I meccanismi di RNA interfering (iRNA), in particolare dei piccoli RNA interferenti (small interfering, siRNA), sono stati recentemente approfonditi per un loro possibile uso nel trattamento di diversi disturbi. Questi RNA hanno mostrato promettenti risultati anche nel trattamento di malattie oculari, tra cui il glaucoma.
Il glaucoma è una patologia oculare cronica degenerativa, che può determinare cecità irreversibile ed è caratterizzata da un danno progressivo ed irreversibile al nervo ottico. Attualmente, la somministrazione di farmaci topici antiglaucoma costituisce la strategia terapeutica più comune per ridurre la pressione intraoculare elevata, che costituisce il principale fattore di rischio.
I progressi nella ricerca sull’iRNA hanno aperto proprio nel caso del glaucoma nuove opportunità di trattamento attraverso la sostituzione e il silenziamento genico, permettendo la sostituzione o la correzione di geni difettosi. Nello distretto oculare, inoltre, la peculiare struttura anatomica rappresenta un vantaggio per il trattamento locale: l’occhio, infatti, è un compartimento confinato che funge da buon bersaglio per l’uso terapeutico con siRNA.
RNA interfering e siRNA: cosa sono
Sin dalla sua scoperta, l’iRNA viene generalmente utilizzato in ricerca per sopprimere l’espressione in vitro e in vivo di diversi geni ed è, quindi, un metodo prezioso per studiare la funzione genica. Ben presto, queste caratteristiche sono state prese in considerazione anche per l’applicazione clinica ed è stato dimostrato che gli siRNA possono essere efficacemente usati in terapia con un effetto più duraturo rispetto ai prodotti farmaceutici esistenti.
Gli siRNA appartengono a una famiglia di RNA non codificanti (ncRNA), che regolano la funzione di geni, proteine e RNA. Si tratta di piccoli RNA a doppio filamento (dsRNA) con una lunghezza da 21 a 23 paia di basi che possono essere somministrati esogenamente ed ingegnerizzati per silenziare i geni bersaglio. Nel caso del glaucoma, in particolare, sopprimendo l’espressione di specifici geni, gli siRNA sono in grado di promuovere il deflusso dell’umor acqueo, ridurne la formazione ed agire come neuroprotettori.
Tuttavia, a causa dell’elevata suscettibilità all’idrolisi enzimatica, della rapida rimozione dal sistema circolatorio, degli effetti fuori bersaglio, del basso assorbimento cellulare e della possibile risposta immunitaria, la traduzione clinica dell’iRNA è risultata più complicata di quanto si pensasse. Pertanto, sono stati progettati molti sistemi vettoriali per superare le difficoltà legate alla veicolazione dei siRNA.
Vettori genici
Il vettore genico ideale dovrebbe mostrare un’espressione ectopica minima e raggiungere efficacemente i tessuti bersaglio. In caso di malattia cronica, l’espressione genica dovrebbe avvenire rapidamente e continuare per tutta la vita, correggendo il fenotipo della malattia ed evitando un’ulteriore degenerazione. Per gli siRNA i vettori principalmente utilizzati sono di due tipi: vettori virali e vettori non virali.
- I vettori virali consistono in virus geneticamente modificati come transgene terapeutico e sono il sistema più utilizzato per via della maggiore efficienza di trasfezione in vivo. Tuttavia, questi sistemi presentano svantaggi legati alla capacità di carico utile limitata, alla mutagenesi e alla potenziale immunogenicità . I vettori virali più comunemente utilizzati nella terapia genica oculare sono vettori adenovirali, vettori virali adeno-associati, vettori lentivirali, vettori retrovirali e herpes simplex. I rilevanti limiti associati ai vettori virali hanno aperto la strada alla ricerca sui vettori non virali.
- I vettori non virali hanno un minor rischio di mutagenesi per inserzione e sono meno immunogenici. Sono facili da produrre e possono essere prodotti in serie, sono meno tossici e non causano alcuna risposta infiammatoria oculare importante. In più, non pongono limiti alla dimensione del gene che possono trasportare. Il principale svantaggio dei vettori non virali è che sono meno efficaci dei vettori virali e raramente inducono espressioni transgeniche a livello terapeutico. In base al metodo di somministrazione, i vettori non virali sono classificati in vettori chimici e vettori fisici. I vettori chimici includono nanosistemi polimerici e cationici a base di lipidi, mentre i vettori fisici includono l’uso di gene-gun (un dispositivo che utilizza corrente elettrica ad alta tensione per trasportare il DNA al bersaglio), elettroporazione, ultrasuoni e magnetofezione.
