Dettaglio linea di ricerca

Numero 6
Titolo MALATTIE CRONICHE SU BASE IMMUNITARIA E IMMUNOINFETTIVA. IMMUNOTERAPIA. - MALATTIE AD ALTA COMPLESSITA' BIOMEDICA E TECNOLOGICA
Responsabili Merlini Giampaolo
Descrizione DESCRIZIONE GENERALE DELLA SPECIALIZZAZIONE DISCIPLINARE: MALATTIE AD ALTA COMPLESSITA' BIOMEDICA E TECNOLOGICA

In Policlinico sono curate numerose patologie ad elevata complessità diagnostica e terapeutica, rare e non, di interesse internistico, cardiologico, gastroenterologico, ematologiche, infettivologiche, e reumatologiche. Queste malattie richiedono un approccio interdisciplinare per approfondire le conoscenze dei meccanismi molecolari e per lo sviluppo di nuovi approcci diagnostici e di strategie terapeutiche innovative sempre più efficaci. Gli avanzamenti delle conoscenze e l'innovazione diagnostica e terapeutica richiedono una forte osmosi fra ricerca clinica e ricerca traslazionale, attuabili in Policlinico grazie alla presenza di centri clinici di eccellenza e di riferimento nazionale per numerose malattie. L'Istituto accoglie inoltre centri di ricerca con personale altamente qualificato e strumentazione allo stato dell'arte, che svolgono un ruolo catalizzatore della ricerca applicata e spesso con funzione di "core lab". Inoltre, l'intensa collaborazione con gli Istituti di ricerca dell'Università di Pavia e con gli altri IRCCS della città consente efficaci sinergie scientifiche e l'attuazione di programmi di ricerca interdisciplinari che contribuiscono al rapido trasferimento delle conoscenze di base alla pratica clinica. Questa intensa attività di ricerca clinica e traslazionale si traduce nell'inserimento di molti ricercatori della Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo in programmi e reti di ricerca nazionali ed internazionali, spesso come "principal investigator". Molti di questi programmi di ricerca sono dedicati alla cura delle malattie rare che per la loro natura richiedono l'istituzione di reti collaborative nazionali ed internazionali. Numerosi centri del Policlinico San Matteo coordinano reti di ricerca nazionali, a loro volta integrate in reti internazionali, dedicate allo studio e alla cura di malattie rare. La condivisione della conoscenza e l'interazione progettuale fra diversi ricercatori, l'ampia e diffusa proprietà dei dati e la loro validazione attraverso la partecipazione di molti centri, un costo relativamente basso degli studi clinici e la capacità di generare rapidamente larghi campioni di dati sono i vantaggi attesi delle reti geografiche collaborative. Ad esempio, sono coordinate da ricercatori del Policlinico la rete dedicata alle amiloidosi sistemiche, che comprende 68 centri distribuiti sul territorio nazionale (www.amiloidosi.it), quella della mielofibrosi con metaplasia mieloide composta da 702 centri in tutta Italia (www.myelofibrosis.net), e il network sulla malattia MYH9-correlata (www.registromyh9.org) alla quale hanno finora aderito 130 centri. Numerosi di questi centri del Policlinico sono integrati in programmi di ricerca europei (ad esempio il progetto sulle amiloidosi sistemiche, EURAMY, finanziato nell'ambito del 6° Programma Quadro di ricerca della CE) e internazionali (ad esempio il progetto sulla mielofibrosi, finanziato dall'NIH). Sempre per quanto riguarda le malattie rare, è stata promossa la collaborazione con le associazioni dei pazienti e familiari che svolgono un ruolo vitale e insostituibile nella gestione di queste malattie.
Le maggiori difficoltà nella gestione delle malattie ad elevata complessità biomedica sono in gran parte riconducibili a:
a) limitata comprensione dei meccanismi patogenetici;
b) difficoltà diagnostiche che esitano spesso in interventi tardivi e clinicamente inefficaci;
c) paucità delle risorse terapeutiche.
L'attività di ricerca della Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo è orientata verso la soluzione di queste aree critiche promuovendo la collaborazione interdisciplinare.


