AORN “ San Giuseppe Moscati” AVELLINO La Malattia di Alzheimer : nuove speranze Dr Sabatino Cella U.V.A. U.O.C. di Neurologia Direttore Prof. Vittorio Petretta

Placche senili PLACCHE SENILI (SP) Sono depositi extracellulari di beta-amiloide costituiti da un nucleo centrale di fibrille di beta-amiloide ( peptide di 40-43 aa) circondato da un anello di neuriti distrofici, microglia e astrociti reattivi. Oltre che nell’ippocampo e nell’amigdala ,si repertano nella neocorteccia( lamine II e III) nei gangli della base, ipotalamo e tronco encefalo.

APP Amyloid precursor protein La beta-amiloide si origina per idrolisi enzimatica da una molecola di più grandi dimensioni ( APP) il cui gene è localizzato a livello del braccio lungo del cromosoma 21. L’APP è una glicoproteina di membrana che sembra avere un ruolo importante per la plasticità neuronale attraverso diverse possibili funzioni ( inibitore di proteasi, recettore di membrana,promotore dell’adesione cellulare, regolatore di crescita dei neuriti, fattore stimolante la sinaptogenesi)

Il processo di degradazione si realizza attraverso due vie La APP viene degradata ad opera di tre diversi enzimi: alfa-secretasi beta-secretasi gamma-secretasi Il processo di degradazione si realizza attraverso due vie VIA NON AMILOIDOGENICA VIA AMILOIDOGENICA

VIA NONAMILOIDOGENICA L’ α-secretasi idrolizza l’APP tra gli aa 687-688 e porta alla formazione di un frammento solubile N terminale ( alfa- APP). L’intervento della gamma secretasi porta a un frammento di 3kD. L β-secretasi idrolizza l’APP tra gli aa 671-672. L’intervento della gamma-secretasi tra gli aa 710-711 porta alla formazione del peptide Ab40 (40 aa) ( forme corte di beta- amiloide

AMMASSI NEUROFIBRILLARI (ANF) Sono accumuli di neuriti distrofici contenenti filamenti a doppia elica ( paired helical filaments PHF) la cui componente principale è la proteina Tau, una delle più importanti proteine MAP ( proteine associate ai microtubuli) codificata dal cromosoma 17. Nell’AD la proteina TAU è iperfosforilata e presenta ridotta affinità per i microtubuli che non sono più stabili Le frecce indicano gli ammassi.

Si osservano anche in altre patologie come il Parkinson Si osservano anche in altre patologie come il Parkinson. Nell’anziano normale si trovano nell’ippocampo e corteccia entorinale. Nell’AD sono più diffusi (corteccia associativa, nuclei della base, alcuni nuclei del troncoencefalo) Mutazioni a carico del gene per la tau sul cromosoma 17 possono determinare l’iperfosforilazione della proteina Su colture cellulari neuronali umane forme fibrillari di beta-amiloide possono indurre la fosforilazione di tau La formazione di ANF determina un’alterazione morfologica del citoscheletro con alterata compartimentazione delle strutture intracitoplasmatiche e un disturbo del flusso assoplasmatico fino alla morte neuronale

IPOTESI PATOGENETICA UNIFICANTE: LA CASCATA DELL’AMILOIDE Ruolo centrale dell’accumulo di β-amiloide nella sua forma fibrillare FAD ( Mutazioni di APP, PS1, PS2) AD SPORADICO ? Alterata proteolisi dell’APP Aumentata produzione di β-amiloide Processi infiammatori Deposizione aggregati Aβ Processi ossidativi Alterata attività di chinasi e fosfatasi Aumento ipersfosforilazione tau Formazione di ANF Disfunzione e morte cellulare

PATOGENESI DELLA AD L’ACCUMULO DI BETA-AMILOIDE E LA SUA STRUTTURAZIONE IN PLACCHE INSOLUBILI RISULTA ESSERE L’EVENTO PRIMARIO NELLA PATOGENESI DELLA AD. QUALI SONO I POSSIBILI FATTORI CHE POSSONO DETERMINARE LA FORMAZIONE DI BETA-AMILOIDE FIBRILLARE? Fattori genetici Infiammazione Stress ossidativo Fattori di rischio cardiovascolare Altri ( cause ormonali, sostanze di accumulo)

