Analisi della malattia residua minima nei pazienti pediatrici Italiani con Leucemia Linfoblastica Acuta
Dal 1998 si è dimostrato che il sistema più sensibile per distinguere le cellule di LAL (Leucemia Acuta Linfoblastica) è un metodo di biologia molecolare che permette di riconoscere già dall’esordio della malattia una sequenza di DNA che solo le cellule di LAL posseggono e che è diversa in ogni paziente. Una volta riconosciute, esiste così la possibilità di monitorarle nel corso della terapia.
Si è quindi potuto dimostrare che il numero di cellule leucemiche residue dopo le prime fasi di terapia è proporzionale al successo della cura. Ciò significa che se le cellule leucemiche sono ancora numerose bisogna somministrare una terapia più intensa, se sono poco numerose la terapia può essere minima. L’intensità della terapia nei diversi scenari è stata definita in maniera precisa e rigorosa. Sulla base di questo sforzo congiunto di laboratori, clinici e statistici, si è arrivati a promuovere il primo protocollo clinico al mondo basato sulla MRM (malattia residua minima), nel quale cioè la definizione della terapia migliore fosse basata in modo proporzionale al rischio di non guarire. E’ stato un primo passo verso la personalizzazione della cura. Il tutto è iniziato con tre gruppi di rischio (standard, intermedio e alto). Si è così potuto dimostrare che questo protocollo clinico ha portato un ulteriore beneficio alla cura dei pazienti, non solo perché ora circa il 85% dei bambini con LAL guarisce, ma perché è ora possibile distribuire meglio la terapia ai pazienti, aumentandola quando il rischio è maggiore e diminuendola quando è minore. In questo modo si contribuisce anche al miglioramento della qualità di vita e alla diminuzione dei rischi associati negli anni alle terapie più forti.
Il monitoraggio della Malattia Residua Minima (MRM) consiste nella misurazione del numero residuo di cellule leucemiche nell’aspirato midollare di bambini dopo le prime fasi di chemioterapia. Il valore di MRM è il più efficace marcatore della risposta al trattamento per Leucemia Acuta Linfoblastica (LAL) ed è inversamente proporzionale alla probabilità di cura.
L’analisi di MRM per tutti i bambini italiani con LAL è eseguita a Monza, presso il Centro Ricerca Tettamanti, utilizzando tecniche avanzate di biologia molecolare.
Ogni anno il Comitato Maria Letizia Verga copre i costi della analisi di Malattia Residua Minima per tutti i bambini italiano in esordio di malattia (circa 400 casi di LLA / anno) con il suo contributo di 400.000 euro.
La diagnosi di Malattia Residua Minima per ogni bambino ha un costo di 1.000 euro / anno.
Lo strumento che oggi può fare la differenza. Individuando il profilo genetico (passaporto) di OGNI bambino malato, è possibile studiare una terapia personalizzata (di precisione) più mirata e offrire quindi, in ogni fase della malattia, un’opportunità di guarigione in più e una riduzione della tossicità.
TERAPIA MIRATA PER LEUCEMIA LINFOBLASTICA ACUTA IN ETA’ PEDIATRICA
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Qual è la terapia migliore per ogni bambino con leucemia linfoblastica acuta (LLA)? E’ possibile differenziare la terapia per ogni piccolo paziente?
Dal 1998 sappiamo riconoscere una sequenza di DNA che solo le cellule di LLA posseggono, che è diversa in ogni paziente e che permette di monitorare la malattia nel corso della terapia. Abbiamo anche dimostrato che il numero di cellule leucemiche residue dopo le prime fasi di terapia (malattia residua minima, MRM) è proporzionale al successo della cura e nell’anno 2000 abbiamo attivato il primo protocollo clinico al mondo basato sulla MRM, nel quale la definizione della terapia migliore è proporzionale al rischio di non guarire! Il nostro laboratorio, da allora, esegue gli esami per la MRM di tutti i bambini italiani. E’ stato un primo passo verso la personalizzazione della cura.
