Categoria: Progetti finanziati

anno 2009

                    

Progetto:Sviluppo di un modello di topo con atassia di Friedreich migliorato, basato sulla mutazione delle ripetizioni GAA, per i test terapeutici

Principale ricercatore:Dr. Mark Pook Biosciences Division, Brunel University,Uxbridge, UK.

Piano di lavoro: L’atassia di Friedreich ( FRDA) è una grave malattia ereditaria neurologica per la quale ad oggi non esiste una valida terapia. La malattia è causata dalla trasmissione di entrambi i genitori di una mutazione sul DNA, conosciuta come “ espansione di triplette”. Ciò porta a ridotti livelli di una importante proteina all’ interno delle cellule denominata fratassina.
Sebbene potenziali trattamenti per alcuni sintomi tardivi della malattia siano attualmente in fase di indagine, può risultare più efficace trattare la malattia allo stadio iniziale, inducendo un incremento della proteina. Come obiettivo principale dello studio intendiamo ottenere alcune indicazioni circa l’ efficacia di potenziali terapie per la FRDA derivanti dallo studio su cellule ottenute in laboratorio. Tuttavia, poichè recentemente si è ritenuto che questi sistemi artificiali non siano in grado di mostrare come la terapia lavorerà nell’ interezza di un organismo complesso, è pertanto essenziale disporre di un modello di topo FRDA per studiare l’ efficacia di queste potenziali terapie.
Recentemente noi abbiamo creato un buon modello di topo utile per studi di carattere terapeutico. I sintomi della malattia in questo modello sono però di media entità e per questo motivo vorremmo migliorare il modello di topo di cui disponiamo, creandone un tipo nuovo che manifesti sintomi di maggiore severità, allo scopo di migliorare l’ efficacia degli studi terapeutici preclinici. In particolare ci proponiamo di testare il nostro modello di topo con svariati composti con buone potenzialità di aumentare la fratassina, per la terapia della FRDA. I risultati che noi otterremo saranno di fondamentale importanza per valutare quali farmaci saranno adatti alle future sperimentazioni cliniche.

Finanziamento: 125.744 € in 3 anni (1 gennaio 2009 – 31 Dicembre 2011)
Progetto cofinanziato da Ataxia UK e FARA


                    

Progetto:Sviluppo degli inibitori delle histone deacetilasi come trattamento per l’ atassia di Friedreich

Ricercatore principale: Dr. Elisabetta Soragni, Ricercatore associato presso il laboratorio del dipartimento di Biologia Molecolare dello Scripps Research Institute.
Surpervisore: Dr. Joel M. Gottesfeld

L’atassia di Friedreich è causata da livelli molto bassi di una proteina essenziale denominata fratassina. Questo difetto è dovuto all’ espansione di una semplice sequenza ripetuta (GAA) nel DNA del gene della fratassina che causa il silenziamento del gene medesimo. Il nostro laboratorio ha mostrato che questa repressione è dovuta alle specifiche modificazioni di proteine che legano il DNA (istoni) e può essere revertita mediante l’ uso di piccole molecole che inibiscono gli enzimi responsabili di questa modificazione, ripristinando così l’ espressione del gene. L’ animo di questo studio è continuare l’ analisi di queste molecole allo scopo di selezionare la migliore per le sperimentazioni cliniche sui pazienti FRDA e determinarne il dosaggio appropriato. La limitazione delle analisi fin qui condotte è dovuto al fatto che i test potrebbero non essere stati effettuati su un tipo di cellule rilevante per la malattia, quali per esempio sono le cellule cerebrali e del cuore, in quanto tali tipi di cellule non erano disponibili. Il presente studio propone di espandere gli studi correnti alle cellule neuronali che sono state ottenute da cellule di pelle nel nostro laboratorio. Inoltre sarà analizzato un nuovo tipo di promettenti piccole molecole.