Siti possibili di azione di farmaci per la AD Inibitori delle secretasi Vaccini contro la b-Amyloid ? APP beta-secretase gamma-secretase Beta amiloide Riduzione delle reazioni Morte eccitotossiche cellulari cellulare Infiammazione Deficit mitocondriali

Inibitori della beta-secretasi Anti BACE1 ( Aspartil Protease beta site APP cleaving enzyme) Ab nessun risultato apprezzabile Pioglitazone ( ACTOS) Studio in Germania con basse dosi in pazienti con variazioni genetiche in grado di aumentare rischio di AD Ritirato dal commercio in alcuni paesi. Rosiglitazone ( AVANDIA) Ritirato dal commercio nel 2010. Aumento cancro vescicale. Nel 2009 uno studio di confronto con donepezil presentato a Vienna ( International Conference Alzheimer Disease) mostra assenza di benefici. LY 2886721 (LillY) Interrotto nel mese di giugno 2013 (in FASE II) per anormalità epatiche. Stato della ricerca al 2015 in rosso

Inibitori della gamma secretasi Semagacestat ( Eli –Lilly) Due studi in fase III mostrano peggioramento delle capacità cognitive e aumento di melanoma. Nell’agosto del 2010 la Lilly decide di interrompere lo sviluppo clinico del farmaco. Begacestat (GSI-913 Pfizer)) Fase I Interrotto Avagacestat ( Bristo-MYERS-Squibb) Interrotto in FASE II nel 2012

Farmaci interferenti con la formazione di ammassi neurofibrillari (proteina tau) Inibitori delle chinasi : GSK3 ;valproato; litio Modulatori delle fosfatasi : modulatori PP2A Inibitori formazione e aggregazione NFT: blu di metilene ( Rember)

Immunoterapie Attiva : Vaccini Passiva : Anticorpi monoclonali

Vaccine in AD: Active immunization PDAPP mice Aß42-immunized Vaccine in AD: Active immunization plaques dystrophic neurites astrocytosis Schenk et al., Nature 400: 173, 1999 20

21

Elan/Wyett active vaccination: phase II trial (n = 360) Trial suspended for aseptic encephalitis (6%) (AN-1792) 22

Immunizzazione attiva = VACCINI AN 1792 (Primo vaccino che usava frammento aminoacidico di A-beta 42 come immunogeno: provocava meningoencefaliti asettiche) Adjuvant (e.g. alumen vs QS21) or B-cell epitopes CAD-106 (Ab1-4 + Qb-like particles); ACC-001; V-950, ACI-24 Affitopes (AD-01; AD-02) Immunizzazione passiva = ANTICORPI MONOCLONALI Bapineuzumab (Elan-Pfizer) Alcune segnalazioni di edema cerebrale . 14 studi in Fase III. 10.000 pazienti. Risultati previsti per il 2012 Solanezumab ( Eli-Lilly) temporaneo edema cerebrale Gantanerumab ( Morphosys e Roche) In grado di sciogliere le placche in vitro . Fase I

AN 1792 (Primo vaccino che usava frammento aminoacidico di A-beta 42 come immunogeno: provocava meningoencefaliti asettiche) Immunizzazione attiva = VACCINI 2010 Adjuvant (e.g. alumen vs QS21) or B-cell epitopes CAD-106 (Ab1-4 + Qb-like particles); ACC-001; V-950, ACI-24 Affitopes (AD-01; AD-02) Immunizzazione attiva = VACCINI 2015 CAD-106 (Ab1-4 + Qb-like particles); ACC-001; Affitopes (AD-01; AD-02) Attualmente in FASE II

Immunizzazione passiva = ANTICORPI MONOCLONALI Bapineuzumab (Elan-Pfizer) Alcune segnalazioni di edema cerebrale . 14 studi in Fase III. 10.000 pazienti. Risultati previsti per il 2012 Solanezumab ( Eli-Lilly) temporaneo edema cerebrale Gantanerumab ( Morphosys e Roche) In grado di sciogliere le placche in vitro . Fase I

January 23, 2014 Vol. 370 No. 4 Doody RS, Thomas RG, Farlow M, et al. Phase 3trials of solanezumab for mild- to-moderate Alzheimer's disease. N Engl J Med, 2014;370(4):311-21. Salloway S, Sperling R, Fox NC, et al. Two phase 3 trials of bapineuzumab in mild to moderate Alzheimer's disease. N Engl J Med, 2014;370(4):322-33.

