Endocrinologia Granata parte 4

Lezione 8

Oggi parleremo proprio dell’immunoregolazione, io vi citerò vari trial clinici e varie prove che sono state fatte, ma non voglio assolutamente che voi le sappiate nel dettaglio, quindi su certe cose saremo veloci.

I trial, che appunto vi citerò, vi servono anche per riprendere alcuni concetti della patogenesi del diabete, vedrete che nell’elaborazione dei trial viene ripresa.

Ad oggi nessuno di questi funziona, quindi non saremo specifici su un trial piuttosto che un altro, perché purtroppo ad oggi non abbiamo un trial clinico che funziona e che possiamo usare.

Vi ricordate che il diabete di tipo I è una patologia autoimmune che porta alla distruzione delle cellule beta e, oltre al concetto dell’autoimmunità nelle cellule beta, come nel diabete di tipo II, abbiamo un’aumentata apoptosi delle cellule beta, che è stata dimostrata anche nel diabete di tipo I, dove abbiamo un’aumentata vulnerabilità delle cellule beta all’apoptosi indotta dalle citochine proinfiammatorie.

Quindi al fenomeno autoimmune, che porta alla morte cellulare, si somma questa apoptosi cellulare determinata indirettamente dal processo autoimmune, che libera le citochine proinfiammatorie che alla fine fanno morire le cellule beta.

Oltre quindi ad una aumentata apoptosi abbiamo anche una diminuzione della rigenerazione della beta cellula, infatti gran parte della ricerca nell’ultimo periodo si è focalizzata sui meccanismi che coinvolgono le cellule staminali all’interno delle isole pancreatiche, che in qualche modo nell’individuo normale rigenerano le cellule beta.

Per cui le cellule beta muoiono per il processo autoimmune, vanno in apoptosi e si rigenerano poco, per cui in un individuo diabetico sono sempre meno, con una diminuzione della secrezione insulinica che alla fine porta al diabete.

Trapianto e immunomodulazione

Come faccio alla fine a curare il diabete? Devo sostituire questa massa delle beta cellule, e posso farlo mediante un trapianto di pancreas, che di solito si fa associato al trapianto di rene, nel senso che il diabetico ha spesso una delle complicanze più gravi del diabete di tipo I, ovvero la nefropatia diabetica, che porta poi alla end failure disease, ovvero il rene non riesce più a filtrare nulla.

I pazienti che hanno una insufficienza renale cronica, per i quali si pensa ad un trapianto di rene, generalmente vengono sottoposti anche ad un trapianto di pancreas, visto che comunque devono prendere degli immunosoppressori per il trapianto di rene.

Quindi il diabete si può contrastare con un trapianto di rene/pancreas, un trapianto di isole pancreatiche, che richiede meno immunosoppressori rispetto ad un trapianto di pancreas, ma che comunque dura anche meno, piuttosto che utilizzando le cellule staminali o con l’immunomodulazione con dei bersagli molecolari.

Il problema di trapiantare sia pancreas che isole pancreatiche che cellule staminali, che ho fatto in qualche modo diventare cellule beta, è che se bene o male se c’era l’autoimmunità prima ci sarà anche dopo, per cui non andiamo a curare del tutto il diabete.

Perciò bisognerebbe puntare sull’immunomodulazione, dovremmo quindi in qualche modo riuscire a modulare il sistema immunitario. Fare ciò è molto difficile perché ci sono diversi bersagli molecolari che vengono messi in atto, e quindi non è così facile individuarne uno da utilizzare.

Ad oggi si supplisce solo al deficit di insulina con insulina esogena, è una terapia salvavita, nel senso che sennò il paziente muore, ma non previene le complicanze croniche.

Quanto più il paziente riesce a tenere l’emoglobina glicata sotto un certo livello tanto più in qualche modo le complicanze croniche sono di meno, alla fine l’insulina a lungo andare dà delle crisi di ipo o iperglicemia, non è regolata in modo fisiologico come l’insulina endogena.

Per cui l’ideale è da un lato voler ripristinare la beta cellula, però appunto il problema del trapianto è sia la scarsità dell’organo, e anche trapiantare isole pancreatiche non è così banale, oltre che l’immunosoppressione che questi pazienti richiedono non è leggera.

Con l’immunoterapia vogliamo in qualche modo andare ad aumentare tutte le parti molecolari buone del sistema immunitario, che combattono l’autoimmunità, in cui sono le regine le cellule T regolatorie.