Finanziamento: 73.875 $ (1 Luglio 2009 – 31 Giugno 2010)
Progetto cofinanziato da Ataxia UK, FASI e GoFAR

 

anno 2008

Progetto:Uso di piccole molecole per il trattamento dell’ Atassia di Friedreich

Principale ricercatore:Dott. Daniele Marmolino, Laboratoire de Neurologie Expèrimentale, Universitè Libre de Bruxelles (ULB), Brussels
Supervisore:Prof. Massimo Pandolfo

Piano di lavoro:Lo scopo del progetto è quello di sviluppare un trattamento efficace per l’Atassia di Friedreich. La causa di questa patologia è una mutazione genetica che impedisce alle cellule di produrre un normale quantitativo di fratassina. La fratassina è una proteina necessaria per la funzione dei mitocondri, la sede delle cellule in cui si produce l’energia necessaria alle funzioni cellulari. I pazienti con Atassia di Friedreich producono una fratassina normale, ma in quantità insufficiente. In studi precedenti, è stato mostrato che alcuni farmaci, chiamati inibitori delle HDAC, possono incrementare la fratassina nelle cellule degli individui con Atassia di Friedreich e in topi che sono stati geneticamente modificati in modo da manifestare i sintomi della malattia. Noi proveremo a meglio comprendere i meccanismi di azione di questi farmaci, studiando le modificazioni sugli enzimi istone deacetilasi che sono il loro bersaglio e che agiscono sulle modalità di impacchettamento del materiale genetico (DNA) all’ interno delle cellule. In aggiunta esamineremo anche un’ altra classe di farmaci per la loro capacità ad aumentare i livelli di fratassina. Questi farmaci, chiamati PPARγ agonisti, hanno un meccanismo di azione completamente differente dai precedenti. Proponiamo che un trattamento combinato con i due farmaci possa risultare più efficace e produrre minori effetti collaterali. Per di più gli PPARγ agonisti sono farmaci già approvati per l’uso nel diabete e hanno proprietà neuro protettive in grado di indurre maggiori benefici.

Finaziamento per la ricerca: 35.000 €


Repligen e GoFAR unite per lo sviluppo di Biomarker per l’ uso degli inibitori delle HDAC nell’Atassia di Friedreich

La compagnia biofarmaceutica Repligen Corporation si sta occupando dello sviluppo degli inibitori delle HDAC per il trattamento dell’Atassia di Friedreich. La licenza dei composti selezionati è stata acquistata dallo Scripps Research Institute nell’Aprile del 2007. Attualmente la Repligen si sta occupando dell’identificazione del composto appartenente alla famiglia delle HDACì più idoneo all’uso prolungato nei pazienti. Il nuovo approccio è rivolto ad aumentare la proteina fratassina diminuita a causa della ridotta espressione genica nei pazienti Friedreich.

Parallelamente al lavoro di sviluppo del farmaco, Repligen e GoFAR unitamente, si stanno occupando di sviluppare dei Biomarker, strumenti di aiuto per la valutazione degli effetti del farmaco nell’uomo.
Saranno testati sia l’espressione del gene, sia i livelli della proteina fratassina nelle cellule del sangue dei pazienti, allo scopo di determinare se possa essere osservato, mediante studi su cellule in cultura un effetto sull’ espressione del gene e del livello di proteina dopo trattamenti di breve durata con il farmaco. I cambiamenti indotti dal farmaco nell’ espressione del gene o del livello di fratassina possono fornire un “tracciato” per il monitoraggio dell’ attività del farmaco medesimo e dei suoi effetti dopo periodi di somministrazione più brevi rispetto a quelli necessari per osservare cambiamenti nella progressione della malattia.
Le misure dei biomarker durante le fasi iniziali della sperimentazione clinica, possono dunque confermare l’attività biochimica del farmaco e guidare all’identificazione delle condizioni di dosaggio più idonee.
Questi studi di fattibilità che saranno completati nel 2008, consentiranno di comprendere la necessità o meno di ulteriori test di monitoraggio durante l’uso del farmaco nelle sperimentazioni cliniche.

