Carmen Troiano, Autore presso Scientificult

Biologia

L’avanzamento delle terapie per l’emofilia A in forma grave

By Carmen Troiano 5 Ottobre 2022

La storia di Luca? L’emofilia A

Giuseppe Luca Rizzo non rinuncia, oggi, all’amore per lo sport. E perché dovrebbe? Luca è affetto da emofilia A. L’emofilia è una malattia genetica rara provocata dalla mancanza dei fattori indispensabili per la coagulazione del sangue. Quando era piccolo, la sua condizione non gli consentiva di praticare niente. Poi, crescendo e conoscendo se stesso, lo sport è entrato a far parte della sua quotidianità. Ad una passione se ne aggiunse subito un’altra: la musica. Sport e musica hanno aiutato Luca ad affrontare le sfide legate alla malattia e ad aprirsi alle nuove. Attualmente, la vita delle persone affette da emofilia è migliorata grazie allo sviluppo di nuove terapie di profilassi, capaci di fornire un’efficace protezione dal rischio di sanguinamenti. Luca non aveva mai parlato volentieri della sua malattia, finché nel 2021 sentì l’esigenza di uscire allo scoperto. Luca sapeva che tante persone si limitavano nello sport a causa della malattia. Pianificò, allora, un viaggio in bicicletta per trasmettere un messaggio: con l’emofilia si può fare quasi tutto. L’esperienza, condivisa con la compagna, ha avuto una grande risonanza, tanto da indurlo ad organizzare altri viaggi.

L’emofilia

La coagulazione del sangue è un meccanismo protettivo per evitare eccessive perdite ematiche che metterebbero in pericolo la sopravvivenza. L’emofilia si eredita, in modalità recessiva, attraverso il cromosoma X: si manifesta solo nei maschi, mentre le donne possono essere portatrici sane. Essa è caratterizzata dalla carenza di uno specifico fattore della coagulazione. Esistono principalmente due forme di emofilia, la A e la B. Nel primo caso, è carente il Fattore otto (FVIII), mentre nel secondo il Fattore nove (FIX). L’emofilia A è più diffusa (prevalenza 1: 10.000) dell’emofilia B (prevalenza 1:30.000). Le manifestazioni dipendono dipendono dalla gravità della malattia, che è determinata in base alla gravità della carenza di attività del fattore coagulante. Si parla di emofilia grave quando il valore dell’attività del fattore coagulante è inferiore all’1%.

Le persone affette da emofilia, in genere, oltre alle problematiche tipiche dello stato emorragico, presentano anche altre complicanze: per esempio, sanguinamenti dolorosi e prolungati a livello dei muscoli e delle articolazioni. Tali complicanze, se non sono trattate tempestivamente e in maniera adeguata, possono portare a patologie articolari (artropatie) croniche e disabilità.

sangue emofilia A in forma grave — Immagine di allinonemovie

Terapie

La cura dell’emofilia ha avuto grandi sviluppi negli ultimi decenni. Le misure di prevenzione specifica prevedono la somministrazione del farmaco contenente i fattori della coagulazione mancanti. Le due principali terapie per l’emofilia sono quella “on demand” (al bisogno, cioè al momento del sanguinamento) e la profilassi, che prevede la somministrazione costante del fattore carente. In Italia, uno tra i paesi più evoluti dal punto di vista clinico-terapeutico, viene utilizzata l’autoinfusione domiciliare. Come si legge su OMaR (Osservatorio Malattie Rare),

“In molte regioni italiane, dal 1976, il trattamento domiciliare è stato reso possibile grazie a leggi regionali ad hoc che permettono, dopo idoneo corso di formazione, di abilitare i pazienti e/o i loro assistenti ad eseguire la terapia a domicilio senza la presenza del personale sanitario”.

Comunque, anche tale terapia è invasiva perché i pazienti devono ripeterla periodicamente per tutta la vita.

I passi per approvare un farmaco

L’azienda californiana BioMarin Pharmaceutical due anni fa iniziò, in diversi Paesi del mondo (inclusa l’Italia con l’Ospedale Maggiore del Policlinico di Milano), un trial clinico di Fase III con il farmaco con nome commerciale Roctavian (terapia genica denominata valoctocogene roxaparvovec). Il percorso regolatorio di Roctavian ha previsto il processo di valutazione da parte dell’Agenzia Europea per i Medicinali (EMA) e i pareri del Comitato per i Medicinali per Uso Umano (CHMP) e del Comitato per le Terapie Avanzate (CAT). Il 7 settembre 2022, la Commissione Europea ha concesso al farmaco Roctavian l’autorizzazione condizionata all’immissione in commercio per il trattamento dell’emofilia A grave. Tale tipo di autorizzazione garantisce che il farmaco approvato soddisfi i rigorosi standard UE su sicurezza, efficacia e qualità. Come si legge sul sito Epicentro dell’Istituto Superiore di Sanità

“le autorità regolatorie ricorrono a questo strumento se il beneficio della disponibilità immediata di un farmaco supera chiaramente il rischio legato al fatto che non tutti i dati sono ancora disponibili, normalmente richiesti per le autorizzazioni standard”.

