La vitiligine (VTG) è una malattia cronica cutanea acquisita disfigurante causata dalla depigmentazione conseguente alla progressiva perdita di melanociti funzionali. Sebbene siano state proposte diverse opzioni terapeutiche per stabilizzare la malattia arrestando il processo di depigmentazione e per indurre una ripigmentazione duratura, e la persistenza della ripigmentazione resta non prevedibile. A causa della sua visibilità, comparsa precoce e cronicità, la VTG può inficiare significativamente la qualità di vita dei pazienti. I pazienti con VTG sono esposti a un grave stress emotivo che talvolta culmina nello sviluppo di stati depressivi. Nel corso degli anni, la maggior parte degli studi sulla vitiligine sono stati mirati alla caratterizzazione di peculiari alterazioni della pelle in aree lesionali e perilesionali. Tuttavia, il nostro gruppo e altri ricercatori hanno dimostrato che la VTG è una malattia non limitata ai melanociti ma che coinvolge l’intera pelle e alcuni tipi di cellule non cutanee, comprese le cellule circolanti del sangue periferico. In linea con l’idea che la vitiligine è una malattia sistemica resa evidente dalla perdita di pigmentazione, i pazienti di VTG mostrano frequentemente alterazioni dello spettro della sindrome metabolica come glicemia a digiuno, aumento dei trigliceridi, delle proteine leganti gli acidi grassi e del colesterolo LDL nel sangue. A livello cellulare, i nostri esperimenti hanno evidenziato chiaramente fenomeni di insulina resistenza associata ad alterata mitocondriogenesi sia in cellule dermiche sia in cellule epidermiche. Nelle cellule della vitiligine la presenza di mitocondri disfunzionali culmina in una ridotta capacità energetica, nell’iperattivazione dei processi dinamici di rimodellamento dei mitocondri e nell’attivazione della via GMP-AMP sintasi stimolatrice dei geni della cascata dell’ interferone, un sensore del DNA citosolico. L’eliminazione del materiale mitocondriale avviene fisiologicamente attraverso il rilascio negli autofagosomi, seguito dalla fusione autofagosoma-lisosoma. Poiché l’autofagia è profondamente implicata nella formazione e maturazione dei melanosomi, la distruzione selettiva immunomediata dei melanociti nella cute di vitiligine potrebbe risiedere nell’intenso fabbisogno energetico, nello stato pro-ossidante associato alla biosintesi della melanina, che aggrava il difetto metabolico. 

La vitiligine (VTG) è una malattia cronica cutanea acquisita disfigurante causata dalla depigmentazione conseguente alla progressiva perdita di melanociti funzionali. Sebbene siano state proposte diverse opzioni terapeutiche per stabilizzare la malattia arrestando il processo di depigmentazione e per indurre una ripigmentazione duratura, e la persistenza della ripigmentazione resta non prevedibile. A causa della sua visibilità, comparsa precoce e cronicità, la VTG può inficiare significativamente la qualità di vita dei pazienti. I pazienti con VTG sono esposti a un grave stress emotivo che talvolta culmina nello sviluppo di stati depressivi. Nel corso degli anni, la maggior parte degli studi sulla vitiligine sono stati mirati alla caratterizzazione di peculiari alterazioni della pelle in aree lesionali e perilesionali. Tuttavia, il nostro gruppo e altri ricercatori hanno dimostrato che la VTG è una malattia non limitata ai melanociti ma che coinvolge l’intera pelle e alcuni tipi di cellule non cutanee, comprese le cellule circolanti del sangue periferico. In linea con l’idea che la vitiligine è una malattia sistemica resa evidente dalla perdita di pigmentazione, i pazienti di VTG mostrano frequentemente alterazioni dello spettro della sindrome metabolica come glicemia a digiuno, aumento dei trigliceridi, delle proteine leganti gli acidi grassi e del colesterolo LDL nel sangue. A livello cellulare, i nostri esperimenti hanno evidenziato chiaramente fenomeni di insulina resistenza associata ad alterata mitocondriogenesi sia in cellule dermiche sia in cellule epidermiche. Nelle cellule della vitiligine la presenza di mitocondri disfunzionali culmina in una ridotta capacità energetica, nell’iperattivazione dei processi dinamici di rimodellamento dei mitocondri e nell’attivazione della via GMP-AMP sintasi stimolatrice dei geni della cascata dell’ interferone, un sensore del DNA citosolico. L’eliminazione del materiale mitocondriale avviene fisiologicamente attraverso il rilascio negli autofagosomi, seguito dalla fusione autofagosoma-lisosoma. Poiché l’autofagia è profondamente implicata nella formazione e maturazione dei melanosomi, la distruzione selettiva immunomediata dei melanociti nella cute di vitiligine potrebbe risiedere nell’intenso fabbisogno energetico, nello stato pro-ossidante associato alla biosintesi della melanina, che aggrava il difetto metabolico. 

