Un gene per tagliargli i viveri

Mariagrazia Villa, N. 6 giugno 2001

La notizia l’aveva data la Grey Lady del giornalismo internazionale, il “New York Times”, il 3 maggio 1998. Un gruppo di ricercatori, guidati dall’oncologo pediatra Moses Judah Folkman del Children’s Hospital di Boston negli Stati Uniti, studioso della Facoltà di medicina dell’università di Harvard, aveva scoperto che due proteine naturali, l’endostatina e l’angiostatina, potevano rappresentare la tanto sospirata arma contro il tumore. Almeno stando agli esperimenti condotti sui topolini da laboratorio.
Un annuncio d’assoluto rilievo scientifico, che ha definitivamente segnato un passo avanti nell’approccio terapeutico: da strategie puramente farmacologiche, alla ricerca del farmacomiracolo, a strategie biologiche, che facciano i conti con la complessa biologia del processo tumorale.
Salutata con entusiasmo sia dalla comunità scientifica internazionale, in primis da due premi Nobel, l’italiano Renato Dulbecco e James Watson, scopritore dell’elica del Dna, sia dai tanti malati in attesa di una speranza per la loro vita, la scoperta è stata affrontata con prudenza e cauto ottimismo da Folkman. Fin da subito, ha messo in luce come il passaggio dalla sperimentazione animale a quella umana non sia sempre prevedibile, così come il modello di cancerogenesi indotta sia difficilmente confrontabile con quella spontanea dell’organismo umano (di fatto, ancora oggi, non si conosce né perché né come nasca una neoplasia). Ma come mai endostatina e angiostatina sono in grado di mettere k.o. il tumore? Perché gli tagliano i viveri: lo affamano, lo assetano, lo asfissiano. In sostanza, fanno in modo che non gli giunga il nutrimento e l’ossigeno, costituiti dal sangue. Come? Bloccando l’angiogenesi, ossia la formazione di una rete di vasi sanguigni, da parte della massa neoplastica: proprio ciò di cui quest’ultima ha bisogno per crescere e sopravvivere (sono le stesse cellule cancerose a produrre fattori angiogenetici). Le due sostanze scoperte e sperimentate da Folkman sugli animali sarebbero, quindi, in grado d’inibire la neovascolarizzazione del tumore, riducendone il volume fino a zero e impedendone la ricrescita: sui topi trattati, le varie forme tumorali, dal fibrosarcoma al melanoma alla leucemia, sono completamente regredite.
Nell’ipotesi di un’applicazione clinica nella terapia oncologica per l’uomo, la somministrazione in dosi massicce di proteine inibitrici dell’angiogenesi non estranee al nostro organismo, presenterebbe degli indubbi vantaggi rispetto all’assunzione dei classici chemioterapici. Non solo ridurrebbe gli effetti collaterali, ma risolverebbe anche il problema della chemioresistenza di alcune forme neoplastiche (che sopravvivono in un ambiente chimico che dovrebbe, invece, rivelarsi letale), oltre a colpire solamente la rete dei capillari del tumore, non tutte le cellule del corpo indiscriminatamente.
L’intuizione di lavorare sull’inibizione dell’angiogenesi tumorale venne a Folkman già all’inizio degli anni Sessanta, quand’era ancora chirurgo all’Ospedale della Marina di Bethesda (Washington). Osservò come un tumore, anche delle dimensioni della capocchia di uno spillo, non si espandesse in laboratorio, nemmeno in presenza di vasi sanguigni, ma solo una volta reimpiantato nell’organismo vivente: significava che quest’ultimo era capace di produrre dei fattori in grado di “spingere” verso lo sviluppo del tumore. L’obiettivo diventò, allora, cercare sostanze che potessero fermarli.
Oggi, sono almeno una trentina i cosiddetti “inibitori dell’angiogenesi”, oltre a quelli individuati da Folkman, e sono allo studio nei principali centri oncologici del mondo. Negli ultimi anni, poi, ci sono state anche importanti scoperte, che hanno fatto scendere in campo, sempre nella direzione tracciata dal medico di Boston, anche l’azione svolta da speciali geni.
Una delle più interessanti si deve a uno scienziato napoletano, da oltre quindici anni trapiantato negli Stati Uniti: il professor Antonio Giordano, docente di patologia, anatomia e biologia cellulare al Medical College e Cancer Institute della Thomas Jefferson University di Philadelphia, oltre che presidente dello Sbarro Institute for Cancer Research and Molecular Medicine della città statunitense.
