Predizione e prevenzione del diabete giovanile

Pierre Bougnères
Istituto di Diabetologia Pediatrica (Ospedale di Vincent Paul)
Università Renè Descartes, Parigi

Oggi sappiamo predire correttamente, anche se tardivamente, il diabete nei fratelli dei giovani diabetici.

Essenzialmente questa predizione non è genetica, ma basata su dei criteri di autoimmunità. Tra questi i soli rivelabili nel siero dei pazienti di bambini diabetici, sono gli anticorpi ICA, anti-insulina, anti-GAD, anti-IA2. Tali anticorpi non hanno un proprio ruolo nella distruzione delle insule pancreatiche, sono tuttavia buoni testimoni di una immunizzazione attiva contro le cellule b. La loro presenza, singola o combinata, fa presagire la comparsa quasi certa (superiore al 90 %) della malattia, dopo alcuni mesi o anni.

Questa predizione è molto più veritiera nel bambino che nell'adulto, il quale può avere degli anticorpi ma, solo in un caso su cinque, dichiarare la malattia nell'arco di cinque anni.

Solo ora si comincia ad identificare in circolo i linfociti autoaggressivi diretti contro il pancreas, veri responsabili dell'attacco autoimmune, e dunque potenzialmente di estremo interesse per la predizione.

Questo metodo tuttavia non è ancora utilizzabile nella ricerca clinica.

In effetti quando si rivelano segni di autoimmunità, la predizione è relativamente tardiva.

L'immunizzazione ha avuto luogo: non si individua più una predisposizione ma già la malattia. Allora, come davanti alla presenza di anticorpi anti-tiroidei nella tiroidite di Hashimoto, si può sorvegliare attentamente il funzionamento della ghiandola endocrina, misurandone la secrezione di insulina, per ritardare il momento in cui essa diminuirà, giustificando l'inizio del trattamento insulinico o l'inclusione in protocolli terapeutici, nell'intento di frenare la distruzione delle cellule b.

Tramite una recente inchiesta si è potuto stimare che circa la metà dei fratelli di diabetici francesi hanno avuto almeno una volta una ricerca di auto-anticorpi. In Italia questa percentuale è ugualmente alta. Le tecniche attuali di rilevazione rendono possibile la realizzazione di diverse centinaia di dosaggi l'anno.

Ma nella popolazione generale dei bambini ed adolescenti, che sono milioni, presso i quali sopraggiungono la maggior parte dei casi di diabete, le tecniche non permettono la rilevazione precoce della malattia. Questa sarebbe invece molto interessante, perché preverrebbe la fase di scompenso-fatica-dimagrimento, il rischio ancora frequente di coma chetosico e soprattutto e permetterebbe, l'intervento terapeutico ad uno stadio della malattia in cui il pancreas funziona ancora.

È l'occasione per riflettere sui rapporti tra screening e progresso terapeutico.

Quest'ultimo si indirizzerà ad individui che stanno per dichiarare la malattia oppure a tutta la popolazione (vaccinazione generale)? Nel primo caso lo screening è una tappa primordiale, nell'altro perderà la sua ragione di essere.

Un altro aspetto interessante sarà forse l'individuazione nell'ambiente di fattori che favoriscono la comparsa del diabete, mirando alla loro esclusione. Quest'altra forma di screening è attualmente all'inizio e solo ora comincia a sviluppare i suoi concetti epidemiologici, geografici, immunologici, ecc.

Dall'inizio degli anni '80, è stata riconosciuta la natura essenzialmente autoimmune del diabete di tipo 1 inducendoci a tentare nuovi approcci terapeutici. Successivamente i glucocorticoidi, la plasmaferesi, l'immunosoppressione con la ciclosporina A o l' Azatioprina, l'immunosopressione più mirata con l'ILZ-tossina, l'immunomodulazione globale con il linomide o più specifica con differenti forme di insulina, sono state o sono attualmente somministrate in pazienti diabetici o prediabetici, allo scopo di preservare le loro cellule b residue. Di tutti questi agenti, solamente la ciclosporina, l'azatioprina e il linomide in ordine di efficacia e alle dosi somministrate, hanno dimostrato un'azione reale negli studi a doppio cieco con il placebo, condotti nei diabetici al momento della diagnosi clinica della malattia. Ad ogni modo, questi effetti sono stati solamente parziali: la secrezione endogena di insulina si è ripristinata nel migliore dei casi al 20-30% rispetto alla norma ed in modo transitorio, cioè finché l'immunoterapia è continuata.