Descrizione della linea 6: MALATTIE CRONICHE SU BASE IMMUNITARIA E IMMUNOINFETTIVA. IMMUNOTERAPIA.

Nel corso del 2007 continueranno gli studi sulla patogenesi e sugli aspetti clinici, diagnostici e terapeutici di alcune malattie croniche a base indefinita o solo parzialmente chiarita, spesso multifattoriale, con componenti sia esogene (infezioni, allergeni) che endogene (alterata risposta immunitaria e infiammatoria, autoimmunità) che compromettono le funzioni respiratorie (pneumopatie croniche), digestive (malattie infiammatorie croniche dell'intestino, celiachia, gastriti croniche), renali (nefropatie croniche) o epatiche. In particolare, si farà riferimento ai bersagli terapeutici passibili di arrestare la progressione della malattia verso l'insufficienza severa e, conseguentemente, il trapianto d'organo, quando indicato.

Un importante campo di ricerca riguarda le malattie croniche intestinali su base immunitaria e infiammatoria, per le quali è attivo un centro di eccellenza del Policlinico San Matteo. Le ricerche riguarderanno principalmente la malattia celiaca e la malattia di Crohn.
La malattia celiaca è un'enteropatia autoimmune scatenata dalla ingestione del glutine di grano, orzo e segale in soggetti geneticamente predisposti. La predisposizione genetica universalmente riconosciuta è legata alla presenza, nell'ambito del complesso maggiore di istocompatibilità di classe II, dei geni DQA1*0501 e DQB1*0201 sia in posizione cis che trans, che codificano rispettivamente per le proteine A e B, le quali si uniscono a formare un eterodimero che viene espresso sulla superficie delle cellule antigene presentanti. Tale eterodimero ha un'alta affinità per alcuni frammenti derivanti dalla digestione della gliadina da glutine di grano e svolge la funzione di presentare efficacemente l'antigene ai linfociti T helper CD4+. Questa interazione attiva i linfociti T che innescano una risposta immunitaria responsabile sia della produzione di anticorpi anti-gliadina sia del danno mucosale attraverso i sistemi citolitici specifici dei linfociti T CD8+, quali il sistema Fas/ligando di Fas ed il perforina/granzyme ed il sistema delle metalloproteasi di matrice. Tali eventi portano ad un rimodellamento della matrice mucosale, alla presenza di un fitto infiltrato infiammatorio sia epiteliale che della lamina propria ed ad un'aumentata apoptosi enterocitaria, responsabile della atrofia dei villi e della iperplasia compensatoria delle cripte. Inoltre, la produzione di autoanticorpi specifici quali gli anti-endomisio, oltre agli anticorpi anti-gliadina, ha sempre fatto ipotizzare la presenza di uno o più autoantigeni. Nel 1997 si è scoperto che l'enzima transglutaminasi tessutale è l'autoantigene della malattia celiaca e che la reattività anti-endomisiale in realtà è diretta contro la transglutaminasi. Alcuni gruppi di ricerca sono riusciti a generare cloni di linfociti T specifici verso frammenti della gliadina, il che ha permesso di capire quali sono le sequenze immunologicamente rilevanti e quali, tra queste, sono immunodominanti. L'importanza di tali studi risiede non solo nella possibilità di arrivare a capire i fini meccanismi molecolari che sottendono la patogenesi della malattia celiaca, ma anche nella possibilità di modificare le sequenze immunologicamente rilevanti al fine di abolirne la reattività. D'altra parte, nessuno fino ad oggi ha generato cloni T linfocitari specifici per la transglutaminasi tessutale. Pertanto, rimane da stabilire se, oltre alla stimolazione di linfociti B con produzione di anticorpi anti-transglutaminasi, esista anche una risposta T cellulare specifica verso tale molecola.