Finanziamento di GoFAR, 110.000 $ (1 Febbraio – 1 Giugno 2008)

Repligen

La Repligen Corporation è una compagnia biofarmaceutica finalizzata allo sviluppo di nuovi agenti terapeutici per malattie neurologiche. Inoltre è Leader mondiale per la fornitura della Proteina A ricombinante, la cui vendita parzialmente fornisce le risorse per l’ avanzamento e lo sviluppo delle nuove linee di prodotti e dà stabilità finanziaria alla società. La sede centrale della Repligen è localizzata a 41 Seyon Street, Building #1, Suite 100, Waltham MA 02453 (US). Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito della Repligen


Progetto: Il silenziamento del gene FXN nell’ atassia di Friedreich: meccanismo e approcci terapeutici atti a riattivare l’ espressione della fratassina

Ricercatore principale: Prof. Massimo Pandolfo, Laboratory of Experimental Neurology Université Libre de Bruxelles-Hôpital Erasme, 1070 Brussels, Belgium

Piano di lavoro: L’ atassia di Freidreich (FRDA) è causata da anormali bassi livelli di fratrassina, una proteina mitocondriale essenziale. Tutti i pazienti FRDA sono portatori di una espansione della ripetizione GAA nel primo introne del gene della fratassina (FXN), allo stato di omozigota o negli eterozigoti in combinazione con altre mutazioni che generano la perdita della funzione. L’espansione GAA inibisce l’espressione del gene FXN mediante un meccanismo di repressione eterocromatina-mediato. Specifici istone deacetilasi (HDAC) inibitori possono incrementare in maniera sostanziale i livelli di FXN mRNA nelle cellule degli individui FRDA e rigenerare i livelli di fratassina nel sistema nervoso e nel cuore in modelli murini knock-in, portatori delle ripetizioni GAA nel gene fxn endogeno.
Noi identificheremo i fattori implicati includendo le HDAC e altre proteine che intervengono sulle specifiche sequenze o strutture del DNA, rimodellando la cromatina, la trascrizione ed il controllo dell’espressione genica. Per questi scopi, useremo la combinazione di metodi biochimici, farmacologici e molecolari, svilupperemo ed utilizzeremo nuovi modelli cellulari e animali. Questi studi possono condurre all’individuazione di obiettivi addizionali per i trattamenti atti al ripristino dei livelli di fratassina.

Finanziamento: 150.000€ ( 1 Aprile 2008 – 31 Marzo 2009)


Progetto: Risposta tempo/dose dipendente degli inibitori delle HDAC appartenenti alla famiglia della diammide pimelica sulla struttura della cromatina del gene della fratassina

Ricercatore principale: Dr. Elisabetta Soragni, Ricercatore associato presso il laboratorio del dipartimento di Biologia Molecolare dello Scripps Research Institute.
Surpervisore: Dr. Joel M. Gottesfeld

Piano di lavoro: L’atassia di Friedreich è causata dal malfunzionamento del gene FXN che codifica una proteina essenziale denominata fratassina. Questo difetto è causato dall’espansione di una semplice ripetizione della sequenza ( GAA) nel gene, che determina il blocco del gene. Il nostro laboratorio ha mostrato che questa repressione nello specifico è dovuta alla modifica della proteina che lega il DNA. E’ ben noto, che questo tipo di modifiche sono associate alla repressione dei geni e che possono essere annullate dall’ uso di piccole molecole che inibiscano gli enzimi responsabili delle modifiche medesime, riattivando dunque la funzione del gene. Noi abbiamo mostrato che una classe di tali piccole molecole può indurre la riattivazione della espressione del gene.
Il nostro primo scopo è studiare nel dettaglio la risposta dose/ tempo dipendente del trattamento con queste piccole molecole in linee cellulari derivate dai pazienti. Tuttavia la limitazione di queste linee cellulari è che sono cellule di sangue umano e cellule di pelle e attualmente non abbiamo la possibilità di studiare gli effetti delle nostre molecole sulle cellule umane del cervello ( ciò dovuto alla indisponibilità di tali tessuti), che sono il sito principale dello sviluppo dei sintomi. Perciò il secondo obiettivo di questo studio è la riprogrammazione delle cellule di pelle in cellule cerebrali, usando un protocollo recentemente pubblicato e il successivo studio degli effetti delle nostre molecole in questo sistema.

