per la malattia di Pompe Novità cliniche e sperimentali per la malattia di Pompe Generoso Andria Università Federico II Centro di Coordinamento Malattie Rare Napoli ASSOCIAZIONE ITALIANA GLICOGENOSI Roma, 7 dicembre 2013 1

per la malattia di Pompe (Due è meglio di uno) Novità cliniche e sperimentali per la malattia di Pompe (Due è meglio di uno) Generoso Andria Università Federico II Centro di Coordinamento Malattie Rare Napoli ASSOCIAZIONE ITALIANA GLICOGENOSI Roma, 7 dicembre 2013 2

Malattia di Pompe (glicogenosi II)

Malattia di Pompe (glicogenosi II) Frequenza: 1: 40.000 Deficit enzimatico: -glucosidasi acida (GAA) Accumulo generalizzato di glicogeno, soprattutto in: cuore

Malattia di Pompe (glicogenosi II) Frequenza: 1: 40.000 Deficit enzimatico: -glucosidasi acida (GAA) Accumulo generalizzato di glicogeno, soprattutto in: cuore muscolo scheletrico

Malattia di Pompe (glicogenosi II) Frequenza: 1: 40.000 Deficit enzimatico: -glucosidasi acida (GAA) Accumulo generalizzato di glicogeno, soprattutto in: cuore muscolo scheletrico fegato

ERT nella malattia di Pompe problemi Effetti variabili in pazienti differenti. Scarsi risultati nei muscoli scheletrici Scarsa correzione nelle fibre muscolari di tipo II Variabili risposte cliniche ed età all’inizio del trattamento Nel modello murino in stato avanzato di malattia si richiedono dosi molto elevate (fino a 100 mg/kg/infusione) L’alterazione dell’autofagia danneggia l’uptake e il trafficking dell’enzima ricombinante (rhGAA) 7

Le malattie lisosomiali

Termovalorizzazione Riciclo e riutilizzo

Nucleo Lisosoma Riciclo e riutilizzo Enzimi lisosomiali

Nucleo Lisosoma Riciclo e riutilizzo Enzimi lisosomiali

Nucleo Lisosoma Riciclo e riutilizzo Enzimi lisosomiali

Terapia enzimatica sostitutiva Principi e razionale La terapia enzimatica sostitutiva Terapia enzimatica sostitutiva Principi e razionale

La terapia enzimatica sostitutiva Cuore Fegato Muscolo

M6P receptor (MPR) MPR MPR MPR MPR M6P

Golgin97 CI-MPR control PD

Nuove preparazioni di enzima Malattia di Pompe (glicogenosi II) Nuovi approcci terapeutici Nuove preparazioni di enzima

M6P M6P

Neo-GAA Next generation Pompe disease treatment

Jeffrey H. Grubb1, Carole Vogler2, and William S. Sly1 New Strategies for Enzyme Replacement Therapy for Lysosomal Storage Diseases Jeffrey H. Grubb1, Carole Vogler2, and William S. Sly1 M6P GILT Glycosylation Independent Lysosomal Targeting IGF2

M6P/IGF2 receptor (MPR) MPR MPR MPR MPR M6P IGF2

IGF2-GAA for Pompe disease BMN-701 IGF2-GAA for Pompe disease

Riduzione del substrato Malattia di Pompe (glicogenosi II) Nuovi approcci terapeutici Riduzione del substrato

Riduzione del flusso del substrato ai lisosomi Endoplasmic reticulum Autophagic pathway Nucleus Golgi apparatus FARMACO Riduzione del flusso del substrato ai lisosomi Lysosomes Exocytosis

Glicogeno sintetasi Riduzione del substrato

Riduzione del substrato

Malattia di Pompe (glicogenosi II) Nuovi approcci terapeutici I farmaci “chaperone”

DNA - Gene aminoacidi proteina progetto mattoni edificio

DNA - Gene aminoacidi proteina progetto mattoni edificio

Terapia con chaperones farmacologici Gli chaperones possono essere somministrati per via orale Gli chaperones hanno una migliore distribuzione im alcuni organi rispetto alla terapia enzimatica sostitutiva

Terapia con chaperones farmacologici nella glicogenosi II OH CH2OH NH CH3 OH CH2OH N Deoxynojirimycin (DNJ) N-butyl-deoxynojirimycin (NB-DNJ, Miglustat) ATTIVITA’ ENZIMATICA NORMALE GSDII GSDII + CHAPERONE Parenti G, et al. Mol Ther. 2007;15:508-14 Flanagan JJ, et al. Hum Mutat. 2009;30: 1683-92

10-15% Terapia con chaperones farmacologici nella glicogenosi II OH CH2OH NH CH3 OH CH2OH N Deoxynojirimycin (DNJ) N-butyl-deoxynojirimycin (NB-DNJ, Miglustat) 10-15% Responsive Non-responsive Parenti G, et al. Mol Ther. 2007;15:508-14 Flanagan JJ, et al. Hum Mutat. 2009;30: 1683-92

Terapia con chaperones farmacologici nella glicogenosi II I farmaci chaperone sono efficaci solo in pazienti con specifiche mutazioni del gene GAA?