Il linfoma a cellule T cutanee (CTCL) è un tumore molto raro (7-10 casi per milione di persone) caratterizzato dalla presenza ed espansione di linfociti CD4+ maligni sulla pelle. Le varianti più comuni sono la micosi fungoide (MF) e la sindrome di Sézary (SS). Lo stadio precoce della MF mostra un’infiltrazione limitata alla pelle con un decorso clinico lento e indolente che progredisce nel corso degli anni attraverso macchie e placche; tuttavia, circa il 30% delle MF progredisce in stadi tumorali aggressivi con scarsa prognosi. La SS è la forma più rara ma più aggressiva di CTCL caratterizzata, all’esordio della malattia, dalla co-presenza di linfociti neoplastici (cellule SS), principalmente nel sangue, nei linfonodi e sulla pelle. I pazienti con SS hanno un tasso di sopravvivenza globale a 5 anni (OS) che va dal 15% al 40%. Le forme aggressive dei CTCL sono è influenzate da molti eventi genetici come variazioni del numero di copie geniche, mutazioni e alterazioni cromosomiche che interessano la segnalazione del recettore delle cellule T, le molecole di co-stimolazione, PI3K, JAK/STAT, NF-kB, ciclo cellulare, apoptosi, risposta al danno al DNA, modificatori epigenetici e immuno-sorveglianza. Nonostante i numerosi dati high throughput generati finora tramite analisi NGS, nessun terapeutico è stato ancora individuato per una cura risolutiva o per prolungare la sopravvivenza dei pazienti affetti da CTCL aggressivo. Il fallimento terapeutico è dovuto in parte all’elevata eterogeneità intra-tumorale della malattia, ma anche alla scarsa partecipazione dei tumori rari ai trial clinici. Recentemente l’inibitore di PI3K Duvalisib ha mostrato efficacia in circa il 30% dei casi. Altre terapie mirate sono rappresentate da inibitori di JAK/STAT, HDAC e farmaci ipometilanti (decitabina, metotrexato) che mostrano efficacia nel 20-40% dei casi. Recentemente, nuovi approfondimenti sulla patogenesi provengono dagli studi effettuati dall’ UO1 e UO3 sul CD39: il team dell’UO1 ha dimostrato che l’espressione di CD39 è geneticamente controllata dallo SNP A/G rs10748643 che è in grado di distinguere due gruppi di pazienti SS (CD39+ e CD39-) associati a diverse prognosi (Picozza et al. 2022). Risultati preliminari indicano che le cellule CD39+SS sono trascrizionalmente meno attive (sia in termini quantitativi che qualitativi) rispetto alle cellule CD39- SS suggerendo che questa proteina è in grado di agire su meccanismi epigenetici come la metilazione. Questi dati suggeriscono che il bio-marcatore CD39 può aiutare a selezionare i pazienti potenzialmente più responsivi alle terapie ipo-metilanti. C’è inoltre da sottolineare che il team dell’ UO3 ha dimostrato che gli ecto[1]enzimi CD39/CD73 generano adenosina extracellulare immunosoppressiva (ADO), potenzialmente coinvolta nella risposta immune dei pazienti affetti da SS (Yakymiv et al. 2023). Considerando le sfide terapeutiche sopra descritte e la scarsità di modelli preclinici in vitro/in vivo per i CTCLs, il presente progetto mira a sviluppare un modello di trattamento personalizzato per i pazienti affetti da CTCL aggressivo integrando dati genetici e analisi della suscettibilità ai farmaci.