È stato dimostrato che particolari malattie autoimmuni che un aumento delle Treg potrebbe diminuire la patogenesi dell’autoimmunità.

L’ideale per il problema del diabete è il ripristino delle cellule beta ed evitare che vengano attaccate dal sistema immunitario, ma come posso fare tutto questo?

Posso farlo con terapie farmacologiche, biologiche tramite soprattutto l’utilizzo di Ab monoclonali, oppure posso farlo con una cell therapy, non solo con cellule staminali ma anche con componenti del sistema immunitario che in qualche modo posso riadattare per andare a sviluppare delle strategie di immunomodulazione.

Componenti immunitari e autoantigeni

Sono vari i componenti del sistema immunitario coinvolti nella patogenesi del diabete, ma quali sono quelli che effettivamente fanno il danno? Sono le cellule T autoreattive CD4, anche se i CD8 hanno comunque un ruolo.

Sembra che i CD4 riconoscano qualche autoantigene dell’isola, i principali autoantigeni vengono esposti e riconosciuti dalle cellule T creando il danno alla cellula beta.

Questi linfociti T autoreattivi in qualche modo devono migrare ed arrivare per dare il danno alla cellula beta, il modo fondamentale è passare per l’endotelio, nel senso che devono passare dall’endotelio nel versante circolatorio ed arrivare all’isola dove devono dare il danno.

Per cui un altro dei bersagli molecolari potrebbe essere l’endotelio, nel senso che quanto più riuscissi ad avere un endotelio meno attivo e meno pronto a far passare tutti questi linfociti T autoreattivi tanto più non si genererebbe insulite nel diabete.

I principali autoantigeni nel diabete sono l’insulina, GAD65, IA-2, il trasportatore dello zinco ZnT8, e gli ICA, che abbiamo citato l’altra volta.

Studi preclinici e topi NOD

Prima dei trial clinici naturalmente dobbiamo fare tanti studi su cellule e tanti studi sui topi, in particolare nel diabete si usa un modello di topi che si chiamano i topi NOD, che sono i topi che possono sviluppare e a cui si può indurre il diabete, quindi è particolarmente facile su questi modelli animali studiare la patologia per vedere se effettivamente questi bersagli molecolari possono funzionare.

Il problema è stato che nel diabete molte terapie e trial clinici funzionavano benissimo nei topi NOD, ma al momento del passaggio all’uomo non hanno avuto lo stesso risultato, proprio perché il diabete in un sistema ancora più complicato come l’essere umano è sicuramente più complesso rispetto al topo.

L’altro problema dei trial clinici, naturalmente abbiamo tutta una parte di ricerca che si basa sulla conoscenza dell’eziopatogenesi del diabete, da un lato su cellule e dall’altro su topi, è che prima di progettarli bisogna decidere a che tipo di pazienti poterli fare.

Questo è uno dei problemi del trial, perché prima del trial bisogna con la ricerca capire qual è il tipo di bersaglio, però poi bisogna trovare anche i giusti candidati.

Selezione dei candidati

Nel diabete non è così facile trovare i giusti candidati, comunque si sono selezionati dei criteri per identificare quei pazienti diabetici a cui comunque poter fare questi tipi di intervento.

Un primo target di pazienti potrebbero essere i prepazienti, se riuscissimo a fare l’immunomodulazione su pazienti che ancora non hanno sviluppato il diabete ma che lo svilupperanno sarebbe l’ideale, nel senso che l’immunomodulazione dovrà preservare la massa delle beta cellule.

Quindi, se la vado a fare al paziente che ha il 10% della massa delle beta cellule all’esordio vado a preservare questo 10% se l’immunomodulazione funziona al top, però se la riesco a fare al prepaziente beccando il diabete prima dell’esordio riuscirei ad avere un successo dell’immunomodulazione preservando il 40-50% delle beta cellule del paziente.

L’altra cosa è dire va bene, già che non sono definiti ad oggi i marker che riescano a predire il diabete in modo sicuro, quindi qualche prepaziente si può identificare ma non abbiamo la sicurezza totale, e per identificare i prepazienti come marker si usano gli autoanticorpi.

Gli autoAb non sono coinvolti nella patogenesi, cioè nella distruzione dell’isola, ma sono degli epifenomeni e dei marker molto utili per la diagnosi, e quanto più li associamo ad un paziente, tanto più il paziente ne ha, tanto più può essere un fattore che è un indice di sviluppo di malattia.