Una volta concessa, le aziende sono obbligate a fornire entro determinate scadenze, ulteriori dati per confermare che i benefici continuano a superare nettamente gli eventuali rischi.

Il farmaco è designato come orfano, cioè destinato alla cura di una malattia rara, la cui realizzazione, da parte delle aziende farmaceutiche, non consente ricavi per recuperare i costi sostenuti per il loro sviluppo. Tale denominazione garantisce a Roctavian un periodo di 10 anni di esclusività di mercato ed esclude la competitività di farmaci simili con la stessa indicazione terapeutica.

L’ultima terapia approvata

Roctavian è un medicinale per terapia avanzata denominato “prodotto di terapia genica”. La strategia alla base della terapia è fornire all’organismo una copia corretta del gene difettoso. Il farmaco è usato nei pazienti adulti affetti da emofilia A in forma grave che non hanno anticorpi per il FVIII e contro il virus che trasporta il gene del fattore mancante. Il tipo di virus utilizzato nel medicinale (detto virus adeno-associato) non provoca malattie nell’uomo. Roctavian è somministrato, in una struttura attrezzata, con infusione endovenosa un’unica volta. Esso fornisce al paziente il gene grazie a cui le cellule del fegato possono iniziare a produrre il FVIII senza che sia più necessario ricorrere alle infusioni periodiche (Osservatorio Malattie Avanzate).

Il dato che emerge dal trial, che ha coinvolto 134 pazienti, riguarda il numero annuo di episodi emorragici: si è ridotto di circa l’85% e con esso anche il tasso medio di infusioni di FVIII. Parallelamente, l’attività del FVIII nei pazienti che hanno ricevuto Roctavian si è mantenuta stabile nel tempo a due anni dalla somministrazione.

Il farmaco consentirà di ampliare le scelte terapeutiche del medico, potendo considerare anche un’infusione una tantum che protegge dalle emorragie per diversi anni.

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In evidenza

“Prima ero cieco, ora vedo”: nuovi approcci per le patologie della cornea

By Carmen Troiano 25 Settembre 2022

Le patologie della cornea

Secondo una stima dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, nel 2018 253 milioni di persone soffrivano di patologie oftalmiche e di questi 36 milioni erano ciechi: le patologie della cornea (superficie oculare davanti all’iride) rappresentano la quarta causa di cecità a livello globale (5,1%) dopo cataratta, glaucoma e degenerazione maculare legata all’età. Il recente studio pubblicato sulla rivista scientifica JAMA Ophthalmology evidenzia la drammatica proporzione tra cornee disponibili al trapianto e la richiesta: 1 a 70.

Nell’ultimo decennio sono stati fatti sforzi importanti per incoraggiare la donazione di organi e tessuti, tra i quali le cornee. Tuttavia, circa il 53% della popolazione mondiale non ha accesso ad un trapianto corneale. È comprensibile, quindi, che il mondo della ricerca biomedica dedichi notevoli sforzi nello sviluppo di soluzioni alternative o complementari, come lo sviluppo della cornea artificiale.

Immagine di InovakArt

Soluzioni per la cecità corneale

Per riparare i danni corneali vi sono diverse strade percorribili a seconda dei casi. I trapianti parzialmente artificiali prevedono la sostituzione della cornea del paziente con un complesso costituito da tessuto umano, una protesi di materiale plastico (polimetilmetaacrilato) e un anello di titanio.

In alternativa, il trattamento con cellule staminali: quando l’epitelio di rivestimento corneale viene seriamente danneggiato vengono distrutte anche le cellule limbari, cioè le cellule progenitrici che consentono all’epitelio corneale di rinnovarsi. In questi casi il trapianto di cornea da donatore non è eseguibile.

Molto più raramente è stata utilizzata la membrana amniotica, ossia lo strato più interno del sacco amniotico, per ricostituire l’epitelio corneale, ridurre l’infiammazione e controllare la crescita incontrollata di vasi e tessuto fibroso.

Immagine di Paul Diaconu

Una nuova cornea artificiale

È di all’incirca un mese fa la notizia dell’impianto di una cornea artificiale, in collagene ricavato da pelle di maiale, su 20 pazienti affetti da cheratocono (malattia cronica degenerativa della cornea) in Iran e India (clinicaltrials.gov no. NCT04653922).

La ricerca e i primi test, realizzati dai ricercatori della Linköping University e dell’azienda LinkoCare Life Sciences, sono stati pubblicati sulla rivista Nature Biotechnology. I ricercatori hanno utilizzato la proteina suina purificata (il materiale di partenza è un prodotto di scarto dell’industria alimentare, già utilizzato per dispositivi medici approvati dall’FDA) per costruire materiale robusto e trasparente da impiantare in un occhio umano. Le cornee bioingegnerizzate possono essere conservate anche per due anni prima di essere utilizzate, a differenza di quelle da donatore che devono essere trapiantate entro due settimane.