Il linfoma a cellule T cutanee (CTCL) è un tumore molto raro (7-10 casi per milione di persone) caratterizzato dalla presenza ed espansione di linfociti CD4+ maligni sulla pelle. Le varianti più comuni sono la micosi fungoide (MF) e la sindrome di Sézary (SS). Lo stadio precoce della MF mostra un’infiltrazione limitata alla pelle con un decorso clinico lento e indolente che progredisce nel corso degli anni attraverso macchie e placche; tuttavia, circa il 30% delle MF progredisce in stadi tumorali aggressivi con scarsa prognosi. La SS è la forma più rara ma più aggressiva di CTCL caratterizzata, all’esordio della malattia, dalla co-presenza di linfociti neoplastici (cellule SS), principalmente nel sangue, nei linfonodi e sulla pelle. I pazienti con SS hanno un tasso di sopravvivenza globale a 5 anni (OS) che va dal 15% al 40%. Le forme aggressive dei CTCL sono è influenzate da molti eventi genetici come variazioni del numero di copie geniche, mutazioni e alterazioni cromosomiche che interessano la segnalazione del recettore delle cellule T, le molecole di co-stimolazione, PI3K, JAK/STAT, NF-kB, ciclo cellulare, apoptosi, risposta al danno al DNA, modificatori epigenetici e immuno-sorveglianza. Nonostante i numerosi dati high throughput generati finora tramite analisi NGS, nessun terapeutico è stato ancora individuato per una cura risolutiva o per prolungare la sopravvivenza dei pazienti affetti da CTCL aggressivo. Il fallimento terapeutico è dovuto in parte all’elevata eterogeneità intra-tumorale della malattia, ma anche alla scarsa partecipazione dei tumori rari ai trial clinici. Recentemente l’inibitore di PI3K Duvalisib ha mostrato efficacia in circa il 30% dei casi. Altre terapie mirate sono rappresentate da inibitori di JAK/STAT, HDAC e farmaci ipometilanti (decitabina, metotrexato) che mostrano efficacia nel 20-40% dei casi. Recentemente, nuovi approfondimenti sulla patogenesi provengono dagli studi effettuati dall’ UO1 e UO3 sul CD39: il team dell’UO1 ha dimostrato che l’espressione di CD39 è geneticamente controllata dallo SNP A/G rs10748643 che è in grado di distinguere due gruppi di pazienti SS (CD39+ e CD39-) associati a diverse prognosi (Picozza et al. 2022). Risultati preliminari indicano che le cellule CD39+SS sono trascrizionalmente meno attive (sia in termini quantitativi che qualitativi) rispetto alle cellule CD39- SS suggerendo che questa proteina è in grado di agire su meccanismi epigenetici come la metilazione. Questi dati suggeriscono che il bio-marcatore CD39 può aiutare a selezionare i pazienti potenzialmente più responsivi alle terapie ipo-metilanti. C’è inoltre da sottolineare che il team dell’ UO3 ha dimostrato che gli ecto[1]enzimi CD39/CD73 generano adenosina extracellulare immunosoppressiva (ADO), potenzialmente coinvolta nella risposta immune dei pazienti affetti da SS (Yakymiv et al. 2023). Considerando le sfide terapeutiche sopra descritte e la scarsità di modelli preclinici in vitro/in vivo per i CTCLs, il presente progetto mira a sviluppare un modello di trattamento personalizzato per i pazienti affetti da CTCL aggressivo integrando dati genetici e analisi della suscettibilità ai farmaci. Per raggiungere questi risultati , verranno affrontati tre obiettivi con l’intento di:

1) Analizzare 5 linee cellulari commerciali di CTCL (Hut78, H9, HH, SeAx e Myla) tramite sequenziamento massivo dell’intero genoma (WGS) e contestualmente valutare la loro suscettibilità farmacologica tramite lo screening massivo di un ampio pannello di farmaci già approvati dalla FDA (FDA-drug libray). L’integrazione dei dati emergenti da queste analisi permetterà di evidenziare i farmaci capaci di bloccare specificamente geni e/o pathways alterati rilevati nelle diverse linee.

2) Sviluppare colture a lungo termine (LTC) di linfociti neoplastici circolanti derivati da almeno 5 pazienti SS da caratterizzare per alterazioni genetiche tramite WGS al fine di selezionare farmaci ad hoc contenuti nella FDA-drug libray descritta nel punto 1.

3) Analizzare il trascrittoma, metiloma, l’immunofenotipo e il microambiente tumorale cutaneo di una coorte di pazienti SS per scoprire nuovi biomarcatori prognostici e terapeutici (stratificazione del rischio e della terapia) tenendo anche conto della genetica (SNP) capace di guidare l’espressione del CD39 nella SS

La fibrosi è una condizione patologica che colpisce diversi organi, compresa la pelle. È caratterizzata da un’eccessiva deposizione di proteine della matrice extracellulare (ECM), in genere collageni. Le modifiche molecolari provocate dalla fibrosi alterano l’architettura dei tessuti e compromettono la funzionalità delle cellule e l’omeostasi del sistema immunitario, spesso in modo autoalimentato.

La fibrosi cutanea comprende un ampio gruppo di disturbi ereditari e acquisiti che possono interessare solo la pelle (ad esempio i cheloidi) o anche altri organi, nel contesto di disturbi multisistemici. Quest’ultimo gruppo comprende la sclerosi sistemica, l’epidermolisi bollosa distrofica recessiva (EBDR) e la fibrosi sistemica nefrogenica. La sclerodermia – il prototipo dei disordini fibrotici cutanei – abbraccia un gruppo eterogeneo di malattie caratterizzate da vasculopatia, disfunzione immunitaria e fibrosi della pelle e/o degli organi interni (ad esempio, polmoni e reni), a seconda del sottotipo. Pertanto, la sclerodermia può essere suddivisa in due forme principali: la sclerodermia localizzata (LS) – che di solito colpisce la pelle – e la sclerosi sistemica (SSc), estremamente grave a causa delle sue manifestazioni cliniche di carattere sindromico. A causa dell’eterogeneità clinica e dell’alto tasso di morbilità e mortalità, la SSc rappresenta ancora oggi un’enorme sfida terapeutica.

Sebbene in misura minore rispetto alla SSc, anche la LS compromette in modo significativo la qualità di vita dei pazienti, in particolare nei bambini. Infatti, in età pediatrica la LS influisce sulla crescita corporea e può presentarsi con manifestazioni extra-cutanee, determinando una maggiore morbilità rispetto alla LS dell’adulto. Oltre alla SSc, altre patologie fibrotiche cutanee, tra cui i cheloidi diffusi e l’EBDR, sono estremamente invalidanti, possono portare allo sviluppo di complicanze cliniche che mettono a rischio la vita del paziente e necessitano in maniera significativa ed urgente di trattamenti terapeutici efficaci.