Ad oggi quindi non si può predire il diabete, e anche riuscissimo a predire oggi il diabete i pazienti verrebbero usati solo come cavie, perché ad oggi non abbiamo una immunoterapia efficace al 100%.

Il problema dell’identificazione del prepaziente è proprio questo, nel senso che ad oggi non abbiamo qualcosa da proporgli di così certo.

Comunque sia i criteri ad oggi identificati dalla Società Immunologica del Diabete sono:

• La diagnosi di diabete secondo i criteri come la glicemia alta.
• La positività per almeno un Ab, o GAD o l’insulina o IA-2 o ICA.
• I livelli di C peptide maggiori di 0,2 nmol/L, che dev’essere ad un livello maggiore perché ci serve per andare a valutare la produzione di insulina endogena, quindi se è presente il C peptide la produzione dell’insulina endogena c’è e quindi ho ancora un po’ di beta cellule rimanenti.

L’immunomodulazione si fa in pazienti che non hanno perso del tutto la massa beta cellulare, sennò non avrebbe senso perché la dovrei associare ad un trapianto di cellule beta, ma già i dati non sono così confortanti, se poi si fa in contemporanea anche un trapianto giusti candidati? È difficile capire come sta andando il trial clinico.

Poi l’età dev’essere comunque abbastanza bassa, anche perché per quanto l’età nel diabete si sta un po’ alzando, nel senso non sono definiti i marcatori che identificano con il 100% di specificità e sensibilità i soggetti che svilupperanno il diabete.

Non si può predire l’insorgenza di malattia, che il diabete di tipo I di solito aveva un esordio abbastanza giovanile ma ultimamente l’età di esordio si è anche alzata, ma non è altissima, infatti dev’essere minore di 35 anni per una fase II o III del trial clinico.

Protocolli di intervento in pazienti di recente diagnosi per DM1

Immunology Diabetes Society, linee guida per la selezione dei soggetti da includere.

• Diagnosi di diabete secondo criteri ADA.
• Positività per almeno un anticorpo: GAD, insulina, IA-2 o ICA.
• Livelli di C-peptide maggiori di 0,2 nmol/L.
• Età minore di 35 anni per fase II o III e maggiore di 18 anni per fase I.
• Stabilità psichica del paziente e informazione della non guarigione.

C’è un sito molto carino, www.clinicaltrials.gov, nel quale mettete una patologia che vi interessa e vi dà tutti i trial in corso o che sono stati fatti per quella patologia. È un modo per monitorare che trial clinici ci sono per una determinata patologia, in che fase sono, quanti pazienti ha reclutato e quindi vedere i principali dati.

L’ultima caratteristica che ci identifica i giusti candidati è rappresentata dalla stabilità psichica del paziente, anche perché queste terapie hanno un costo quindi non si possono applicare a pazienti che poi non seguono il protocollo terapeutico, e anche all’informazione della non guarigione, che fa parte della limpidezza del trattamento.

In verità ogni volta che fai una terapia sperimentale devi comunicare al paziente che la terapia è sperimentale, i medici si preservano sempre dal dire che guarirai, per cui l’informazione della non guarigione è quasi sempre presente.

Valutazione dell’efficacia del trattamento

Prima dei trial clinici dobbiamo fare tutta una serie di studi cellulari, capire come funziona il diabete con studi su topi NOD, poi decidiamo i candidati per questi trial clinici utilizzando le linee guida applicate per la selezione dei soggetti, ma alla fine come valuterò l’efficacia del mio trattamento immunomodulatorio?

Perché prima di arrivare alla guarigione del diabete ci vorranno anni, quindi adesso che non si riesce ancora a debellare il diabete i biomarker che vengono utilizzati come prova di efficacia del trattamento, la cosa migliore sarebbe andare a monitorare il sistema immunitario, e un marker di efficacia immunologica è l’aumento dei Treg, che vuol dire che il sistema immunitario si sta direzionando verso un’aggressione non così forte come prima, quindi in qualche modo si sta normalizzando, sono i livelli di C peptide.

Se il trial clinico sta funzionando i livelli di C peptide dovranno essere costanti ed aumentati, molti trial clinici hanno dato un aumento del C peptide, vuol dire che delle cellule beta che prima erano un po’ borderline in qualche modo si sono risvegliate.

Poi un altro biomarker è rappresentato dai livelli di glicemia e di emoglobina glicata, l’emoglobina glicata mi serve per avere un’idea dell’andamento della glicemia, cioè è un marker di progressione della glicemia e sostanzialmente serve per andare a vedere quanto il mio paziente riesce ad avere un certo rigore nella dieta.