Nonostante l’85% dei bambini con LLA guarisca, vogliamo contribuire anche al miglioramento della qualità di vita e alla diminuzione dei rischi associati negli anni alle terapie più forti.
Grazie alla possibilità di sequenziare il DNA contenuto nelle cellule leucemiche di ogni paziente è possibile identificare anomalie geniche prima sconosciute. Ogni bambino ha un suo specifico corredo di anomalie genetiche che lo contraddistinguono.
Ci siamo dedicati in laboratorio a trovare le modalità per individuare queste anomalie, studiarne l’impatto sulla prognosi, capire quali danni provocano e come si possano contrastare.
Per tutti i bambini italiani, a Monza, eseguiremo una serie di analisi di genetica molecolare avanzata, denominata «sequenziamento di nuova generazione», per identificare le nuove alterazioni. Potremo individuare nuovi sottogruppi di pazienti con rischio elevato di ricaduta e candidabili a terapie alternative con nuovi farmaci specifici contro le lesioni genetiche individuate (medicina di precisione).
Si procede a piccoli passi, sulla base di dimostrazioni scientifiche accurate e la condivisione con i colleghi di altri Paesi del mondo, ma si continua lungo la strada del sogno di curare ogni volta un bambino in più e meglio, verso la sconfitta di questa malattia.
Project Leader: Dott. Giovanni Cazzaniga
Responsabile Laboratorio Diagnostico e Unità di Ricerca “Genetica delle leucemie”, Centro Ricerca M. Tettamanti
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La immunoterapia adottiva, tra le varie tipologie, che ha avuto negli ultimi anni lo sviluppo clinico più avanzato è la terapia cellulare con i CAR-T.
Le cellule CAR-T consistono in linfociti T che “esprimono”, cioè presentano sulla propria superficie, recettori CAR (Chimeric Antigen Receptor), che individuano in maniera mirata uno specifico bersaglio tumorale, quale ad esempio quello presente sulle cellule leucemiche dei pazienti affetti da Leucemia Linfoblastica Acuta. I recettori sono definiti “chimerici” in quanto sono costituiti da parti diverse che da un lato riconoscono uno specifico antigene target, e dall’altro sono collegati al sistema interno alla cellula in grado di attivare il linfocita stesso.
Per produrre i CAR-T è necessario estrarre i linfociti T dal sangue del paziente, oppure da quello di un donatore compatibile. I linfociti T sono successivamente ingegnerizzati inserendo al loro interno dei frammenti di DNA (tramite vettori prevalentemente virali), che consentono ai linfociti T di produrre sulla propria superficie i CAR, in modo da riconoscere e attaccare le cellule tumorali in maniera più mirata.
Per la loro capacità di proliferare e persistere in vivo, una volta infusi nel paziente, i CAR-T vengono definiti anche come “farmaco vivente” e per questo possono essere molto attivi anche dopo una singola somministrazione, caratteristica questa che li differenzia dai farmaci tradizionali.
I CAR-T sono giunti all’attenzione dell’opinione pubblica solo recentemente, ma in realtà la loro storia inizia verso la metà degli anni 80, grazie alle intuizioni del ricercatore israeliano Zelig Eshhar, del Centro di Ricerca Weitzmann, che è accreditato per aver prodotto uno dei primi CAR-T in forma ancora preliminare e il ricercatore Dario Campana, durante la sua permanenza al St. Jude Children’s Research Hospital è considerato uno degli scienziati che hanno sviluppato precocemente i CAR-T nel corso degli anni ‘90 e dei primi anni 2000.