Nel ’95, un team di ricercatori da lui coordinato, è riuscito a isolare e clonare un gene umano, chiamato “Rb2” (in relazione al retinoblastoma, una rara forma di cancro degli occhi che colpisce i bambini), “scovato” in una particolare regione del cromosoma umano, che frequentemente manca, risulta difettosa, o non entra inspiegabilmente in funzione, in parecchie forme di cancro. Quando questo gene, che si è scoperto avere la proprietà di sopprimere la crescita della massa neoplastica e bloccare l’angiogenesi, risulta “scassato”, come dice il professor Giordano, il tumore può svilupparsi e proliferare indisturbato. Gli studi condotti dall’équipe americana, in collaborazione con altri centri di ricerca internazionali, hanno mostrato una stretta relazione tra l’espressione di questo gene oncosoppressore e molti tumori: neoplasia nasofaringea, cancro dell’endometrio e della cervice dell’utero, carcinoma mammario, osteosarcoma, tumore al polmone e alla vescica. Dalle ricerche emerge con chiarezza che l’Rb2, presente in tutti i tessuti e organi del nostro corpo, dalla punta dei capelli alle unghie dei piedi, “è un potente fattore di protezione nell’impedire una conversione neoplastica delle cellule – spiega Giordano – e livelli più bassi del normale della proteina legata all’Rb2 risultano connessi, non solo al grado d’aggressività del tumore, ma anche all’estensione della metastasi”. L’obiettivo per il futuro è continuare a studiare questo interruttore dell’equilibrio cellulare per capire perché s’inceppa e come aggiustarlo, “per migliorare la diagnosi precoce di cancro, individuando le persone a rischio e progettando specifiche strategie terapeutiche”. Dal ‘97, alcuni istituti universitari italiani partecipano alle fatiche di Giordano. Tra questi l’ateneo senese, attraverso un gruppo di studiosi guidati dal professor Lorenzo Leoncini, docente dell’Istituto di anatomia e istologia patologica della Facoltà di medicina e chirurgia dell’università di Siena, conta varie esperienze di lavoro all’estero, dall’Istituto “Gustave Roussy” di Parigi a quello di patologia dell’Università di Berlino, dal Dipartimento universitario d’immunologia clinica di Città del Capo all’Istituto di patologia umana dell’Università di Nairobi. “L’idea di lavorare insieme al Thomas Jefferson Medical College di Philadelphia, mandando molti nostri dottorandi a far esperienza negli Usa, è nata in occasione di una visita nella nostra città del professor Giordano”, racconta Leoncini. “Abbiamo trovato dei comuni argomenti di ricerca: a quel tempo lavoravamo sul ciclo cellulare e lui aveva scoperto l’Rb2, che è un gene oncosoppressore, nel senso che una delle sue funzioni è appunto quella di regolare la proliferazione cellulare. Noi abbiamo fornito dei casi di tessuti umani e continuato a testare l’espressione di questo gene in tumori dell’uomo”. Ciò da cui gli studiosi senesi e americani sono partiti è stata “la proprietà dell’Rb2 d’inibire la crescita cellulare e quella neoplastica. In seguito, nel corso della sperimentazione da parte del professor Giordano, in cui è stato iniettato su animali il gene, utilizzando vettori virali, si è visto che c’era una regressione dei tumori e che questi andavano incontro a calcificazione. A quel punto, si è formulata l’ipotesi che l’Rb2 potesse anche interferire con l’angiogenesi. Quindi, nel lavoro successivo è stata valutata, sempre sugli animali, la formazione dei vasi sanguigni in tumori che erano stati trattati e no con Rb2”. Si è così visto che “c’è una correlazione stretta tra l’espressione di Rb2 e il fattore che determina l’angiogenesi, il vegf (vascular endothelial growth factor, nda)”. Questi studi sono ancora a livello di sperimentazione sui topini da laboratorio, dove hanno dato risultati incoraggianti, “ma continueranno nella speranza di poter verificare la possibile applicazione terapeutica sull’uomo”. Ma quanto tempo ci vorrà, prima dell’utilizzo clinico dell’Rb2? “Difficile rispondere: il professor Giordano afferma che ci arriveremo in tempi brevi, ma lui è molto ottimista, lo è di natura”. Stando a quanto Folkman ha dichiarato di recente, l’idea di dedicare la propria esistenza a sconfiggere il cancro risale a cinquant’anni fa: conobbe la disperazione dei malati di tumore da ragazzo, quando li andava a visitare insieme al padre, rabbino, in un ospedale dell’Ohio. Fu allora che decise di diventare medico e di fare della lotta contro il “male del secolo” la sua personale strada verso Dio. Il tragitto è certamente lungo e pieno di prove, ma da quel 3 maggio ‘98 lo hanno raggiunto molti nuovi compagni di viaggio, che hanno portato anche il loro contributo. Chissà che insieme non riescano a vincere la battaglia.

