demostrar que un microARN anomenat miR-145-5p, és més abundant en fibroblasts de pacients amb RDEB i va demostrar el seu paper en els processos fibròtics. En aquest projecte vam avaluar l'abundància de centenars de microARN alhora i vam començar a explorar les seves funcions. Hem identificat un grup de 36 microRNAs desregulats en fibroblasts RDEB (és a dir, molècules almenys dues vegades més o menys abundants respecte a cèl·lules de donants sans). A continuació, vam seleccionar per a investigacions posteriors quatre microRNAs, presents en quantitat augmentada o reduïda a les cèl·lules RDEB en comparació amb els controls. Vam observar que la modulació farmacològica d'aquests microRNAs és capaç de contrarestar la producció de proteïnes fibròtiques típiques per fibroblasts RDEB.

Paral·lelament, vam aprofundir els nostres estudis sobre un mecanisme molecular recentment identificat implicat en la fibrosi RDEB, anomenada via Notch. Una via cel·lular consisteix en una sèrie ben organitzada d'accions impulsades per molècules específiques (anomenades membres de la via), que provoquen diferents esdeveniments biològics, com ara la divisió cel·lular, el moviment o la fibrosi. Els nostres estudis van revelar que la inhibició de la via Notch mitjançant diferents enfocaments, inclosos els fàrmacs disponibles comercialment però fins ara utilitzats per tractar malalties diferents de RDEB, atenua notablement diversos trets pro-fibròtics a les cèl·lules RDEB. En detall, els fibroblasts RDEB tractats amb molècules específiques que redueixen l'activitat de Notch presenten una capacitat reduïda i) per contraure gels de col·lagen (que representen un model de la capacitat dels fibroblasts per reduir el teixit circumdant), ii) per dipositar proteïnes "fibroses" (col·lagens) fora de la cèl·lula, iii) per segregar la molècula fibròtica més important, és a dir, el factor de creixement transformant beta1, iv) per moure's i proliferar, i (v) per produir una àmplia gamma de molècules que solen ser abundants en teixits fibròtics. En conjunt, les nostres dades donen suport a la rellevància biològica de la via Notch en els processos de malaltia relacionats amb RDEB i la seva inhibició com a objectiu terapèutic innovador per contrarestar la fibrosi de la pell. (A partir de l'informe de progrés 2022).

El nostre material genètic (seqüències d'ADN i ARN) emmagatzema i transmet la informació per formar tots els components del cos, incloses proteïnes i enzims, i per dur a terme qualsevol procés vital. La quantitat i l'activitat adequades de cada molècula biològica són crucials per garantir la funcionalitat dels teixits i òrgans i, per tant, per mantenir-se saludable. Concretament, l'abundància de proteïnes està controlada per diferents mecanismes genètics, inclosa l'acció dels microARN, una família àmplia (>2500 membres) de molècules d'ARN curtes amb funcions reguladores.

Els microARN frenen la producció de proteïnes inhibint la "transició" de les plantilles de proteïnes, anomenades ARN missatgers (ARNm), en proteïnes. Cada microARN modula un conjunt específic d'ARNm/proteïnes, definits com a dianes de microARN de manera dependent de la cèl·lula i del context. El mal funcionament dels microARN contribueix a una varietat de malalties, inclosa la forma distròfica recessiva d'epidermolisi bullosa (RDEB) i les seves complicacions clíniques greus, com ara la inflamació, la fibrosi i el desenvolupament del càncer.

Als teixits fibròtics, les cèl·lules principals residents en la pell, anomenades fibroblasts, produeixen quantitats excessives de proteïnes "fibròtiques" nocives i molècules "profibròtiques", que contribueixen a la rigidesa de la pell i a la disfunció dels fibroblasts.

En aquest estudi, vam identificar i investigar la funció biològica de dos microARN, miR-129-1-3p i miR-210-3p, que es va trobar desregulats en fibroblasts obtinguts de pacients amb RDEB (RDEB-FB). Concretament, la quantitat de miR-210-3p es va augmentar en RDEB-FB, mentre que miR-129-1-3p es va reduir en comparació amb les cèl·lules de donants sans. En els RDEB-FB, la inhibició farmacològica de miR-210-3p per una molècula definida "anti-miR" va reduir la capacitat dels RDEB-FB de moure's, l'anomenada "taxa de migració", i de sintetitzar proteïnes profibròtiques. , incloent un grup de molècules implicades en la resposta cel·lular al dany induït per l'estrès oxidatiu. En un conjunt diferent d'experiments, l'augment dels nivells de miR-129-1-3p per una molècula definida "mímica" (miR-129-1-3p-mimic) va reduir la contractilitat cel·lular, un segell distintiu dels fibroblasts pro-fibròtics, i va reduir l'expressió d'una selecció de proteïnes profibròtiques. Aquestes troballes indiquen el paper antifibròtic de miR-129-1-3p i, al seu torn, l'impacte perjudicial de la seva regulació a la baixa en els fibroblasts dels pacients.

Posteriorment, vam identificar i validar una nova proteïna pro-fibròtica regulada per miR-129-1-3p, el que significa que els nivells baixos de miR-129-1-3p (tal com vam observar en els fibroblasts RDEB) corresponen a nivells més alts d'aquest nou miR. -129-1-3p diana molecular.

Paral·lelament, vam finalitzar un estudi que descrivia el paper pro-fibròtic dels membres de la via NOTCH en la fibrosi RDEB. En detall, les nostres troballes obtingudes en fibroblasts de pacients amb RDEB van revelar que la inhibició de la cascada de senyalització NOTCH per PF-03084014 (nirogacestat), una molècula de la família dels inhibidors de la gamma-secretasa, atenua notablement diferents trets fibròtics que van des de la deposició de col·lagen fins a la secreció del factor inductor de fibrosi TGF-ß1 i producció de proteïnes profibròtiques. Cal destacar que PF-03084014 ha estat recentment aprovat per la FDA per al tractament de tumors desmoides i comercialitzat com OgsiveoTM per SpringWorks Therapeutics Inc. En el futur, aquest fàrmac es podria explotar de manera eficient per a la seva reutilització per a l'ús com a agent antifibròtic en RDEB. En conclusió, les nostres dades donen suport a la rellevància biològica de la via NOTCH en els processos de malaltia relacionats amb RDEB i la seva inhibició per molècules específiques com a estratègia terapèutica innovadora per contrarestar la fibrosi de la pell en RDEB. (A partir de l'informe final de 2024).