Gli agenti citati hanno un effetto di rallentamento sulla distruzione delle cellule b, prolungandola di mesi o di anni; non rappresentano pertanto una soluzione terapeutica duratura della malattia. I risultati della somministrazione della ciclosporina e dell'azatioprina, sono sensibilmente migliori se tali farmaci vengono somministrati precocemente, nello stadio di prediabete: grazie ad essi la secrezione di insulina può essere ristabilita e mantenuta per molti anni, prima di esaurirsi definitivamente nella maggior parte dei casi.

Di fronte ai rischi che ci sarebbero se l'impiego di immunosoppressori fosse divulgato nella gran parte dei pazienti diabetici (problemi di tossicità, di comparsa e di proliferazione dei cloni linfocitari, di compliance terapeutica, di esperienza nell'uso delle droghe), i benefici osservati non hanno un peso sufficiente.

Logicamente dunque, per comune accordo delle case farmaceutiche e dei ricercatori, il campo resta confinato alla sperimentazione terapeutica. Da 12 anni, l'approccio del nostro gruppo in questo settore è abbastanza rigido ed ogni tappa è subordinata ai risultati della precedente:

1. evidenziazione di chiari effetti favorevoli nel topo NOD, basati su meccanismi immunologici convincenti e dimostrati da diverse equipes;
2. effetti incoraggianti sulle prove pilota che constano di un numero relativamente limitato di partecipanti;
3. studi clinici randomizzati nei prediabetici più o meno a rischio.

Quando si parla di immunoterapia si ha globalmente la scelta tra:

• un approccio "a largo spettro" che mira a distruggere, inattivare, paralizzare, evitare la migrazione o perturbare il controllo dei linfociti T in generale;
• un approccio "specifico sull'antigene" il cui obiettivo è indurre una tolleranza periferica mirata sui cloni linfocitari autoreattivi contro le cellule dell'insula pancreatica, che sono causa della malattia. Questa tolleranza può essere indotta sia favorendo la comparsa di cellule regolatrici (soppressive) sia inducendo la delezione o l' anergia di cloni anti-cellule b.

Un approccio interessante in questo campo è l'impiego della "tollerogenesi orale", il cui principio risiede nell'ingestione sistematica di un antigene presente nel sito stesso della reazione autoimmune anti-insula, mediante a seconda dei casi, insulina, glucagone, GAD, ecc. Attualmente degli studi sperimentali testano questo principio, non solo nell'ambito del diabete di tipo 1, ma anche di altre patologie quali la sclerosi a placche, la poliartrite reumatoide, le uveiti...

Le regioni del genoma umano implicate nella predisposizione del diabete di tipo 1 non sono solamente rappresentate dal Complesso Maggiore di Istocompatibilità (MCH) (HLA classe II, IDDM l) che da solo contribuisce a questa predisposizione aI 50%.La regione 11 p 15.5 racchiude un altro locus chiamato IDDM 2, situato in posizione 5' del gene dell'insulina, di importanza minore del MCH, ma che presenta un valore predittivo del 10%.

A seconda degli individui, sembra che non sia la variazione di un gene a predisporre alla malattia, ma quella di una sequenza ripetitiva regolatrice di DNA (VNTR), mediante la modulazione dell'espressione del gene dell'insulina. L'importanza dell'IDDM 2 varia da un gruppo umano all'altro. Abbiamo osservato che i fratelli e le sorelle di bambini diabetici, indipendentemente da ogni autoimmunità, secernano meno insulina del normale.

L'insulina interviene nella fisiopatologia del diabete di tipo 1 interagendo con il sistema immunitario con la cellula b? Non siamo ancora in grado di utilizzare questi dati per un cammino di prevenzione.

Al momento della diagnosi della malattia, prima di qualsiasi somministrazione esogena, sono rivelati nel 10-25% circa dei casi, anticorpi che riconoscono la molecola dell'insulina. La percentuale sembra più alta nei pazienti che hanno contratto il diabete nella prima infanzia.

Anticorpi che riconoscono la proinsulina sono ugualmente riscontrati in proporzione paragonabile. Dei cloni di linfociti T reattivi contro l'insulina sono stati isolati da prelievi di sangue periferico di pazienti diabetici. La reattività di cloni T contro il peptide di giunzione tra il peptide C e la catena B dell'insulina, si riscontra ancora più frequentemente.