Vie di somministrazione dei siRNA
La via di somministrazione degli siRNA a livello oculare viene determinata in base al tipo di cellula bersaglio e alle caratteristiche del vettore. Il metodo più semplice è l’instillazione topica, ma la biodisponibilità intraoculare è molto scarsa, a causa delle barriere oculari che limitano il passaggio di xenobiotici come gli acidi nucleici. La via perioculare comporta il trasferimento di farmaci/geni nella regione perioculare che circonda l’occhio ed è considerata la via di somministrazione più efficiente mirata ai segmenti posteriori dell’occhio (comprende le vie di somministrazione subcongiuntivale, retrobulbare, peribulbare, sub-tenoni e iuxtasclerale posteriore). L’iniezione intracamerale comporta la somministrazione della formulazione nella parte anteriore dell’occhio e per questa via possono essere iniettati fino a 100 μl di volume, ma tende ad avere una bassa efficacia a causa del rapido ricambio dell’umore acqueo. L’iniezione sottoretinica avviene nello spazio sottoretinico che esiste tra i fotorecettori della retina e lo strato di epitelio pigmentato retinico. Le iniezioni sopracoroidali prevedono, infine, la somministrazione della formulazione nello spazio tra la sclera e la coroide, indicato come spazio sopracoroidale.
Target terapeutici nel glaucoma
Il principale fattore di rischio per il glaucoma è un livello insolitamente alto di pressione intraoculare, dovuto all’incapacità dell’occhio di drenare adeguatamente l’umor acqueo. La formazione di questo fluido e la sua evacuazione sono controllate rispettivamente dal sistema nervoso simpatico e parasimpatico. Quando l’equilibrio tra la formazione e lo scarico dell’umor acqueo è alterato, la pressione intraoculare aumenta. Le strategie terapeutiche più utilizzate hanno come obiettivo proprio la riduzione della pressione intraoculare. Tra i target terapeutici studiati vi sono anche la GTPasi RohA, che regola il deflusso dell’umore acqueo, i recettori β2-adrenergici, i recettori P2Y, il fattore di crescita del tessuto connettivo (CTGF), l’attivatore del fattore di trascrizione-3 (ATF-3), la Caspasi 2 (che è over espressa nel glaucoma) e molti altri.
siRNA per il trattamento del glaucoma
Attualmente, gli studi clinici più avanzati per il trattamento del glaucoma con la tecnologia siRNA vedono la presenza di due molecole promettenti:
- SYL040012 è la molecola di siRNA progettata per silenziare i recettori β2-adrenergici ed è in fase II di sperimentazione clinica. Il blocco del recettore β2-adrenergico determina la riduzione della formazione di umor acqueo e di conseguenza la riduzione della pressione intraoculare. Gli effetti indesiderati sono ridotti al minimo poiché non viene assorbito da altre cellule o tessuti del corpo, ad eccezione del corpo ciliare. La molecola è specifica, efficace e mostra risultati di lunga durata.
- QPI-1007 è un neuroprotettore che ha come bersaglio la Caspasi-2. È attualmente in fase II della sperimentazione clinica. Il trattamento risulta ben tollerato, con una tossicità sistemica bassa.
In conclusione, la terapia basata sugli siRNA sembra promettente in tutti i tessuti, ma lo è in particolare in ambito oculare poiché le specifiche caratteristiche anatomiche dell’occhio offrono un ulteriore vantaggio. In futuro, la terapia genica per il glaucoma potrebbe permettere di fornire un trattamento della malattia personalizzato, efficiente e appropriato per il singolo  paziente e potrebbe migliorare la vita di molte persone già in terapia cronica per questa patologia. Per sviluppare trattamenti efficaci, sarà fondamentale avere una maggiore conoscenza delle mutazioni che causano difetti della vista e sviluppare vettori clinicamente efficienti.
Bibliografia
Santoshi Naik et al. Small interfering RNAs (siRNAs) based gene silencing strategies for the treatment of glaucoma: Recent advancements and future perspectives. Life Sci. 2021 Jan 1;264:118712. doi: 10.1016/j.lfs.2020.118712. Epub 2020 Nov 4.
Dr. Carmelo Chines
Direttore responsabile