Ma si è dovuto attendere molti anni prima di vedere i primi risultati in clinica, sia per la necessità di perfezionare la tecnologia di ingegnerizzazione delle cellule T, sia per la necessità di individuare il bersaglio che consentisse di colpire le cellule tumorali, senza determinare gravi effetti collaterali. L’attenzione si concentrò sul CD19, antigene presente sui tumori di tipo B, sebbene il CD19 sia presente anche sui linfociti B normali, questi ultimi non sono indispensabili per la vita, poiché si può supplire con l’infusione di immunoglobuline alla loro eliminazione causata dall’azione dei CAR-T.
I primi case report su casi clinici sono stati pubblicati dal team di Rosemberg del National Cancer Institute e di Carl June dell’Università della Pennsylvania, rispettivamente nel 2010 e nel 2011, inerenti alcuni pazienti affetti da linfoma e leucemia cronica, con risultati considerati parziali, in quanto le iniziali risposte non furono confermate nei pazienti successivi. L’evento che ha determinato una svolta storica per il destino dei CAR-T, è stato quanto è accaduto a una bambina di 7 anni, Emily Whitehead, ammalata di Leucemia Linfoblastica Acuta da due anni e resistente al trattamento chemioterapico, che nell’aprile 2012 fu la prima paziente pediatrica a essere trattata dal Dr. Grupp presso il Children’s Hospital di Philadelphia con il CAR-T anti-CD19 sviluppato presso l’Università della Pennsylvania. Tre settimane dopo l’infusione e dopo aver superato una severa e imprevista crisi determinata dal rilascio delle citochine da parte delle cellule T che combattevano contro la leucemia, la bambina ottenne una remissione completa. Ovviamente questa notizia generò molta attenzione sul caso, sia nel mondo scientifico sia da parte del mondo dell’industria farmaceutica, che fino a quel momento aveva considerato i CAR-T un esercizio accademico più che una reale possibilità terapeutica.
A dicembre del 2013, durante il congresso Americano di Ematologia (ASH), venne annunciato che la prima paziente ad aver ottenuto una risposta completa dopo trattamento con CAR-T, era ancora in remissione dopo 20 mesi e che un totale di 19 su 22 pazienti pediatrici avevano ottenuto una risposta completa. Di questi 19 pazienti che inizialmente responsivi al trattamento 5 avevano successivamente ripresentato la malattia, sottolineando l’importanza del follow-up a lungo termine per tutti i pazienti che ottengono una risposta completa.
Da questi primi report sui CAR-T si è fatta molta strada e nell’agosto 2017 Novartis, che nel frattempo aveva rilevato i diritti di commercializzazione dall’Università della Pennsylvania, ha ottenuto l’approvazione del primo CAR-T da parte dell’FDA per il trattamento della Leucemia Linfoblastica Acuta refrattaria o in recidiva. Dopo pochi mesi anche il CAR-T della Kyte/Gilead, che aveva acquisito i diritti della tecnologia messa a punto dal National Institute of Health, ha ottenuto l’approvazione da FDA, per il trattamento dei Linfomi Non Hodgking a cellule B chemioresistenti. Dati molto significativi sono stai pubblicati recentemente (febbraio 2018), sul New England Journal of Medicine, relativi a uno studio clinico con i CAR-T su 75 pazienti in età pediatrica o giovani adulti affetti da Leucemia Linfoblastica Acuta di tipo B, in recidiva o resistenti alla chemioterapia, che hanno confermato un’elevata percentuale di remissioni (81%) tre mesi dopo l’infusione di CAR-T, con una durata della remissione dell’80% a sei mesi e del 59% a 12 mesi. Lo studio ha visto la partecipazione di 25 centri a livello internazionale, tra i quali la Clinica Pediatrica Universitaria della Fondazione MBBM c/o Ospedale San Gerardo di Monza, che ha dato la possibilità di trattare il primo paziente pediatrico con CAR-T nell’agosto del 2016, sotto la guida della dott.ssa Balduzzi, coautrice della pubblicazione.
Ad oggi circa 40 Società Farmaceutiche, molte delle quali in partnership con istituzioni accademiche, stanno sviluppando CAR-T con l’obiettivo di migliorarne le caratteristiche e ampliare la tipologia dei tumori che potranno essere trattati.