Bapineuzumab versus placebo (Assessment Disability for Alzheimer Disease) Lo studio di 78 settimane non mostra alcun beneficio del BAPI ( linea tratteggiata) rispetto al placebo Dr Stephen Salloway ( Elan - Pfizer)

Immunizzazione passiva = ANTICORPI MONOCLONALI Situazione 2015 Bapineuzumab (Elan-Pfizer) : Interrotto Solanezumab ( Eli-Lilly) : Interrotto * Gantanerumab ( Morphosys e Roche) Interrotto * *In corso nuovo studio su pazienti senza sintomi cognitivi con mutazioni autosomico dominanti per i gene AD. Crenezumab ( Genertech/ Roche) In fase II Dati previsti per il 2020

IVIG ( miscela di anticorpi umani naturali) Studio Gap ( Gammaglobulin Alzheimer Partnership) Studio multicentrico in FASE II ( 390 soggetti) * effetto neuroprotettivo in vitro contro tossicità da A- beta * potenziali effetti benefici in sottogruppo di pazienti con AD moderata in portatori di Apo E4

Dimebon Vecchio farmaco antistaminico commercializzato in Russia. La sperimentazione in fase III non è riuscita a dimostrare una risposta statisticamente significativa rispetto al placebo. La società biofarmaceutica produttrice Medivation è fallita e la Pfizer ha perso 115 milioni di dollari che aveva investito per avere la licenza del farmaco.

Biomarcatori precoci nella AD Nel liquor di malati con AD si rinvengono valori bassi di beta-amiloide 42 e valori alti di proteina Tau. La ricerca attuale è impegnata all’ individuazione di marcatori di facile dosaggio che possono essere individuati in fasi molto precoci e precliniche della malattia.

TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI ( PET) Traccianti per la beta amiloide Flobetapir F-18 Flutemetamol F-18 Florbetaben F-18

Biomarcatori precoci nella AD Nel liquor di malati con AD si rinvengono valori bassi di beta-amiloide 42 e valori alti di proteina Tau. La ricerca attuale è impegnata all’ individuazione di marcatori di facile dosaggio che possono essere individuati in fasi molto precoci e precliniche della malattia.

La Malattia di Alzheimer : nuove speranze Dr Sabatino Cella

La PET si basa sull'iniezione di un radiofarmaco formato da un radio-isotopo tracciante con emivita breve, legato chimicamente a una molecola attiva a livello metabolico, detta vettore. Dopo un tempo di attesa, durante il quale la molecola metabolicamente attiva raggiunge una determinata concentrazione all'interno dei tessuti organici da analizzare, il soggetto viene posizionato nello scanner. L'isotopo di breve vita media decade, emettendo un positrone.

Flubiprofen; Ibuprofen;Sulindac;Indometacina Fenofibrato; colecoxib Farmaci in grado di ridurre le reazioni eccitotossiche cellulari, infiammazione e deficit mitocondriali Flubiprofen; Ibuprofen;Sulindac;Indometacina Fenofibrato; colecoxib Statine Neuroprotettori

Inibitori della fibrillogenesi della beta -amiloide Omotaurina ( tramiprosate-Alzhmed) Prodotto naturale identificato in differenti specie di alghe marine rosse. Impedisce il legame dei glicosamminoglicani al peptide amiloide bloccando il meccanismo di formazione dell fibrille di beta-amiloide. Trials clinici dimostrano livelli ridotti di A-beta42 nel liquor e tessuto encefalico dopo trattamento di tre mesi. Daunomicina Rolitetraciclina Carvedilolo (Mario Pasinetti-Mount Sinai Shool Medicine) Miglioramento della memoria in topi geneticamente modificati per sviluppare degenerazione cerebrale AD.