Finanziamento :67.000$ (1 Giugno 2008 – 31 Maggio 2009)
Progetto cofinanziato da Ataxia UK e GoFAR


Progetto: Studio sull’ uso della chelazione del ferro nell’ atassia di friedreich

Ricercatore principale: Prof. Antonio Piga, Centro di talassemia–Dipartimento di Scienze Cliniche e Biologiche – Università di Torino, Italia

Piano di lavoro: Si ritiene che il ferro rivesta un ruolo importante nella patogenesi dell’atassia di Friedreich. La proteina fratassina, agisce in maniera importante sul metabolismo del ferro mitocondriale e l’attività ridotta del gene che la codifica, determina accumulo di ferro mitocondriale. Per questa ragione, si ritiene che la chelazione del ferro mediante trattamento con il chelante orale deferiprone (DFP) possa rappresentare una potenziale terapia per l’atassia di Friedreich.
Uno studio pilota della durata di sei mesi su pazienti FRDA trattati con deferiprone, ha evidenziato il prodursi di alcuni benefici clinici, quali il miglioramento dei movimenti fini e dell’abilità manipolativa, la scioltezza dell’ eloquio, la sensazione di sentire le proprie estremità più calde e per alcuni pazienti, l’abilità di sentire i propri piedi sul terreno. Si è anche osservata una diminuzione dei livelli di ferro nel nucleo dentato dei pazienti FRDA.
Il nostro primo obiettivo è verificare l’applicabilità e la non tossicità dell’uso del deferiprone in pazienti FRDA. A causa del rischio di agranulocitosi come potenziale controindicazione del DFP, osservata nel 1% di pazienti affetti da talassemia, sarà previsto un rigido controllo del conteggio dei valori del sangue.
Il secondo obiettivo è misurare il livello di fratassina in cellule mononucleari del sangue periferico dei pazienti FRDA all’inizio e alla fine dello studio, utilizzando un kit dedicato a questo scopo.
Infine vogliamo organizzare lo studio di preparazione e fattibilità di un trial controllato e randomizzato di efficacia del deferiprone in pazienti FRDA, utilizzando i protocolli dell’ International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) e della Friedreich’s Ataxia Rating Scale (FARS).
Sarà anche prestata attenzione alla valutazione degli effetti del deferiprone sulle funzioni cardiache.

Due anni di finanziamento: 49.000€ ( 1 Settembre 2008 – 31 Agosto 2010)

 

ANNO 2007

Progetto: Analysis of HDAC inhibitor effects on DNA methylation in a Friedreich ataxia mouse model and isolating neuronal precursor cells for preclinical therapeutic investigations

Principal researcher: Dr. Mark Pook, Biosciences, School of Health Sciences & Social Care, Brunel University, Cleveland Road, Uxbridge, UB8 3PH UK