La malattia di Crohn presenta un rapido aumento di incidenza nei Paesi Occidentali (in Italia: 3.4/100.000 abitanti), tale da raggiungere e superare quella della rettocolite ulcerosa. E' una malattia infiammatoria cronica intestinale che può colpire qualsiasi tratto dell'intestino, anche se la localizzazione ileale e/o colica è la più frequente ed, in base alle caratteristiche patologiche, può essere distinta in una forma fistolizzante, una forma stenosante ed una forma infiammatoria. La predisposizione a tale malattia è poligenica e l'enteropatia si sviluppa solo quando anche fattori ambientali quali il fumo, l'igiene eccessiva, ma soprattutto antigeni batterici della flora intestinale ancora sconosciuti, sono presenti in un individuo con concomitante alterazione dell'integrità della barriera intestinale. Il danno tissutale che così si scatena è dovuto ad un'abnorme risposta infiammatoria a livello della mucosa intestinale mediata dai linfociti T responsabili della produzione di un pattern di citochine a forte polarizzazione T helper 1 e dominato dal TNF-a. Per tale ragione, per il trattamento di questa malattia, sono stati utilizzati anticorpi anti- TNF-a la cui efficacia sui vari aspetti della malattia è oggetto di studio.
Saranno inoltre condotte ricerche per definire i fattori genetici predisponenti allo sviluppo di malattia di Whipple analizzando il DNA di pazienti affetti da malattia di Whipple e di un adeguato numero di controlli. In particolare sarà valutata l'associazione tra malattia di Whipple, HLA, e geni regolatori delle citochine.

In campo infettivologico continueranno le ricerche sulla epidemiologia di nuove mutazioni nei geni del virus dell'immunodeficienza umana (HIV) e nel corso del 2007 sarà attivata una ricerca che esplorerà gli effetti biologici della proteina gp120 dell'HIV sulla biologia delle cellule stellate epatiche umane e sulla sua interazione con proteine derivate dall'HCV, al fine di aumentare le conoscenze dei meccanismi molecolari alla base dell'accelerata progressione fibrogenica tipica dei pazienti con coinfezione HIV/HCV. L'infezione da parte del virus HCV è un evento comune negli individui affetti da HIV. In totale la prevalenza di co-infezione da HCV varia dal 30 al 50%. Con l'avvento della terapia antivirale, è stato riscontrato un notevole aumento nella mortalità da danno epatico tra gli individui coinfettati HCV/HIV. E' stato anche dimostrato che i pazienti con coinfezione HIV/HCV presentano una più alta progressione di fibrosi, che è responsabile della precoce comparsa di danno epatico all'ultimo stadio e complicazioni della cirrosi. La più veloce progressione fibrogenica nei pazienti coinfettati è associata ad un'infiammazione molto severa. Sebbene sia noto che la coinfezione HIV/HCV sia una causa di grave danno epatico, i meccanismi che portano ad una più rapida progressione della fibrosi sono solo parzialmente conosciuti. Recenti dati ottenuti da un gruppo di ricerca del Policlinico e da altri gruppi indicano che le proteine virali dell'HCV possono svolgere azioni pro-infiammatorie attraverso la modulazione diretta della biologia delle cellule stellate epatiche (HSC). Attraverso diversi approcci sperimentali, è stato dimostrato che l'HCV può modulare parecchi aspetti della biologia delle HSC, inclusi la secrezione di MMP-2, l'espressione di collagene e la produzione di chemochine. In particolare, gli studi in cui è stata utilizzata E2 ricombinante, hanno dimostrato effetti biologici sulle HSC, associati all'attivazione di vie di segnalazione intracellulare, come la fosfatidilinositolo 4-kinasi. E2 agisce legando il recettore tetraspanina CD81, che è espresso sulla superficie delle cellule stellate epatiche. E' stato poi dimostrato che HIV-gp120 lega molecole di superficie appartenenti alla superfamiglia dei recettori delle chemochine, in particolare, la gp120 M-tropic lega CCR5 e CCR3 mentre la gp120 T-tropic è un ligando per CXCR4. Le HSC esprimono diversi recettori delle chemochine e l'interazione di questi recettori con i rispettivi ligandi esercita un numero di azioni pro-fibrogeniche, incluse la stimolazione della migrazione cellulare e l'induzione della sintesi di molecole pro-infiammatorie attraverso l'attivazione di NF-kB. Più specificamente, è stato dimostrato che l'espressione di recettori CCR5 funzionali attivano segnali pro-infiammatori. Dati preliminari provenienti da un gruppo di ricerca del Policlinico San Matteo indicano che trascritti di mRNA per CXCR4 sono espressi dalle HSC, sebbene l'espressione a livello proteico non sia stata ancora esaminata. Questi dati preliminari mostrano che le HSC hanno potenzialmente l'abilità di rispondere alla HIV-gp120.

