Industria Farmaceutica e Ricerca sul Diabete Mellito in Bambini ed Adolescenti

Professor Dr. Med. Dr. h. c. ROLF KREBS

Geschaftsführender Gesellschafter
C. H. Boeringer Sohn

Benché la natura del diabete di tipo l giaccia ancora nell'ombra, recenti ritrovamenti hanno portato ad una migliore comprensione di alcuni dei meccanismi coinvolti nel suo sviluppo, permettendo così di rimpiazzare le speculazioni con i fatti.

L'effetto ultimo, che è la distruzione delle beta-cellule pancreatiche che producono insulina non può essere sovvertito con gli strumenti di ricerca esistenti, quindi la ricerca attuale si focalizza su 2 campi:

• prevenzione dei processi che portano alla distruzione dei tessuti che producono insulina e
• tentativo di miglioramento della terapia esistente.

Obiettivi di ricerca

In questa breve panoramica porrò in luce 3 argomenti (fig. 1):

1. obiettivi di ricerca basati sulla nostra comprensione dei processi fisio-patologici
2. cammino intrapreso per migliorare la tempia sintomatica e
3. misure per prevenire l'insorgere del diabete di tipo 1.

Diversamente dal diabete di tipo 2 (fig. 2) non può essere identificato un netto scambio genetico che faccia innescare la malattia, anche se sembra abbastanza chiaro che la suscettibilità genica negli antigeni leucocitari di classe II giochi un ruolo importante nello sviluppo della malattia. Tuttavia non è questa la causa del meccanismo poiché non tutte le persone con quella particolare suscettibilità sviluppano il diabete di tipo 1. Questo scambio genetico è altamente associato allo sviluppo di tutte le malattie immuni auto-aggressive.

Il primo riscontro in esperimenti sugli animali, così come nell'uomo, è il rilascio di peptidi "diabetogenici". Essi provocano l'attivazione di cellule-T generato dalla suscettibilità genetica.

Questa attivazione è associata alla espressione di markers, chiamati molecole, di adesione, ad es. ICAM, sulla superficie delle cellule. L'attivazione innesca a sua volta 3 fasi patologiche:

1. alcune cellule dal compartimento sanguigno vascolare invadono il pancreas. Esse sono trasformate in
2. cellule che producono anticorpi o
3. le cosiddette cellule killer.

Al fine di distruggere e rimuovere il tessuto che è riconosciuto dal corpo come patologico sono rilasciate delle citochine che portano alla formazione di radicali liberi di ossigeno e/o ossido di azoto (NO) che causano infine la morte delle cellule.

Mentre questa cascata di eventi è ora generalmente accettata, il primo passo che deve essere la distruzione del tessuto pancreatico è ancora soggetto di congetture. Tra le varie, solo sull'ipotesi del virus si ha qualche prova.

È noto da molto tempo che sia l'infezione da rosolia congenita, sia quella da coxsackie virus, presentano una correlazione statistica con l'insorgere del diabete di tipo 1. Tuttavia la loro incidenza non sembra essere sufficientemente elevata per spiegare l'esordio della maggioranza dei casi di diabete di tipo 1.

Un aspetto stimolante è la recente individuazione di un retrovirus endogeno (IDDMKl,2) da parte di Conrad e collaboratori (fig. 3). Il DNA del virus era stato ovviamente inserito nel genoma durante l'evoluzione. La sua presenza poteva essere mostrata in tutti i 10 diabetici di tipo 1 investigati, ma non nei volontari sani. Non è ancora noto quale meccanismo inneschi la sua attivazione. Tuttavia studiando la proteina capsulare del virus, gli autori sono stati capaci di dimostrare che questo rappresenta un super antigene che induce un'attivazione esplosiva delle cellule T. Se questa scoperta sarà confermata da ulteriori studi, potrà rappresentare la base dell'applicazione della cosiddetta tecnologia 'antisenso' (fig, 4).

La tecnologia antisenso è al momento già applicata nella ricerca clinica di malattie che sono basate sulla produzione di proteine patologiche. Il suo principio di base è il blocco della produzione di proteine tramite il mascheramento dell'informazione genica da parte di una molecola relativamente corta. Come conseguenza, l'informazione genica non può essere letta, il che implica che il retrovirus endogeno, comprese le sue proteine capsulari, non si possano riprodurre, in questo modo la distruzione delle cellule può essere prevenuta.

Tentativi di migliorare la terapia esistente.

1. Somministrazione di insulina.

È ampiamente accettato che l'applicazione sottocutanea di insulina è lungi dall'essere ideale. Richiede miglioramenti in quanto (fig.5):

• l'assorbimento è altamente variabile (fig 6)
• non c'è un legame fisiologico con il fabbisogno e
• contrariamente alla condizione fisiologica in cui almeno il 50% dell'insulina agisce a livello epatico, l'insulina somministrata per via sottocutanea va nella circolazione generale al 100%.