I pazienti che hanno partecipato al clinical trial sono stati seguiti per due anni e nessun evento avverso è stato osservato. 14 pazienti, inizialmente ciechi, hanno recuperato le capacità visive.

Immagine di Rafael Juárez

Cornea sintetica: la storia di Jamal

Jamal Furani, 78 anni, da Haifa non era capace di distinguere un amico o il suo vicino di casa se gli fossero stati accanto. L’uomo, infatti, era affetto da cecità corneale bilaterale, una condizione limite causata da patologie gravi della cornea. Le gravi alterazioni della trasparenza corneale lo hanno incatenato nell’ombra per un decennio. L’unico tentativo possibile, dopo 4 precedenti interventi chirurgici falliti, di donargli nuovamente la vista, era provare qualcosa di completamente nuovo. Jamal non era idoneo al trapianto da donatore, ma si presentò un’ultima opportunità: l’impianto di cornea sintetica artificiale. CorNeat KPro, progettata dall’azienda CorNeat Vision, è una cornea artificiale completamente sintetica che si integra tra le componenti dell’occhio, sfruttando cellule esistenti del bulbo oculare. L’intervento è stato condotto al Rabin Medical Center di Petah Tikva, dalla Professoressa Irit Bahar, Direttrice del dipartimento di oftalmologia. Dopo ventiquattro ore dall’intervento sono state rimosse le bende: l’uomo è riuscito a identificare immediatamente le singole dita della mano, i numeri in una tabella, a leggere qualche riga e a vedere sua figlia.

Il successo di questi interventi lasciano concrete speranze per un loro più ampio impiego nell’immediato futuro. Intanto, in India, è stata stampata la prima cornea 3D.

Immagine di Mohamed Hassan

Per approfondimenti:

cornea — Foto di Rudy and Peter Skitterians

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Fisica

Simulare l’attività cerebrale con l’intelligenza artificiale

By Carmen Troiano 9 Settembre 2022

Simulare l’attività cerebrale con l’intelligenza artificiale
“Come funziona il cervello?” Le neuroscienze si giovano dei contributi della fisica sperimentale e teorica per comprendere la complessità del cervello

Come funziona il cervello?

Il sistema nervoso umano contiene miliardi di neuroni e ciascuno di essi è connesso a decine di migliaia di altri neuroni mediante le sinapsi, che modificano la loro forza in una rete plastica la cui struttura dipende dalla storia dell’individuo e dalla selezione naturale, evolutiva, vissuta dal cervello. Ad oggi, la tecnologia disponibile consente di creare algoritmi, che sono alla base dell’intelligenza artificiale, capaci di riprodurre alcuni semplici aspetti cognitivi del cervello umano. Quest’ultimo si presenta come un sistema complesso, cioè è costituito da un elevato numero di componenti (i neuroni) che interagiscono tra loro dando vita a comportamenti collettivi emergenti. La comprensione di tali comportamenti sarebbe impossibile osservando il comportamento del singolo neurone, sebbene ad oggi, dal punto di vista biologico, si conosca tutto (o quasi) di questa cellula.

Simulare l’attività cerebrale con l’intelligenza artificiale. Immagine di Gerd Altmann

I sistemi artificiali che simulano il sistema nervoso

Molteplici sono le sfide scientifiche e tecnologiche da affrontare per ottenere sistemi artificiali con capacità cognitive realmente paragonabili a quelle umane. Il primo modello teorico di “rete neurale artificiale”, nato con lo scopo di spiegare il funzionamento del neurone, fu quello di McCulloch e Pitts nel 1943. La loro idea si è poi evoluta e negli anni abbiamo assistito alla nascita di molteplici altri modelli di reti neurali artificiali, insieme allo studio e allo sviluppo di algoritmi di machine learning (apprendimento automatico), che rappresenta il cuore computazionale dell’intelligenza artificiale. Le più recenti versioni di machine learning, basate sul deep learning (cioè su una o più reti neurali artificiali, capaci di apprendere e condensare le informazioni rilevanti), vengono largamente utilizzate nella ricerca di base.

L’intelligenza artificiale all’opera

Intelligenza artificiale, robotica e macchine neuromorfe (cioè costruite incorporando meccanismi simili a quelli biologici) assumono un ruolo chiave nella rivoluzione tecno-scientifica e industriale in atto. Siamo circondati da esempi di intelligenza artificiale e di apprendimento automatico, talvolta senza neanche rendercene conto. Basti pensare ai sistemi di riconoscimento del parlato, i prototipi di riconoscimento visivo per i sistemi di guida automatica, all’algoritmo di deep learning che c’è dietro una semplice ricerca per immagini in Google.

L’intelligenza artificiale è coinvolta anche nella comprensione della fisio-patologia cerebrale. L’impatto socio-economico delle patologie del sistema nervoso desta non poche preoccupazioni per i sistemi sanitari pubblici per cui è richiesto un approccio multidisciplinare.

Per approfondire:

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