Una importante linea di ricerca è dedicata allo studio morfologico e molecolare della patologia gastrica da Helicobacter pylori: gastriti, lesioni preneoplastiche e neoplastiche. La dimostrazione, ormai acquisita, che la massima parte delle gastriti croniche atrofiche rappresenta l'evoluzione in senso atrofico/metaplastico di una frazione delle gastriti croniche da H. pylori lascia aperto il problema di quali fattori ambientali o genetici (ceppo di H. pylori, sovrainfezione batterica, dieta, polimorfismi genetici, aplotipo HLA, alterata espressione di fattori regolatori della proliferazione e differenziazione cellulare, età e popolazione di appartenenza del soggetto) condizionino tale evoluzione che comporta un aumentato rischio di malattia clinicamente rilevante (carcinoma, carcinoide, malattia di Ménétrier, anemie, enteriti infettive).

Un altro campo di ricerca sperimentale e clinica molto attivo in Policlinico riguarda la Reumatologia. Nel corso del 2007 continueranno gli studi per la caratterizzazione dei meccanismi di alcune malattie autoimmuni quali l'artrite reumatoide (AR) dell'adulto, la sclerosi sistemica e l'artrite idiopatica giovanile.

Proseguiranno inoltre le ricerche in ambito ematologico sui meccanismi immunologici delle malattie mieloproliferative e lo studio dei rapporti fra patologie disreattive-autoimmuni e disordini linfo-proliferativi.

In Dermatologia continueranno gli studi sulla patogenesi e sulla terapia di alcune condizioni autoimmuni, quali la psoriasi, la vitiligine, il pemfigo volgare grave e il lichen sclero-atrofico.
Obiettivi OBIETTIVI GENERALI DELLA SPECIALIZZAZIONE DISCIPLINARE: MALATTIE AD ALTA COMPLESSITA' BIOMEDICA E TECNOLOGICA

Gli obiettivi generali per l'anno 2007 della ricerca nell'ambito di questa specializzazione disciplinare riguardante le malattie ad elevata complessità biomedica sono:

a) promuovere la ricerca traslazionale per migliorare la comprensione dei meccanismi molecolari, dalla quale derivare nuove metodologie diagnostiche e approcci terapeutici innovativi;

b) sviluppare nuovi e più efficaci metodi e strumenti diagnostici che consentano una diagnosi precoce, meno invasiva, e più accurata con l'obiettivo finale di formulare percorsi diagnostici efficaci, efficienti e validati;

c) contribuire, in collaborazione con altri enti di ricerca, al disegno e allo sviluppo di nuovi farmaci e di nuove strategie terapeutiche;

d) migliorare l'approccio terapeutico alle malattie, rare e non, ad alta complessità biomedica, per mezzo di sperimentazioni cliniche controllate nazionali e internazionali al fine di validare l'efficacia di nuovi farmaci, ottimizzare il rapporto rischio/beneficio e le indicazioni al trattamento;

e) potenziare le reti collaborative nazionali e internazionali di ricerca clinica e sperimentale per favorire la diffusione delle conoscenze, soprattutto nel campo delle malattie rare, per lo sviluppo di nuove procedure diagnostiche, di nuovi farmaci e strumenti terapeutici.

Gli obiettivi specifici realizzabili nel contesto delle varie discipline cliniche sono riportati nell'ambito di ciascuna linea di ricerca.