L’endostatina sintetica parla italiano
Non è stata una multinazionale del farmaco, a brevettare l’endostatina sintetica, ma il professor Francesco Chillemi e il suo collaboratore Pierangelo Francescato del Dipartimento di chimica organica e industriale dell’università di Milano, in collaborazione con la professoressa Marina Ziche dell’ateneo di Firenze, che ha svolto le prove farmacologiche sui conigli.
Depositato per l’Italia il 19 aprile del ’99, ma consacrato a livello internazionale l’11 aprile 2000, il brevetto fa già gola a quattro industrie farmaceutiche straniere, che si sono messe in coda per assicurarsi in esclusiva la proteina sintetica anticancro, e lo stesso Folkman la sta provando da mesi.
Finora, per il pediatra di Boston è stata la società biotech americana Entremed a produrre l’endostatina, utilizzando una tecnica d’ingegneria genetica, quella del Dna ricombinante, ma la proteina ottenuta è molto meno efficace di quella italiana. Vediamo perché.
Una delle principali difficoltà che sono sorte, subito dopo la scoperta di Folkman, è stata quella di produrre endostatina e angiostatina, preservando la loro capacità antiangiogenetica. Si tratta, infatti, di molecole molto grandi e complesse con problemi di stabilità, oltre agli alti costi di produzione.
Chillemi è riuscito a individuare e sintetizzare il frammento attivo dell’endostatina, liberandola dalle parti praticamente “inutili” ai fini dell’inibizione dell’angiogenesi tumorale. Si è rivelato venti volte più potente della proteina intera, più stabile, con alta solubilità in acqua e costi di produzione notevolmente ridotti.

SU5416: sarà la combinazione vincente?
Tra i principi attivi in grado di smantellare l’angiogenesi tumorale, c’è anche il composto SU5416, sul quale sono già partite le sperimentazioni sull’uomo, negli Stati Uniti, in Asia e in dodici nazioni europee (in Italia, lo studio è in corso in dieci centri oncologici).
Com’è che agisce questa sostanza? Il tumore, a mano a mano che cresce, attiva degli angiogenetici che stimolano la formazione di nuove arterie, tra cui il vegf, il fattore di crescita dell’endotelio vascolare. Il composto pare in grado di bloccare il recettore a cui il vegf s’aggancia, impedendo la vascolarizzazione.
I primi studi clinici si sono svolti al Jonsson Cancer Center dell’università di Los Angeles in California, sotto la guida del dottor Lee Rosen, e hanno riguardato malati di Aids in cui era presente, a uno stadio avanzato, il sarcoma di Kaposi, un tumore molto raro, ma non nelle persone Hiv positive (nei trapiantati, o negli individui a bassa reattività immunitaria), caratterizzato da un forte aumento della rete vascolare.
Somministrando l’SU5416, si è visto che in alcuni pazienti molti degli effetti collaterali della neoplasia sono miracolosamente scomparsi. “Al momento, è difficile capire come mai il farmaco funzioni su certi malati e non su altri”, ha dichiarato Rosen. “Potrebbe dipendere dal tipo di cancro, dallo stadio in cui s’interviene, dal dosaggio somministrato o da variabili che ancora non conosciamo. Di certo, bisogna testare l’efficacia di questo inibitore dell’angiogenesi anche su altre neoplasie, magari in fase iniziale, e combinandolo con la chemioterapia: utilizzato da solo, non sembra ancora in grado di avere la meglio sulla malattia”.