Tra i temi affrontati dai ricercatori c’è la necessità di riuscire a controllare uno dei più temuti effetti collaterali della somministrazione dei CAR-T, la Sindrome da Rilascio di Citochine, conseguente all’attivazione del sistema immunitario e al rilascio in circolo delle cosiddette citochine infiammatorie. Una delle strategie adottate è l’immunosoppressione farmacologica, utilizzando sostanze come il tocilizumab in grado di bloccare l’azione infiammatorie dell’interleuchina 6. Altra strada studiata dai ricercatori è l’ulteriore ingegnerizzazione dei linfociti T introducendo un secondo messaggio tramite DNA, oltre a quello per la produzione dei CAR, in grado di fungere da “gene suicida”, che può essere attivato quando necessario e indurre la rapida soppressione del linfocita T in caso di eccessiva risposta del sistema immunitario. Tale ricerca è stata intrapresa da vari centri di ricerca e aziende biotech, quali ad esempio la Società USA Bellicum in collaborazione con il Baylor College of Medicine di Houston, che ha messo a punto un sistema cosiddetto “caspasi 9 inducibile”, adottato recentemente anche presso il Bambin Gesù di Roma nell’ambito di uno studio clinico per il trattamento della Leucemia Linfoblastica Acuta.
Altre strategie di ricerca stanno valutando l’utilizzo di linfociti T provenienti da donatori compatibili in alternativa al prelievo dallo stesso paziente, utilizzando tecniche di ingegnerizzazione semplificate con l’obiettivo di ridurre la complessità produttiva, migliorare la sicurezza e ridurre i costi di produzione, favorendo la disponibilità e l’accesso al trattamento con i CAR-T. In tale direzione è il CAR-T sviluppato a Monza denominato CARCIK che ha la particolarità di essere completamente frutto della ricerca italiana essendo stato interamente sviluppato presso il centro di Ricerca della Fondazione Tettamanti. CARCIK è prodotto presso il Laboratorio Verri all’interno dell’Ospedale San Gerardo di Monza.
Per il CARCIK viene utilizzata una modalità di trasferimento del materiale genetico all’interno del linfocita T che non prevede l’utilizzo di virus durante il ciclo produttivo (come avviene per gli altri CAR-T), ma di altri elementi definiti “trasposoni”, ritenuti più sicuri rispetto ai virus e in grado di garantire una riduzione dei costi significativa, grazie a una semplificazione del processo produttivo.
La denominazione CARCIK è spiegata dal fatto che è un CAR che utilizza dei particolari linfociti T denominati CIK (Cytokine Induced Killer), che uniscono all’attività citotossica dei T anche quella antitumorale di cellule definite NK (Natural Killer). Inoltre le CIK hanno dimostrato di essere sicure e ben tollerate anche quando i linfociti provengono da un donatore (quindi di origine allogenica) e non dal paziente stesso (origine autologa).
La produzione dei dati sulle cellule CIK vede come protagonisti a livello internazionale alcuni ricercatori italiani dell’Ospedale Papa Giovanni XIII di Bergamo, con i quali il team del prof. Biondi di Monza collabora da molti anni e condivide il protocollo di studio clinico con CARCIK in pazienti affetti da Leucemia Linfoblastica Acuta in recidiva o resistente a precedenti trattamenti.
Il protocollo clinico è stato già approvato dalle autorità regolatorie italiane (Istituto Superiore di Sanità, AIFA e Comitati Etici locali), è attualmente aperto all’arruolamento dei pazienti e prevede l’inclusione sia di soggetti in età pediatrica a Monza, sia di pazienti adulti a Bergamo.
Responsabili del progetto:
-Dott.ssa Chiara Magnani, PhD senior post doc laboratorio immunoterapia molecolare
-Dott.ssa Sarah Tettamanti, PhD senior post doc laboratorio immunoterapia molecolare