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nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr Gli chaperones farmacologici migliorano l’efficacia della ERT 120 100 80 60 40 20 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 140 nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr GAA activity * Fibroblasti incubati con myozyme Raccolta delle cellule Dosaggio enzimatico Myozyme - NB-DNJ Myozyme

nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr Gli chaperones farmacologici migliorano l’efficacia della ERT 120 100 80 60 40 20 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 140 nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr GAA activity * -NB-DNJ +NB-DNJ PD2 PD1 Fibroblasti incubati con myozyme Raccolta delle cellule Dosaggio enzimatico Myozyme + NB-DNJ - NB-DNJ Myozyme

nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr Gli chaperones migliorano l’efficacia della ERT in un modello animale di glicogenosi II Topi trattati con una iniezione di Myozyme (40 mg/k) Biopsia muscolare dopo 48 hr Dosaggio enzimatico + NB-DNJ per os nmoles 4-MU liberated/mg prot/hr GLA activity 6.00 8.00 0.40 0.20 Liver Diaphragm Gastro cnemius Heart 0.60 * rhGAA rhGAA + NB-DNJ

Quanto tempo sara’ necessario per l’applicazione clinica? Associazione tra chaperones farmacologici e Myozyme nella glicogenosi II Quanto tempo sara’ necessario per l’applicazione clinica?

Due è meglio di uno Terapia con chaperone farmacologici in associazione con la terapia enzimatica sostitutiva nella malattia di Pompe 39

Combinazione di ERT + chaperone nella M. di Pompe Telethon grant GUP09017 a Generoso Andria Dipartimento di Neuroscienze IRCCS “C. Besta” Milano (Dr. L. Morandi) Istituto Neurologico Mondino e Cattedra di Genetica Universita’ di Pavia Pavia (Prof. C. Danesino- Dr. S. Ravaglia) Malattie Metaboliche e Muscolari Ereditarie, “AOU Meyer”, Universita’ di Firenze (Dr. M. Alice Donati) Dipartimento di Pediatria Universita’ Federico II Napoli Prof. G. Andria (Coordinatore Nazionale) 40

Combinazione di ERT + chaperone nella M. di Pompe Telethon grant GUP09017 a Generoso Andria NB-DNJ (miglustat) in combinazione con ERT Studio aperto intrapaziente 13 PD pazienti (età 1-65 anni) Forme cliniche infantile classica: 1 paz. infantile non classica: 4 paz. tardiva: 8 paz. Parametri da valutare - Attività enzim. in macchie di sangue - plasma CK - Glc4 in plasma e urine - MRI muscoli - misure cliniche (6MW, funzione respiratoria) Durata del trattamento: 12 mesi 41

Combinazione di ERT + chaperone nella M. di Pompe Telethon grant GUP09017 a Generoso Andria Altezza del picco Area del picco GAA activity in DBS ERT Tempo per tornare alla baseline 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 10 -1 Giorno * Miglustat: 80-100 mg/m2/dose Miglustat* GAA assay (3 cicli senza Miglustat + 3 cicli con Miglustat) x 2

Attività enzim.-in-DBS- 5000 Attività enzim.-in-DBS- GAAT12- p= 0.00045 Area- p< 0.00001 GAAT24- p< 0.00001 * 1000 1 2 * GAAT36- p< 0.00001 4000 ERT ERT + NB-DNJ 3000 2000 1000 days 1 2 3 4 5 GAA  ERT ERT + NB-DNJ Valore medio a T12 1566.87 3220.80 Valore minimo a T12 182.90 568.50 Valore massimo a T12 4710.00 8070.00 X Aumento (media)  2.06 X Aumento (range) 1.71-3.11

Conclusioni Questo è il primo studio sull’effetto della combinazione di-ERT- con chaperone- (NB-DNJ, Miglustat) Con la-combinazione dei due farmaci-l’attivitàGAA-in-DBS è significativamente più elevata rispetto alla sola ERT Studi-nel-modello animale-della malattia suggeriscono-che l’effetto- osservato-in-DBS-è-rappresentativo-dell’effetto visto nei muscoli- dell’animale Lo studio durato solo un anno non è forse sufficiente-per-dimostrare gli effetti-della combinazione dei due farmaci-su parametri di-efficacia The chaperone, H. ten Kate, 1858

Combinazione di ERT + chaperone nella M. di Pompe Research Pre-clinical studies Phase 1 Phase 2 Phase 3 Marketing N-butyl-deoxynojirimycin (NB-DNJ, Miglustat) Deoxynojirimycin (DNJ) OH CH2OH NH CH3 N 45

Combinazione di ERT + chaperone nella M. di Pompe Research Pre-clinical studies Phase 1 Phase 2 Phase 3 Marketing N-butyl-deoxynojirimycin (NB-DNJ, Miglustat) Deoxynojirimycin (DNJ) OH CH2OH NH CH3 N 46

Terapia genica nella M. di Pompe

Caterina Porto Federica Fontana M. Rosaria Tuzzi Margherita Rosa Teresa Agovino Generoso Andria Monica Cardone Barbara Rossi Antonietta Tarallo Francesca Donaudy Antonella Pignata Andrea Ballabio Giancarlo Parenti