Terapia per la leucemia acuta

Come abbiamo già accennato le leucemie acute hanno una cinetica totalmente diversa rispetto alle leucemie mieloidi croniche, presentano infatti una cinetica in cui l’attività proliferativa è pressoché normale (non c’è un aumento dell’attività proliferativa), mentre c’è un blocco totale del differenziamento e quindi dell’apoptosi, in altre parole nelle leucemie acute i precursori non sono più in grado di attivare un programma differenziativo, non vanno in differenziamento, e di conseguenza nel sangue periferico vedo molte più cellule immature, denominati blasti leucemici, finchè ad un certo punto non vedo più granulociti normali ma solo blasti. Quindi se valutiamo le due situazioni dal punto di vista cinetico sono completamente diverse, difatti una, quella cronica, è caratterizzata da un aumento dell’attività proliferativa, mentre l’altra, quella acuta, è caratterizzata da un blocco differenziativo. Tuttavia per decine di anni, poiché non si sapeva cosa fare, e ancora oggi in certi casi, tale patologia veniva trattata con la chemioterapia, vengono cioè utilizzati dei farmaci, detti anti-blasti, anti-proliferativi come la vincristina, la vinblastina, e il metotrexato, che bloccano l’attività proliferativa, ma poiché la causa della patologia non è l’aumento dell’attività proliferativa, nella maggior parte dei casi il paziente non rispondeva alla terapia. Ecco perché le leucemie acute fino a 20/10 anni fa andavano tutte male, cioè il paziente moriva dopo 6/8 mesi, un anno. Quindi il massimo che io potevo fare in termini terapeutici era non certo curarli con una chemioterapia, che poteva avere effetti collaterali gravissimi, ma utilizzare la chemioterapia per distruggere tutto il midollo, in modo da eliminare sia i blasti leucemici, che sono abbastanza fragili, che le cellule normali, sperando poi che il midollo riprendesse a crescere sano, e quindi di sradicare il clone leucemico. Questo però, che era il primo razionale terapeutico, naturalmente in certi casi funzionava, mentre in altri no, e questo perché quello che riprendeva in certi casi era il midollo leucemico. In questo caso si doveva perciò ripetere lo schema sperando che le cellule non fossero resistenti, per poi tentare un trapianto prendendo un donatore compatibile. Ma anche in questo caso si poteva verificare la leucemizzazione del midollo, per di più c’era il problema del rigetto. Inoltre nella fase in cui il midollo veniva distrutto, esponevo il paziente a rischi terrificanti perché distruggendo il midollo, il paziente si anemizzava, diventava piastrinofenico ed era più esposto ad infezioni, occorreva perciò una terapia di supporto consistenze, basata su trasfusioni, concentrati granulocitari e piastrinici. Quindi per 15 giorni finché il midollo non si riprendeva, non si riusciva a capire se riprendeva normale o leucemico e il paziente era fortemente a rischio. Tuttavia in alcuni casi il trapianto del midollo ha salvato la vita delle persone, il trapianto del midollo rimane perciò una possibilità, questo però fino a quando non è stata scoperta la terapia differenziale. Difatti poiché in tale patologia il problema non è tanto bloccare l’attività proliferativa che è normale, ma riavviare il differenziamento, è partita da qui tutta la questione del differenziamento che è stata studiata in vari modi.