Lay summary: We have recently generated a human FXN GAA repeat expansion-based transgenic mouse model of Friedreich ataxia. These mice exhibit decreased levels of frataxin mRNA and protein, associated with DNA hypermethylation in a region upstream of the GAA repeat sequence within FXN intron 1. Comparative decreases in histone acetylation have also been detected in the promoter, GAA upstream and GAA downstream regions of the FXN transgene. Therefore, this is an excellent FRDA mouse model in which to investigate the therapeutic epigenetic effects of compounds such as novel histone deacetylase (HDAC) inhibitors. Indeed, with the current funding we are now testing the effects of a novel HDAC inhibitor on histone modifications and frataxin expression levels in tissues from our FRDA mouse model. However, with GoFAR funding now we like to examine the effects of the novel HDAC inhibitor on DNA methylation of the FXN transgene within our FRDA mouse model. We would also like to isolate neuronal precursor cells from our FRDA mouse model, so that similar therapeutic testing can be investigated at a cellular level rather than a tissue level.

Isolating neuronal precursor cells for preclinical therapeutic investigations.

In collaboration with Massimo Pandolfo, we will isolate neuronal precursor cells from the brain tissue of our FRDA mice. This will provide a relevant cell-based resource, complementing the tissue-based mouse model studies, for preclinical therapeutic testing of FRDA.

These studies will provide important basic preclinical information regarding HDAC inhibitor therapy in particular. They will also provide a very useful resource (neuronal precursor cells) for the investigation of other potential FRDA therapies.
*Questi studi forniranno importanti informazioni precliniche di base riguardanti in particolare la terapia con gli inibitori HDAC. Inoltre forniranno una risorsa di grande utilità (Cellule dei precursori neuronali) per la ricerca di altre potenziali terapie per la Atassia di Freidreich.

GoFAR- RUDI Committee has come to award an additional research grant of 12.000 € to Dr.M. Pook.
*Il Comitato RUDI-GoFAR ha potenziato il finanziamento al progetto di ricerca del Dott.M.Pook con ulteriori 12.000 €.

Nota: ci scusiamo per la presentazione in lingua originale del progetto di cui sopra. Il contenuto dell’informazione di carattere scientifico e la terminologia usata ci impediscono di rendere una traduzione non autorizzata che certamente risulterebbe approssimata e inesatta.

 

 

Anno 2006

Progetto: Superamento del difetto di trascrizione nella Atassia di Friedreich con piccole molecole.

Principale ricercatore: Dott. Massimo Pandolfo, Università Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgio

Riassunto scientifico: L’atassia di Friedreich è dovuta alla deficienza della proteina mitocondriale fratassina (FXN), causata dalla espansione della tripletta GAA ripetuta nel primo introne del gene. L’ espansione GAA può adottare una struttura anormale che induce la condensazione della cromatina responsabile del silenziamento del gene. Incrementando la produzione di FXN nelle persone con atassia di Friedreich, può essere possibile fermare il corso della malattia e anche indurre alcuni miglioramenti.
Noi abbiamo generato un modello murino che porta le ripetizioni GAA nel gene endogeno della fratassina, responsabile del ridotto livello di fratassina. Noi useremo questo modello, cellule provenienti dal modello murino medesimo e dai pazienti per testare due classi di molecole che possono aumentare i livelli di FXN: le pirrolo-imidazolo poliammidi che si legano alle ripetizioni GAA e gli inibitori delle istone deacetilasi (HDACi) che inducono la decondensazione della cromatina annullando perciò il silenziamento del gene. Studi preliminari condotti dai nostri collaboratori e nel nostro laboratorio hanno mostrato che queste due classi di molecole possono entrambe aumentare la FXN, ma le poliammidi sembrano richiedere una replicazione cellulare per ottenere l’effetto desiderato. Mentre alcune HDACi sono efficaci anche in cellule non replicanti. Noi confermeremo l’efficacia di queste molecole in animali viventi, investigheremo il loro meccanismo di azione e analizzeremo il loro effetto complessivo sull’espressione del gene.