La programmazione per l'anno 2007 comprende nuovi progetti e l'implementazione dei programmi di ricerca già consolidati, che rispondono alle crescenti richieste assistenziali per malattie complesse e che sono strettamente correlati ai progetti programmati nell'area trapiantologica.


Obiettivi della linea 6: MALATTIE CRONICHE SU BASE IMMUNITARIA E IMMUNOINFETTIVA. IMMUNOTERAPIA.

Gli obiettivi generali della linea di ricerca 6 sono prevalentemente orientati alla comprensione della fisiopatologia di un vasto gruppo di condizioni autoimmuni e immuno-infettive. L'elucidazione dei meccanismi molecolari consente lo sviluppo di approcci terapeutici nuovi e più efficaci. Il recente sviluppo di terapie "biologiche", basate sulla immunoterapia offre straordinarie opportunità di trattamento la cui efficacia e tollerabilità sarà valutata in sperimentazioni cliniche.

Gli obiettivi specifici delle ricerche sulla patogenesi della malattia celiaca sono così articolati:
a) caratterizzazione del repertorio del T-cell-receptor nei linfociti T specifici per la transglutaminasi tissutale isolati da sangue periferico e da mucosa intestinale, al fine di identificare l'esistenza di una eventuale componente oligo-monoclonale;
b) generazione di cloni T-linfocitari specifici per la transglutaminasi tissutale da sangue periferico di pazienti affetti da malattia celiaca attiva e isolamento degli stessi da mucosa intestinale;
c) individuare i meccanismi molecolari implicati nell'induzione e perpetuazione del danno tissutale per mezzo dello studio genomico mediante microarray delle cellule mononucleate isolate da sangue periferico e da mucosa intestinale di pazienti affetti da malattia celiaca attiva e trattata;
d) caratterizzazione immunofenotipica e funzionale di cellule dendritiche derivate da sangue periferico in pazienti affetti da malattia celiaca attiva e trattata rispetto a soggetti di controllo;
e) valutare le modificazioni quali-quantitative indotte dalla stimolazione con gliadina dell'espressione dei "Toll Like Receptors" su enterociti, linfociti intraepiteliali, linfociti T e cellule dendritiche isolati dalla mucosa intestinale di pazienti affetti da malattia celiaca;
f) saranno inoltre studiati i meccanismi di reinduzione della tolleranza immunologica attraverso modelli in vitro di malattia celiaca, al fine di sviluppare strategie immunologiche volte alla induzione di un profilo tolerogenico delle cellule dendritiche mucosali implicate nella presentazione della gliadina ai linfociti T CD4+ della lamina propria;
g) per sviluppare approcci terapeutici innovativi sarà studiato il ruolo dell'anticorpo bloccante l'IL-15 (AMG-714). Tale studio si propone di identificare una strategia terapeutica atta a prevenire lo spettro delle complicanze maligne della malattia celiaca (digiuno-ileite ulcerativa, linfoma intestinale T-cellulare).

Per quanto riguarda le malattie infiammatorie croniche intestinali, saranno particolarmente sviluppati gli studi sugli effetti delle terapie biologiche nei pazienti con malattia di Crohn:
a) studio dei meccanismi di modulazione della funzionalità dei miofibroblasti intestinali da parte degli anticorpi ricombinanti anti-TNF-a (infliximab, adalimumab, certolizumab pegol ed etanercept);
b) analisi immunofenotipica e funzionale di cellule dendritiche circolanti isolate da pazienti affetti da malattia di Crohn ed in terapia con l'anticorpo chimerico anti-TNF-a (Infliximab);
c) studio del ruolo della terapia con l'Infliximab nel ripristino della funzionalità splenica e del pool delle cellule B IgM-memory responsabili della difesa nei confronti dei batteri capsulati in pazienti affetti da malattie infiammatorie croniche intestinali;
d) studio dell'effetto modulatorio dell' Infliximab sul pool circolante dei linfociti T-regolatori CD4+CD25+ e sul livello sierico delle citochine anti-infiammatorie TGF-b ed IL-10 in pazienti affetti da malattia di Crohn steroido-dipendente o fistolizzante;
e) studio degli effetti degli anticorpi ricombinanti anti-TNF sulla modulazione dei processi di fibrogenesi intestinale che predispongono alla formazione delle stenosi intestinali nella malattia di Crohn.