Bisogna poi osservare che poiché ogni filiera differenziativa è caratterizzata da una serie di CD (Cluster of Designation), cioè da proteine di superficie che mi permettono di capire che tipo di cellula sto analizzando, riesco a definire perlomeno da quale filiera, ovvero eritrocitaria, megacariocitaria, monocitaria, linfocitaria o granulocitaria, da cui deriva il problema (ovviamente riferiamo il discorso alle leucemie mieloidi, perché poi le linfoblastiche o i linfomi hanno un altro tipo di schema). Perciò la tecnica che devo applicare, oltre allo studio della morfologia (faccio un vetrino e guardo le cellule senza in questo caso riconoscerle), alla citochimica, alla citometria, allo studio con gli arrays, è la immunofenotipizzazione, che mi permette di andare a vedere il fenotipo in base alle proteine di superficie, CD, che le cellule sono in grado di produrre. Ed è proprio su questa basi che è stata fatta la FAB classificazione delle leucemie acute, che è una classificazione degli anni ’80 fatta da un “french-american-british cooperation group”, ossia un gruppo cooperativo francese, americano e inglese, che ha diviso le leucemie in diversi sottotipi, e questo perché esistono sia leucemie con cellule molto indifferenziate, cioè con cellule che sono vicino alle cellule staminali tanto per intenderci, leucemie CD34+ (leucemie delle cellule staminali), che leucemie con cellule più avanzate nello stadio differenziativo. Vi sono quindi leucemie a diversi livelli di maturazione e queste sono state classificate in:

M0 = Indifferenziata

M1 = Mieloblastica indifferenziata

M2 = Mieloblastica differenziata

M3 = Promielocitica

M4 = Mielo-monocitica

M5 = Monoblastica

M6 = Eritroblastica

M7 = Megacariocitica

Quindi ogni componente del differenziamento mieloide può andare in contro a leucemizzazione, pertanto posso avere delle forme molto immature o delle forme un po’ più mature, in ogni caso però nelle leucemie acute non ho mai elementi maturi, ma sempre cellule immature, in altre parole non ho mai un fenotipo maturo e quando ce l’ho siamo di fronte ad una leucemia cronica. In ogni caso posso studiare queste patologie perché per ciascuna di queste posso ricavare delle linee cellulari in vitro, che mimano il comportamento dei blasti, e pertanto il blocco differenziativo, con l’unica differenza che queste linee cellulari proliferano in coltura, mentre i blasti no. Ovviamente non si differenziano spontaneamente, ma le posso far differenziare con ATRA, che è un agente differenziativo, come abbiamo visto nel caso delle cellule HL-60 e delle cellule NB4, o con la vitamina D3, che può indurre un differenziamento monocitario, mentre gli esteri del forbolo danno un differenziamento macrofagico. Possiamo quindi studiare in vitro il differenziamento, anche se però c’è una porzione di leucemie che comunque non differenziano con nulla, sono cioè refrattarie, di conseguenza ci sono delle leucemie che rispondono agli agenti differenzianti e altre no. L’unico agente differenziativo che vedrete usato in un trial clinico è l’ ”All Trans-Retinoic Acid” o ATRA, che viene utilizzato soprattutto nelle leucemie promielocitiche acute, ma anche in alcuni casi di leucemia mieloblastica, anche se non sempre si ha una risposta, come nelle cellule HL-60, oppure la vitamina D, che viene utilizzata in alcuni contesti monoblastici, anche se però non si da un grosso vantaggio al paziente andando a differenziare a monociti o granulociti in modo massiccio e questo perché si interferisce con la risposta immunitaria.

Si è inoltre visto che il difetto genetico più evidente nelle leucemie acute sono le traslocazioni, noi faremo l’esempio della traslocazione 15/17, caratteristica della leucemia promielocitica acuta. Questa è così importate perché prima di scoprire l’alterazione molecolare, che la generava e che stata scoperta attraverso la cito-genetica, non si capiva se la causa era proprio genetica o no, tanto e vero che all’inizio di tutta la storia i medici sono intervenuti senza sapere nulla di quello che succedeva dal punto di vista molecolare, i cinesi, questo una ventina di anni fa, i quali usando delle sostanze naturali, come la vitamina A e gli estratti di piante cercavano di trattare le leucemie, questo motivato dal fatto che 20 anni fa i cinesi erano molto poveri e quindi non potevano permettersi più di tanto delle chemioterapie o dei farmaci. In particolare quello che avevano osservato è che usando l’isoforma “All Trans-Retinoic Acid” mandavo in remissione completa le leucemie promielocitiche acute, le cui cellule una volta trattate differenziavano a granulociti.