Aggredire i capillari con interferone alfa e beta?
Si attende ancora la sperimentazione sull’uomo, ma lo studio condotto sugli animali dal Centro di biotecnologie avanzate di Genova, in collaborazione con l’Istituto superiore della sanità, sembra lasciare un’altra porta aperta all’antiangiogenesi.
Pubblicata di recente sull’“American Journal of Pathology”, è la prima ricerca nel mondo che dimostri l’efficacia della terapia genica nel trattamento del tumore di Kaposi.
Ecco qual è stato l’esperimento italiano: uno speciale gene, che favorisce la produzione di interferone alfa e beta da parte dell’organismo, è stato caricato su un virus murino (ossia capace d’infettare le cellule dei topi), in precedenza reso innocuo; successivamente, è stato somministrato ai topi malati per via endovenosa. Dopo qualche mese, si è rilevato un completo blocco nella formazione e crescita dei nuovi vasi sanguigni. Al punto che la neoplasia si era via via ridotta fino a scomparire del tutto.
L’interferone, che è un forte regolatore delle difese dell’organismo, viene prodotto in grande quantità dalle cellule in rapida replicazione, come quelle della rete vascolare del tumore. E lo scopo degli studiosi era appunto di raggiungere la massima produzione di questa sostanza nelle cellule più direttamente coinvolte nel processo tumorale: quelle della superficie interna dei vasi sanguigni e quelle cancerogene.
Ma la terapia ha mostrato anche un altro beneficio: le cellule, una volta arricchite di questo gene, immesso in modo artificiale, acquisiscono stabilmente la capacità di liberare interferone, perché entra nel loro patrimonio genetico.

Mastectomia preventiva serve per il tumore al seno?
Negli Stati Uniti si fa con grande facilità. La mastectomia preventiva è un’operazione che asporta entrambe le mammelle nel caso risulti positivo il test per i geni BRCA1 e BRCA2, responsabile del tumore al seno nel 70-90% dei casi. In Italia viene considerata una mutilazione e fino adesso solo una donna si è sottoposta a questo tipo di intervento. All’Istituto Europeo di Oncologia (Ieo) di Milano, però, si sta studiando una tecnica per attuarla in modo meno invasivo: risparmiando la pelle, i tessuti sottocutanei e conservando la sensibilità. “L’operazione non è ancora del tutto a punto” ha precisato il professor Umberto Veronesi, oncologo di fama mondiale “Consiste nell’asportare per via endoscopica la ghiandola mammaria dopo averla separata dalla pelle mantenendo l’involucro intatto per preservarne la sensibilità”.
L’angoscia del test
Il test genetico BRCA1 e BRCA2 costituisce una nuova frontiera nella storia della medicina, ma apre un scenario inquietante. Come reagirà la donna che dopo l’esame si scoprirà positiva? Si innescano due tipi di problemi: il primo riguarda l’aspetto etico, vuol dire vivere con una “spada di Damocle” sulla testa; il secondo, il più importante è quello della curabilità. Chi scopre di essere portatore del gene difettoso è malato solo del rischio e non ha armi per contrastarlo, se non quelle di eseguire controlli ravvicinati oppure nel caso più estremo sottoporsi a una mastectomia preventiva. Non dimentichiamo, inoltre, che il prezzo per questo esame è piuttosto elevato: circa 6 milioni, ma nonostante il costo si sta assistendo ad un’esplosione di test genetici, nel ’96 in Italia ne se sono stati fatti circa 25.000, ma nel ’97 il numero è raddoppiato. I legislatori invocano dei correttivi che ancora mancano.
La mortalità è diminuita
Negli ultimi dieci anni la mortalità dei tumori al seno è scesa del 14% nella fascia d’età tra i 20-49 anni e del 6% in quella 50-69 anni. In Italia, ogni anno, il tumore del seno colpisce 31.000 donne e causa 11.000 decessi. È la prima causa di morte nelle donne tra i 35-44 anni. Nel Meridione e nelle isole l’incidenza della malattia è bassa rispetto alla media dei paesi industrializzati, mentre aumenta progressivamente salendo al Nord, con punte massime a Varese (99 donne su 100.000). La familiarità gioca una ruolo importante: il 10-15% dei tumori al seno hanno questa causa, ma se la malattia viene presa in tempo è possibile sconfiggerla.

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