Infatti, tanto più il mio paziente ha dei picchi glicemici incostanti tanto più l’emoglobina glicata avrà dei valori alti.

Quindi in un paziente con immunomodulazione riusciamo ad avere una glicemia e una emoglobina glicata non così alte vuol dire che il trattamento sta funzionando.

Per ultimo, l’ideale e quello che alcuni trial clinici hanno ottenuto, abbiamo la riduzione della somministrazione di insulina per un periodo, cioè per un periodo è come se alcuni pazienti diventassero non diabetici perché aumentando il C peptide riescono a farcela con l’insulina endogena.

Il problema però è che dopo un po’ questo periodo finisce, quindi tutti i trial clinici che abbiamo fino ad oggi sono a questo punto, nel senso che riescono ad aumentare i livelli di C peptide, riescono a mantenere abbastanza costante la glicemia e quindi l’emoglobina glicata, riescono a far sì che il paziente non utilizzi più insulina, ma solo per un periodo.

Quindi ad un certo punto c’è qualche elemento del sistema immunitario che non viene soppresso da quelli su cui vanno ad agire che poi hanno la meglio, per cui tutto il sistema si sfasa.

Adesso vi farò una carrellata senza entrare nel dettaglio dei vari studi, anche perché i risultati sono simili nei vari studi, chi più chi meno, però ad oggi siamo a questo livello qua.

Il meglio che riusciamo a fare è ridurre la somministrazione di insulina solo per un periodo.

Strategie di immunomodulazione

Quali trial clinici possiamo fare, cioè quali strategie di immunomodulazione potremmo fare?

Possiamo partire da delle terapie di immunosoppressione sistemica, cioè la diminuzione dell’attività del sistema immunitario in modo generalizzato, ed è quello che è stato fatto nel diabete con l’utilizzo della ciclofosfamide.

Però è chiaro che una immunosoppressione massiccia non ci piace così tanto, perché ti predispone a tutta una serie di patologie, magari non abbiamo il diabete ma moriamo per un’infezione, quindi non è l’ideale.

Possiamo andare a fare delle terapie target che vanno in qualche modo ad alterare delle componenti del sistema immunitario, oppure possiamo fare una terapia cellulare.

La cosa che ci piacerebbe di più, con una più alta specificità, sarebbe una terapia basata sugli antigeni, cioè quanto più riusciamo ad identificare quali sono quegli antigeni che, riconosciuti dal sistema immunitario, danno poi la morte delle cellule beta, quindi quali sono quelli esposti dalle beta cellule che fanno sì che loro in qualche modo siano riconoscibili dal sistema immunitario e quindi aggredibili da quest’ultimo.

Metodi di immunotolleranza

Quindi tanto più riusciamo ad agire su questi antigeni e a far sì che questi riescano ad essere visti dalle cellule del sistema immunitario come self, quindi come non aggredibili, tanto più avremo raggiunto il bersaglio della nostra immunomodulazione.

La terapia ideale sarebbe una terapia basata su un antigene della cellula beta, cioè una terapia che faccia appunto rendere la cellula beta come una cellula self normale, che non viene quindi vista dal sistema immunitario.

Questa è solo per farvi una carrellata di quali sono ad oggi i metodi di immunotolleranza provati nel diabete, sono tantissimi, io assolutamente voglio solo che voi vi ricordiate le cose fondamentali.

Abbiamo detto che possiamo avere strategie di immunosoppressione, si è provato a trattare i diabetici con la ciclosporina, con tutte le controindicazioni del caso.

Possiamo avere strategie di terapie cellulari, e vi citerò le varie terapie cellulari provate nel diabete, in particolare quelle che sembrano funzionare di più sembrano essere o cellule staminali prese dal cordone o cellule staminali mesenchimali.

Per quanto riguarda il versante delle cellule del sistema immunitario, i diabetici sono stati trattati con delle cellule dendritiche, che sono le cellule fondamentali nella presentazione dell’antigene, quindi anche qui torniamo ad una terapia basata sull’antigene, o con le cellule Treg.

Oppure anche terapie che hanno come target i linfociti T, che sembrano essere quelli che poi danno il danno, quindi delle terapie basate sugli antiCD3, antiCD20, sugli antiCD2, o delle terapie basate sull’antigene, quindi prendendo quei vari antigeni che ho citato essere fondamentali per il diabete (insu