Rendere visibile una malattia muscolare
I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato una nuova sostanza marcatrice per la tomografia a emissione di positroni (PET). Ciò dovrebbe consentire di seguire la progressione della malattia muscolare degenerativa della sclerosi laterale amiotrofica (SLA) nel cervello dei pazienti.
Molti ricorderanno l'"Ice Bucket Challenge" dell'estate scorsa. Con questa campagna, le organizzazioni di pazienti hanno sensibilizzato l'opinione pubblica sulla sclerosi laterale amiotrofica (SLA), una malattia muscolare rara ma insidiosa e incurabile. Con l'Ice Bucket Challenge, a Chi siamo è stato chiesto sui social media di sostenere finanziariamente le organizzazioni di malati di SLA o di versarsi un secchio d'acqua ghiacciata in testa. Quest'ultima sfida aveva lo scopo di mettere i partecipanti nella posizione di un paziente i cui muscoli stavano cedendo per un breve periodo.
Nella SLA, le cellule nervose responsabili del controllo muscolare si degradano gradualmente. Questo porta all'atrofia e alla paralisi muscolare, con conseguenti disturbi della deambulazione, della parola e della deglutizione, tra gli altri. I farmaci possono al massimo ritardare la progressione della malattia; l'aspettativa di vita dopo la diagnosi è spesso di pochi anni. Le cause della malattia sono in gran parte poco chiare.
Specifico per un recettore della cannabis
Una nuova sostanza marcatrice sviluppata dai ricercatori dell'ETH insieme agli esperti dell'Ospedale cantonale di San Gallo e dell'Ospedale universitario di Zurigo potrebbe ora dare un importante contributo alla ricerca sulla SLA. La nuova sostanza potrebbe consentire di seguire la progressione della malattia nei pazienti affetti da SLA utilizzando la tomografia a emissione di positroni (PET). La PET è una procedura di imaging che può essere utilizzata per visualizzare determinate molecole sulla superficie delle cellule nei tessuti del corpo. A tal fine, si utilizzano sostanze marcatrici - i cosiddetti ligandi PET - che si attaccano a queste molecole secondo il principio del lock-and-key. Le sostanze marcatrici sono marcate radioattivamente e la loro radiazione radioattiva è di breve durata (emivita da pochi minuti a poche ore). La PET misura questa radiazione.
Il ligando PET di nuova concezione si lega a una molecola recettore della via di segnalazione della cannabis propria dell'organismo: il recettore 2 dei cannabinoidi (CNR2). Questo recettore si trova principalmente nel tessuto nervoso infiammato, anche nel sistema nervoso centrale dei pazienti affetti da SLA.
"La sfida principale del nostro lavoro è stata quella di sviluppare un ligando PET che si legasse solo al CNR2, ma non al recettore cannabinoide 1 (CNR1)", spiega Simon Ametamey, professore del Dipartimento di Scienze farmaceutiche dell'ETH di Zurigo. Questo perché il CNR1 si trova nel cervello di tutti gli esseri umani. Qui media gli effetti antidolorifici e inebrianti della cannabis.
Anche per altre malattie
I ricercatori del gruppo di Ametamey hanno sintetizzato una serie di molecole e misurato la loro capacità di legarsi ai recettori CNR2 e CNR1 in provetta. Hanno poi testato con successo la molecola con la più forte preferenza per CNR2 in ratti e topi con tessuto nervoso infiammato. Gli scienziati hanno presentato questa molecola per il brevetto. Gli studi clinici sull'uomo sono ancora in corso.
"Il nuovo ligando PET potrebbe un giorno aiutare a migliorare la ricerca sulla SLA e a capire come progredisce la malattia", afferma Ametamey. Potrebbe anche essere utilizzato per la diagnosi precoce della malattia. Sarebbe interessante anche per la ricerca e la diagnosi di altre malattie in cui si verifica un'infiammazione del tessuto nervoso, come le malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, il Parkinson o la sclerosi multipla.
Potenziale come agente terapeutico
Uno svantaggio del nuovo legante PET è che la sua radioattività si basa sull'isotopo carbonio-11. Questo perché la radioattività del carbonio-11 decade molto rapidamente: si dimezza ogni 20 minuti. Questo perché la radioattività del carbonio-11 decade molto rapidamente: diminuisce della metà ogni 20 minuti. "La sostanza può quindi essere utilizzata solo nel luogo in cui viene prodotta. Anche il trasporto da Zurigo a San Gallo non è possibile", spiega Ametamey. Lui e i suoi colleghi stanno quindi lavorando per sviluppare ulteriormente la sostanza e incorporare l'isotopo fluoro-18 con un'emivita di 110 minuti. Secondo Ametamey, i primi successi si stanno già manifestando.
La molecola ha un potenziale anche in una forma modificata, non radioattiva: "Le sostanze che si legano al CNR2 hanno un effetto antinfiammatorio nell'organismo", spiega Ametamey. "? quindi ipotizzabile che le molecole correlate possano un giorno essere utilizzate come farmaco nel trattamento della SLA e di altre malattie in cui si verifica un'infiammazione nervosa".
La ricerca è stata finanziata dalla Fondazione svizzera per la SLA e dalla Fondazione Vontobel.
Letteratura di riferimento
Slavik R, Müller Herde A, Bieri D, Weber M, Schibli R, Kr?mer SD, Ametamey SM, Mu L: Synthesis, radiolabeling and evaluation of novel 4-oxo-quinoline derivatives as PET tracers for imaging cannabinoid type 2 receptor. European Journal of Medicinal Chemistry, 2015. 92: 554-564, pagina esternadoi: 10.1016/j.ejmech.2015.01.028