Quindi cosa posso fare per sbloccare la situazione? Per sbloccare la situazione devo dare delle dosi farmacologiche ad alta concentrazione di “All Trans-Retinoic Acid”, difatti se uso tale acido come farmaco, siamo a concentrazione di 10-6 M invece che di 10-10 M, riesco a spiazzare il corepressore, cioè l’HDAC e quindi a ripristinare una trascrizione, ed è questo il motivo per cui l’ ”All Trans-Retinoc Acid” è un agente differenziante e cura questo tipo di leucemia. Tuttavia però questo tipo di cura è assolutamente infattibile, e questo perché il trattamento con ATRA che non ha effetti collaterali nelle popolazione asiatiche, dove viene fatto solo con vitamina A e tutto va in remissione, nelle popolazioni europee e americane è tossico, in quanto dava degli edemi, cioè dei rigonfiamenti consistenti in vari distretti, e questo perché aumentava la permeabilità basale e quindi la dispersione di liquidi. Di conseguenza per evitare ciò, è stato associato all’acido retinoico una chemioterapia a dosi basse, questo perché evita il problema della permeabilità basale e dell’attivazione delle citochine proinfiammatorie, in questo modo l’acido retinoico è in grado di portare in differenziamento le cellule. Perciò mentre da noi e negli Stati Uniti l’ATRA è sempre associato ad una chemioterapia, negli asiatici no e questo perché grazie a particolari condizioni non hanno questo tipo di problema, quindi possono guarire solamente grazie all’ATRA, che è terapeutico. Quindi l’individuazione di un agente differenziante ha consentito di bloccare questo tipo di leucemia che adesso va in remissione nell’80 % dei casi, purtroppo però molti altri tipi di leucemie non hanno questa possibilità, e questo perché non è stato ancora individuato l’agente differenziate che ripristini un equilibrio, mentre altre ancora sono refrattarie. Per di più in certi casi ad un certo momento si può evidenziare una resistenza all’acido retinoico e questo perché compaiono mutazioni sul “ligand biding domain”, cioè il recettore va in contro a delle mutazioni per cui quando deve legare la vitamina A, non riesce. Tuttavia successivamente, sempre grazie ai cinesi, che usavano nella loro farmacopea l’arsenico per far sembrare in salute le ragazze delle famiglie nobili, in quanto l’arsenico aumentava la vascolarizzazione cutanea, si è visto che l’arsenico triossido, che adesso è in terapia, ripristina il differenziamento di queste cellule promielocitiche acute acido-retinoico resistenti. Questo perché l’arsenico destabilizza notevolmente il RNA messaggero di fusione, PML/RARα, che viene così degradato. In questo modo non si forma la proteina di fusione e viene ripristinato l’equilibrio, difatti rientra in gioco l’allele normale, e questo perché anche in questa traslocazione solo un cromosoma per ogni copia viene modificato.

Dobbiamo infine osservare che con la tecnologia post-genomica degli ARRAYS posso monitorare tutti i geni coinvolti in un contesto cellulare, cioè attraverso lo studio degli RNA messaggeri posso sapere cosa fa la cellula in quel momento, e questo si chiama fenotipizzazione molecolare, la quale ha permesso di creare un profilo di espressione genica di tutti gli RNA messaggeri per le leucemie acute. Si è così ottenuta una classificazione molto più accurata, in quanto si sono caratterizzati una serie di RNA messaggeri che identificano un determinato tipo di leucemia, tanto è vero che sono uscite 14 sottoclassi di leucemia, rispetto alle 8 della classificazione FAB, le quali si rapportano con tutte le alterazioni molecolari che si verificano nelle leucemie.

Inoltre attraverso queste sottoclassificazioni che sono diagnostiche, posso andare a vedere quali sono i sottogruppi di leucemie che rispondono o no alle terapie, ho quindi anche un aspetto prognostico. Posso perciò seguire i pazienti nel tempo e dire quali rispondono e quali no alla terapia, purtroppo a questo tipo di osservazione non corrisponde una terapia alternativa perchè non ci sono dei gran strumenti terapeutici alternativi.