Anche il topo NOD presenta sia degli autoanticorpi anti-insulina ed anti-proinsulina, sia dei cloni T reattivi contro l'insulina. Questi sono riscontrati molto frequentemente, soprattutto se si prelevano nell'infiltrato pancreatico, e si mostrano capaci di partecipare al transfert della malattia.

"Luna di miele" nel diabete conclamato
Osservata da tutti i diabetologi, la diminuzione delle dosi dopo l'inizio del trattamento obbedisce ad un doppio fenomeno. Esso è il risultato della correzione della resistenza muscolare ed epatica all'insulina indotta dal disequilibrio metabolico e dalla carenza ormonale. È dovuta anche al recupero di una secrezione endogena di insulina, debole ma non trascurabile; nel corso dei primi mesi del trattamento i valori medi del peptide C in circolo sono moltiplicati per due, secondo meccanismi ancora ignoti. Potrebbe trattarsi della rimozione della inibizione funzionale dell'insulinosecrezione o della generazione di una piccola "onda" di neo-cellule b. Qualunque sia il meccanismo, questa ripresa dell'insulino secrezione è solo transitoria e la sua durata supera raramente il primo anno. L'insieme delle cellule b scomparirà nel giro di 3-4 anni. Ottenere informazioni dirette su ciò che succede nell'insula umana in questa fase della malattia sarebbe importante, ma oggi nessun approccio eticamente accettabile lo permette.

Una osservazione classica è che tanto più l'insulinoterapia iniziale è intensiva, tanto maggiore è la ripresa della secrezione endogena di insulina. Nessuna spiegazione permette di capire questo fenomeno.

Per insulinoterapia intensiva la somministrazione di più iniezioni quotidiane di insulina a dosi elevate (spesso preceduta da infusione endovenosa) e la rapida normalizzazione del livello glicemico.

In che modo questi fattori possono influenzare il livello di secrezione e di proliferazione dalle cellule b? Essi agiscono direttamente sulle cellule b (miglioramento del metabolismo o della viabilità cellulare, effetti anti-apoptosici o di "rigenerazione", minore esposizione del sistema immunitario, dei granuli secretori e dei loro antigeni?) oppure sui linfociti T autoreattivi che come noto sono ricchi di recettori insulinici, o piuttosto su altri effettori cellulari. dell'immunità? Non conosciamo osservazioni paragonabili di luna di miele murina che potrebbero fornire un modello utile per la sua comprensione.

Ad uno stadio più precoce, in compenso, la prevenzione della malattia mediante somministrazione di insulina sotto-cute, è stata molto studiata in diversi modelli murini (topo NOD, transfert NOD, topo BB). La somministrazione quotidiana previene efficacemente l'infiltrazione delle insule e l'insorgere del diabete. Non ci sono dati contraddittori. La somministrazione di una miscela di insulina umana, o porcina (o solamente di catene B) e l'aggiunta di Freund incompleto ogni due mesi, previene efficacemente la malattia nei topi NOD. Si tratta senza dubbio di effetti al livello del sistema immunitario (la catena B non ha effetto metabolico).

Nel prediabete umano, un primo studio pilota che consta di due piccoli gruppi abbastanza disparati e non randomizzati, ha evidenziato l'effetto protettivo di una combinazione di insulina sottocutanea somministrata due volte al giorno ed insulina infusa ogni nove mesi. Né la qualità metodologica dello studio, né il protocollo scelto permettono di trarre la minima conclusione sull'effetto realmente protettivo dell'insulina. Ma con i dati sperimentali ottenuti sul modello animale, queste osservazioni hanno ispirato la creazione di due studi paralleli iniziati nel 1994.

Uno, franco-italiano (EPP-SCIT), confronta dal 1995 due gruppi randomizzati (insulina sottocute versus placebo) in bambini prediabetici ad alto rischio di insorgenza della malattia (>75 % nei 5 anni).

L'altro (DPT l) negli Stati Uniti, confronta senza randomizzazione due gruppi di soggetti ad alto rischio di diabete . Questi studi sono necessariamente lunghi. I loro primi risultati saranno conosciuti solo tra 2-3 anni (studio europeo), 5-6 anni (studio americano), a meno che la frequenza dell'insorgere del diabete non ne autorizzi una visione più precoce. Questo approccio terapeutico anticipato della malattia con iniezioni di insulina, un po' sorprendente a prima vista poiché interessa pazienti in perfetta salute,secondo noi potrà essere utilizzato solo se la protezione si rivelerà maggiore e di sufficiente durata.