Un approccio clinicamente studiato sta nel ridurre la variabilità dell'assorbimento e facilitare la somministrazione per il paziente evitando l'iniezione (fig. 7).

La somministrazione per via nasale ha mostrato risultati deludenti. La variabilità dell'assorbimento era elevata come nel caso della iniezione sottocutanea e la quantità assoluta di insulina che poteva essere somministrata era troppo bassa per ragioni galeniche.

I miglioramenti nella produzione di sistemi utili all'inalazione di polvere e soluzioni per pazienti asmatici, hanno recentemente stimolato un nuovo interesse nella somministrazione di insulina come la terapia inalativa. Nei nostri laboratori i ricercatori hanno sviluppato un nuovo sistema per l'inalazione di farmaci. Questo sistema , chiamato Respimat, nebulizza composti che sono dissolti in acqua utilizzando l'alta pressione. Diversamente dalla inalazione con i classici propellenti la superficie di assorbimento del polmoni potrebbe essere incrementata di quasi il 50%. I primi studi di somministrazione insulinica mediante il Respimat (fig. 8) hanno mostrato risultati promettenti. La variabilità dell'assorbimento è molto più bassa rispetto alle iniezioni sottocutanee. Inoltre l'assorbimento dopo l'inalazione è molto più rapido (fig. 9) e, conseguentemente, la comparsa degli effetti è più repentina e pronunciata. Al momento stiamo lavorando assieme ai produttori di insulina per aumentare la concentrazione del composto perché finora il numero di puff necessari per una dose terapeutica è ancora inaccettabile, nell'ordine di 5-10 puff. In caso di successo, l'insulina potrebbe essere somministrata più facilmente e senza grandi inconvenienti, avvicinandoci maggiormente alle aspettative dei pazienti. Parimenti, l'industria farmaceutica Pfizer sta studiando l'inalazione di insulina in polvere.

Ovviamente, ciò non risolverebbe il problema dell'erogazione di insulina al fegato necessaria per stimolare la risposta ormonale all'ipoglicemia (fig. 10). La questione è affrontata (fig.11) nell'uso di pompe eroganti insulina che utilizzano il peritoneo come superficie di assorbimento. Per un giudizio su questo approccio bisogna attendere il risultato degli studi di controllo che sono in corso.

La via più fisiologica per risolvere il diabete di tipo l, il trapianto di pancreas, non solo è limitata dalla scarsa disponibilità di trapianti, ma anche dall'irrisolto problema di una cura permanente, sicura ed efficace per la soppressione delle reazioni immunologiche. Anche l'utilizzo dell'incapsulamento di insule, cellule beta o di cellule geneticamente ingegnerizzate a produrre insulina, non evita reazioni immunologiche simili a quelle presenti nella patologia del diabete.

Come conseguenza, si sta facendo un intenso lavoro per mettere a punto il pancreas artificiale.

Tecnicamente alcuni prototipi funzionano bene. Per poter raggiungere il funzionamento automatico, è necessario ancora attendere lo sviluppo di sensori per il glucosio sensibili e riproducibili.

2. Miglioramento della terapia insulinica

L'elevata variabilità dell'assorbimento dell'insulina e la sostanziale incapacità di costituire un dosatore unico per la somministrazione e la richiesta di insulina, ha stimolato i ricercatori a puntare alla riduzione dei fattori complicanti il trattamento sottocutaneo del diabete di tipo l. Mentre nella regolazione fisiologica il problema non sorge, l'applicazione sottocutanea dell'insulina può condurre alla più temuta ipoglicemia e, come mostrano i dati sulla glicosilazione della proteina, alla iperglicemia, il grande "Studio sul controllo del diabete e le sue complicanze" (DCCT) ha evidenziato che solo un buon controllo della glicemia, può prevenire complicanze come malattie microvascolari e danni alle terminazioni nervose. Ciò è di estrema importanza perché fino ad ora nessuno dei tentativi di trattamento di queste complicanze ha avuto successo. Ci sono alcune prove che le complicanze che insorgono all'ultimo stadio della malattia sono principalmente dovute alla iperglicemia riflessa nella alta glicosilazione della proteina. Il ben conosciuto parametro della emoglobina glicata (HblAc) è solo un esempio per molte proteine tissutali.

Ci sono 2 composti disponibili, Acarbose e Miglitol (fig. 12) con la potenzialità di livellare l'andamento della glicemia nel sangue anche nei diabetici di tipo l. Entrambi i farmaci inibiscono l'enzima alfa-glicosilasi nella membrana del più basso intestino. Questo enzima trasforma gli zuccheri complessi dei cibi in glucosio. Bloccando gli enzimi, la digestione dei carboidrati viene ritardata (fig. 13), il che diminuisce l'incremento glicemico post-prandiale.

