Vettori adenovirali Tossicità, Tecnologie per terapia genica e cellulare

Vettori virali: tossicità

Caso clinico

Nel settembre del '99, Jesse Gelsinger fu trattato con un vettore adenovirale Ad5 per un deficit di ornitina transcarbamilasi (OTC). La dose somministrata fu di 6x10 vp/Kg attraverso endovena nell'arteria epatica di destra.

Dopo 12h dalla somministrazione si manifestarono febbre, trombocitopenia e innalzamento di IL-6 e IL-12. Dopo 18h, il paziente presentò uno stato mentale alterato, SIRS (sindrome da risposta infiammatoria sistemica), DIC (coagulazione intravascolare disseminata) e compromissione dei vari organi. Dopo 18h, il paziente morì.

Importanza dei vettori adenovirali

Il successo di un protocollo di terapia genica dipende fortemente dalla capacità del vettore di veicolare il transgene terapeutico all'interno dell'organismo bersaglio, garantendone un'espressione adeguata e senza effetti collaterali. I vettori adenovirali, simili agli adenovirus wild-type, sono riconosciuti dal sistema immunitario dell’organismo trattato e possono scatenare una risposta immunitaria. Questo porta all’eliminazione del vettore dalle cellule trasdotte e alla conseguente riduzione della proteina terapeutica.

La risposta immunitaria comprende una risposta infiammatoria innata, che si sviluppa in pochi minuti dall'esposizione dell'organismo al vettore, e una risposta adattativa di tipo umorale cellulo-mediata che si sviluppa successivamente. La tossicità è altamente dose-dipendente, e può dipendere dalla natura del transgene. Ad esempio, la β-galattosidasi è un transgene tossico che determina in topi C57BL6/6J la produzione di linfociti T citotossici contro il gene prodotto; si sviluppa in fasi, è legata alla via di somministrazione ed è molto variabile tra specie e all'interno di una specie.

Tipi di tossicità dei vettori adenovirali

• Tossicità immediata o acuta
• Tossicità precoce
• Tossicità tardiva o cronica

Tossicità immediata o acuta

Dipende dal capside, si sviluppa in pochi minuti e dura fino a 96h, ed è indipendente dalle proteine virali. Si nota un innalzamento di IL-6, IL-12 e TNFα con picco a 6h dalla somministrazione. Le dosi basse sono ben tollerate, mentre quelle alte possono essere letali. Le cellule coinvolte sono quelle di Kupffer, macrofagi e neutrofili che catturano il vettore, eliminandolo nelle prime 24h.

Dopo la somministrazione di un vettore adenovirale, la curva dose-risposta non è lineare; infatti, parte del vettore viene captata da macrofagi e cellule di Kupffer e lentamente degradata. Solo dopo la saturazione di queste cellule, gli epatociti vengono trasdotti; l'effetto principale di questa tossicità è l’eliminazione del vettore.