La "tollerogenesi orale" comporta un insieme di meccanismi di induzione di tolleranza che potrebbero essere utilizzati interessantemente nel trattamento del diabete.

L'induzione dei linfociti T regolatori (soppressori), attivati nella parete digestiva dal contatto dei peptidi provenienti da antigeni ingeriti e capaci di produrre delle citochine soppressive, è stata riscontrata nell'encefalomielite autoimmune murina.

Nel modello NOD del diabete autoimmune si è dimostrato l'effetto protettore dell'apporto continuo e regolare di insulina per via digestiva. Si pensa che alcuni linfociti attivati nella parete digestiva, raggiungano attraverso la circolazione i siti (isole di Langerhans) dove ritrovano dei peptidi di insulina causando la soppressione dell'attacco autoimmune. Ma attenzione: in alcune circostanze sperimentali, la

somministrazione orale di insulina può al contrario favorire l'insorgenza del diabete.

Alla fine del '96 sono stati iniziati due studi utilizzanti insulina ricombinante in polvere fornita dalla casa farmaceutica Eli-Lilly. uno studio americano (DPT l) che ha incluso soggetti prediabetici a rischio moderato di diabete, un altro francese (DIOR) effettuato in pazienti con diabete di recente insorgenza. Entrambi gli approcci terapeutici daranno dei risultati interessanti: lo studio americano interferisce più precocemente con il processo patologico, e le sue conclusioni saranno rese note solo tra 5-8 anni; lo studio francese valuta in tempi più brevi, 1-2 anni, un potenziale effetto benefico nella fase più tardiva.

L'immunoterapia propriamente detta (immunosoppressione a più o meno largo spettro, immunomodulazione di varie popolazioni linfocitarie) specifica o meno sui linfociti autoreattivi contro antigeni insulari, non rappresenta l'unico indirizzo terapeutico.

Possiamo immaginare che le interazioni tra genetica ed ambiente non rappresentino più delle semplici constatazioni epidemiologiche, ma che ben presto entreranno in uno schema meglio definito, in cui saranno identificati degli effettori cellulari, molecolari, chimici o fisici. Conosciamo probabilmente più di 10 geni, i cui prodotti intervengono nella predisposizione al diabete di tipo 1, ed un numero ancora scosciuto di fattori "ambientali" che intereagiscono con alcuni di loro.

Forse si potrà in futuro interferire con una di queste intereazioni per evitarne gli effetti deleteri, come: prevenire l'esposizione ad un agente virale all'origine del mimetismo molecolare o della lesione diretta delle insule, vaccinare contro di esso, modificare un'abitudine alimentare che possa agire sulle cellule b o sul sistema immunitario, o più aneddoticamente: evitare di vivere in alcune zone della Sardegna!, non costruire una famiglia numerosa con un coniuge Finlandese!, ecc. Questa sarebbe una strategia veramente preventiva nei confronti degli individui a rischio, forse anche di tutta la popolazione, in uno stadio molto precoce della catena fisiopatologica. Il consiglio genetico dunque, non sembra evidentemente una soluzione praticabile nei confronti diuna malattia multifattoriale, multigenica, e soprattutto compatibile con una esistenza piena e felice.

Si può anche immaginare di raggiungere la soluzione studiando l'altro capo della catena fisiopatologica e cioè grazie ad una migliore comprensione e padronanza farmacologica dei fenomeni di apoptosi, di protezione, di riparazione cellulare, e di rigenerazione delle cellule b.

Dei meccanismi che interessano direttamente la distruzione autoimmune, si posseggono dati sperimentali molto frammentari.

La strategia è attuabile solo dopo l'attacco autoimmune, e va riservata agli individui già colpiti, a degli stadi relativamente tardivi del processo.

Alla luce delle nostre conoscenze attuali, il livello di equilibrio che si è ottenuto con il trattamento classico, resta globalmente insufficiente, pertanto nessuna via deve essere trascurata: immunologica, genetica, ambientalistica, di biologia cellulare, ecc.

Tuttavia studi clinici saranno intrapresi solo se esistono delle evidenze sperimentali certe e alla condizione esplicita di aver soppesato gli eventuali rischi.

Questa esposizione è il frutto degli studi e delle discussioni con i miei amici francesi:

Jean Claude Carrel e Christian Boitard, italiani: Maurizio Vanelli e Renata Lorini, ed americani Noel Mac Laren. A questi ed a tutti gli altri amici e colleghi dei due paesi porgo calorosi ringraziamenti.