Continueranno inoltre le ricerche in vitro per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per le malattie infiammatorie croniche intestinali:
a) studio dei meccanismi immunologici attraverso cui i bloccanti dei canali del calcio a livello T-cellulare (ICRAC-blocker) sono in grado di down-regolare la risposta Th1 nella mucosa intestinale;
b) studio del funzionamento del sistema endogeno dei cannabinoidi a livello della mucosa intestinale, al fine di identificare possibili agonisti dei recettori CB1/CB2 espressi a livello monocito-macrofagico in grado di down-regolare la risposta infiammatoria alla base del danno intestinale nella malattia di Crohn;
c) analisi degli effetti degli agonisti dei recettori CB2 dei cannabinoidi sulla produzione di fattori pro-fibrogenici da parte dei miofibroblasti intestinali nella malattia di Crohn: possibili sviluppi di terapie ad azione anti-fibrogenica in grado di prevenire le stenosi intestinali;
d) studio degli effetti dell'acido grasso a catena corta butirrato di sodio sulla modulazione della produzione di citochine pro-infiammatorie da parte di linfociti T della lamina propria e macrofagi isolati da pazienti affetti da colite ulcerosa e malattia di Crohn.

In ambito infettivologico, saranno condotte ricerche per valutare l'impatto di nuove mutazioni o di nuove combinazioni di mutazioni nei geni RT, PR e gp41 del virus dell'immunodeficienza umana (HIV). Sarà inoltre condotta l'analisi di clades di HIV-1 di nuova circolazione in Italia e sviluppata una nuova metodica per la quantificazione del genoma di HIV-2.
Gli obiettivi dello studio sugli effetti biologici della proteina gp120 dell'HIV sulla biologia delle cellule stellate epatiche umane e sulla sua interazione con proteine derivate dall'HCV sono i seguenti:
a) caratterizzazione dei recettori per le chemochine che agiscono come siti di riconoscimento per la HIV-gp120;
b) definire gli effetti di HIV-gp120 sul fenotipo attivato delle cellule stellate epatiche;
c) valutare gli effetti combinati di HIV-gp120 e HCV-E2 sulla biologia delle cellule stellate epatiche.

Per quanto riguarda la linea di ricerca dedicata allo studio morfologico e molecolare della patologia gastrica da H. pylori l'obiettivo principale è definire il ruolo della infezione da H. pylori nella carcinogenesi gastrica. Dati preliminari dimostrano che H. pylori penetra l'epitelio gastrico normale, metaplastico e neoplastica, localizzandosi nelle cellule e nell'interstizio, causando una forte risposta immuno-infiammatoria che probabilmente contribuisce alla carcinogenesi.

In ambito reumatologico le ricerche avranno i seguenti obiettivi:
a) caratterizzazione dei meccanismi di homing e exit linfocitario nella membrana sinoviale nell'artrite reumatoide (AR); in particolare, saranno investigate le cellule e i meccanismi responsabili della produzione ectopica di proteina chemoattrante B linfocitaria CXCL13 e della chemochina CCL21 nell'AR;
b) investigare i meccanismi di linfoneogenesi sinoviale nell'AR con particolare riguardo alla presenza in loco di cellule naive e per mezzo dell' analisi morfo-funzionale dell'up-regolazione dei vasi linfatici nella sinovite reumatoide;
c) esplorare la correlazione fra autoanticorpi e subset clinici correlati nella sclerosi sistemica.

In ambito reumatologico pediatrico continuerà il fruttuoso filone di ricerca che riguarda la patogenesi dell'artrite idiopatica giovanile con l'obiettivo di definire il ruolo delle cellule T nella modulazione dell'infiammazione.