Il risultato (fig.14 + 15) della riduzione delle iperglicemie è la diminuzione della emoglobina glicosilata. Il farmaco è sempre più utilizzato dai diabetici di tipo 2, ma sfortunatamente né le case farmaceutiche che lo producono, né i clinici, lo hanno considerato per il trattamento dei diabetici di tipo 1. Gli studi preliminari dimostrano, comunque, risultati promettenti. Poiché solo un terzo dei pazienti trattati risponde alla cura, appare necessario trovare un dosaggio individuale. Gli effetti secondari gastrointestinali (flatulenza, diarrea, deboli dolori addominali) sembrano scomparire col tempo.

Uno degli effetti secondari della terapia insulinica che causa più insicurezza e paura è l'ipoglicemia. Dopo la scoperta dell'amilina (fig.16) che è rilasciata, insieme all'insulina, dal pancreas in condizioni fisiologiche, potrebbe essere dimostrato che la sua mancanza causi il deterioramento dei meccanismi controregolatori nel fegato. Il primo approccio da parte di una di una ditta biotecnologica (Amylin Pharmaceutical Company) finalizzato alla sostituzione del composto mediante una tripro-amilina è stato deludente. L'efficacia iniziale negli esperimenti animali non è stata dovuta al suo effetto sul fegato, ma alla diminuzione dei vuoti gastrici. In più, la mancanza di assorbimento orale avrebbe necessariamente richiesto sia per l'insulina che per l'amilina la somministrazione parenterale.

 

3. Sostituzione dell'insulina.

Molti tentativi di sostituire le iniezioni di insulina con preparati agenti per via orale (fig.17) sono falliti a causa dell'elevata tossicità. L'uso del peptide l glucagone simile (GLP-l) (fig.18), benché abbia effetti simili all'insulina non sembra molto promettente poiché deve essere somministrato anch'esso per via parenterale, ed in più ha un tempo di dimezzamento più breve dell'insulina. Di conseguenza sarebbero necessarie anche più iniezioni. Studi sui suoi effetti molecolari, tuttavia, hanno indicato che può essere possibile bloccare il recettore dell'insulina nella sua conformazione agonistica. Perciò si persegue la ricerca di preparati che imitino gli effetti dell'insulina.

Misure per prevenire l'insorgenza del diabete di tipo 1.

Negli ultimi due anni sono stati fatti molti tentativi nella sperimentazione su uomini ed animali per prevenire l'insorgere del diabete di tipo 1(fig.19). La nostra migliore comprensione degli eventi del sistema immunologico ci spiega ora il perché approcci non specifici non abbiano avuto successo.

Ora che abbiamo una più completa conoscenza della fisiopatologia del diabete di tipo 1, è possibile identificare obiettivi specifici (fig. 20) e per alcuni dei quali già esistono dei preparati o addirittura sono già in corso le sperimentazioni cliniche. I 5 approcci possono essere riassunti come segue:

1. Inibitori di molecole adesive (anti-ICAM, DlavaX) che sono stati dimostrati in grado di prevenire l'attivazione delle cellule T, l'immigrazione di leucociti nel tessuto e la trasformazione di cellule in cellule killer.
2. Antivirali che potrebbero essere utilizzati come vaccini per combattere le infezioni dai virus della rosolia e coxosakie o come molecole antisenso per prevenire la riproduzione del retrovirus endogeno (IDHMK 1,2).
3. Compatibilità con l'insulina (orale, parenterale), entrambe le forme di applicazione sono state mostrate, essere efficaci nel sopprimere la secrezione di insulina nel pancreas. Contemporaneamente riduce l'escrezione di peptidi "diabetogenici" e rallenta l'insorgere di diabete clinicamente manifesto. Al fine di provare questa ipotesi 5 grandi test sono al momento in corso e si attendono i risultati entro pochi anni (fig. 21).
4. Insulin like growth factors (fattore di crescita insulinosimile) che ristabilisce la funzione pancreatica. Lo stesso vale per gli accelleratori di riparazione di cellule Beta tra i quali la nicotinamide (fig. 22) è attualmente in fase di valutazione clinica in due grandi studi. I risultati saranno disponibili tra 3-5 anni.
5. Una interessante possibilità di riparare potenzialmente la struttura anatomica del pancreas potrebbe derivare dalla nuova scoperta di un gene la cui proteina stimola la rigenerazione delle celluleb.

Gli approcci per prevenire il diabete sono limitati finchè non saranno disponibili test meno dispendiosi per dosare gli anticorpi autoimmuni e/o i l'antigene leucocitario umano (HLA), al fine di individuare la malattia, mediante screening, in una fase, molto iniziale, prima di quella subclinica.

Spero che, attraverso gli studi dei vari ricercatori di cui vi ho parlato, abbiate notato che si sta facendo una gran mole di lavoro al fine di migliorare la situazione dei pazienti affetti da diabete di tipo 1.

Lasciatemi anche aggiungere che la biotecnologia e la tecnologja dei geni in particolare sono strumenti che potrebbero aiutare ad approcci terapeutici completamente nuovi. Ciononostante,l'entusiasmo per soluzioni immediate non è giustificato perché, come tutti sappiamo, lo sviluppo di un nuovo preparato ai nostri tempi richiede all'incirca 12 anni.