Strategia:Le persone con Atassia di Friedreich (AF) producono una quantità molto ridotta di una proteina chiamata fratassina che è essenziale per il corretto funzionamento dei mitocondri, i componenti della cellula preposti alla produzione di energia. Questo perché le persone con AF sono portatrici di un segmento di DNA espanso nel gene della fratassina (denominato espansione della ripetizione della tripletta GAA) che diminuisce la capacità del gene della sintesi diretta di fratassina.
In questo progetto noi abbiamo programmato di studiare molecole che annullino questa condizione e ripristinino livelli sufficienti di fratassina. Noi lavoreremo in collaborazione con il laboratorio del Prof .Joel Gottesfeld( Dipartimento di Biologia Molecolare, SCRIPPS institute, La Jolla, CA) che ha sviluppato queste molecole e che le ha testate in culture cellulari prese dai pazienti.
Pertanto testeremo queste molecole in topi che portano una espansione della ripetizione delle triplette GAA nel gene della fratassina e in persone con FA. Determineremo se queste molecole sono in grado effettivamente di aumentare il livello di fratassina nei topi e se il loro effetto sia sufficientemente specifico e non induca anche effetti indesiderati.

Il progetto del valore di 110.000 € è co-finanziato da (ordine alfabetico):
Ataxia UK, Friedreich’s Ataxia Research Alliance con MDA/Seek a miracle, Friedreich’s ataxia Society Ireland e GoFAR- RUDI Committee.

Siamo riconoscenti alla National Ataxia Foundation (NAF) per aver contribuito all’ avanzamento del progetto con il pagamento del salario della Dott.ssa Soragni del team del Prof. Gottesfeld per un addizionale anno.


Progetto: Uso delle pirrolo-imidazolo-poliammidi e degli inibitori delle istone deacetilasi per superare il deficit trascrizionale nell’Atassia di Friedreich.

Obiettivi: Finanziare l’attività di ricerca sperimentale del gruppo del Prof. Massimo Pandolfo presso il centro di neurologia sperimentale dell’Ospedale Erasme di Brusselles. Gli esperimenti permetteranno di identificare molecole capaci di aumentare i livelli di fratassina in cellule ed animali che portano la mutazione caratteristica dell’Atassia di Friedreich. I risultati preliminari su cellule in cultura sono assai promettenti. La verifica sul modello murino dei risultati attesi permetterà di costruire le basi per una sperimentazione clinica su pazienti affetti di AF.

Strategia: Valutazione dell’effetto di derivati di FA1 e di BML-210 in differenti tipi di cellule isolate da individui affetti da AF. I livelli di fratassina saranno determinati tramite immunofluorescenza, citometria a flusso, western blot (proteina) e RT-PCR in tempo reale (mRNA). Generazione di linee cellulari da topi “knock” per un’espansione GAA nel gene murino della fratassina. Per studiare l’effetto degli inibitori delle istone deacetilasi e delle pirrolo-imidazolo poliammidi si isoleranno cellule staminali nervose e gliali. Queste cellule differenziate saranno esposte alle molecole in studio. Dopo studi preliminari di farmaco cinetica e tossicità previsti nel laboratorio del Prof.Gottesfeld, le molecole più promettenti saranno somministrate ai topi knock-in. Saranno quindi valutate sia le capacità di coordinazioni in test, sia i livelli di fratassina in diversi organi: cervello, cervelletto,midollo spinale,cuore.

Destinatari: Prof. Massimo Pandolfo, chef de Service de Neurologie Universitè Libre de Bruxelles-Hopital Erasme, Route de Lennik 808, 1070 Brusseles,Belgium Partners: Prof. Joel Gottesfeld, Dep.of Molecular Biology, The SCRIPPS research institute,10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, California 92037.

Il progetto si pone come obiettivo l’ identificazione di molecole non tossiche che aumentino significativamente e il più possibile specificamente la produzione di fratassina, correggendo le modificazioni biochimiche indotte dal deficit di questa proteina.

Il progetto del valore di 100.000 € è finanziato dal Comitato RUDI ONLUS con il contributo di 50.000 € della Fondazione CRT di Torino.