I risultati ottenuti in modelli in vitro e in vivo di fibrosi associata a EBDR hanno rivelato i marcati effetti anti-fibrotici di PF-03084014 (PF-0308) e dell’acido valproico (VPA), due composti che agiscono rispettivamente come inibitori di Notch e delle istone deacetilasi. In modelli preclinici di EBDR, entrambe le molecole riducono significativamente i processi fibrotici tipici dei fibroblasti attivati. È importante sottolineare che il VPA è approvato per il trattamento di disturbi neurologici, mentre PF-0308 è recentemente entrato in fase avanzata di sviluppo clinico (studi di fase II/III) per il trattamento dei tumori desmoidi in pazienti pediatrici e adulti. Né il PF-0308 né il VPA sono stati utilizzati per il trattamento di altre patologie fibrotiche della pelle.

Gli obiettivi di questo progetto sono: 1) validare l’attività anti-fibrotica di PF-0308 e VPA in diversi modelli in vitro e in vivo di fibrosi cutanea (ad esempio, sclerosi sistemica e localizzata, cheloidi); 2) approfondire le conoscenze sul network molecolare caratterizzante le malattie fibrotiche cutanee, al fine di identificare una “firma molecolare” comune e nuovi biomarcatori diagnostici/prognostici. Il successo del presente studio porrà le basi per il riposizionamento di PF-0308 e VPA e lo sviluppo a breve termine di uno studio clinico di fase I/II per valutare il loro potenziale terapeutico come farmaci anti-fibrotici in pazienti dermatologici.

La fibrosi è una condizione patologica che colpisce diversi organi, compresa la pelle. È caratterizzata da un’eccessiva deposizione di proteine della matrice extracellulare (ECM), in genere collageni. Le modifiche molecolari provocate dalla fibrosi alterano l’architettura dei tessuti e compromettono la funzionalità delle cellule e l’omeostasi del sistema immunitario, spesso in modo autoalimentato.

La fibrosi cutanea comprende un ampio gruppo di disturbi ereditari e acquisiti che possono interessare solo la pelle (ad esempio i cheloidi) o anche altri organi, nel contesto di disturbi multisistemici. Quest’ultimo gruppo comprende la sclerosi sistemica, l’epidermolisi bollosa distrofica recessiva (EBDR) e la fibrosi sistemica nefrogenica. La sclerodermia – il prototipo dei disordini fibrotici cutanei – abbraccia un gruppo eterogeneo di malattie caratterizzate da vasculopatia, disfunzione immunitaria e fibrosi della pelle e/o degli organi interni (ad esempio, polmoni e reni), a seconda del sottotipo. Pertanto, la sclerodermia può essere suddivisa in due forme principali: la sclerodermia localizzata (LS) – che di solito colpisce la pelle – e la sclerosi sistemica (SSc), estremamente grave a causa delle sue manifestazioni cliniche di carattere sindromico. A causa dell’eterogeneità clinica e dell’alto tasso di morbilità e mortalità, la SSc rappresenta ancora oggi un’enorme sfida terapeutica.

Sebbene in misura minore rispetto alla SSc, anche la LS compromette in modo significativo la qualità di vita dei pazienti, in particolare nei bambini. Infatti, in età pediatrica la LS influisce sulla crescita corporea e può presentarsi con manifestazioni extra-cutanee, determinando una maggiore morbilità rispetto alla LS dell’adulto. Oltre alla SSc, altre patologie fibrotiche cutanee, tra cui i cheloidi diffusi e l’EBDR, sono estremamente invalidanti, possono portare allo sviluppo di complicanze cliniche che mettono a rischio la vita del paziente e necessitano in maniera significativa ed urgente di trattamenti terapeutici efficaci.

I risultati ottenuti in modelli in vitro e in vivo di fibrosi associata a EBDR hanno rivelato i marcati effetti anti-fibrotici di PF-03084014 (PF-0308) e dell’acido valproico (VPA), due composti che agiscono rispettivamente come inibitori di Notch e delle istone deacetilasi. In modelli preclinici di EBDR, entrambe le molecole riducono significativamente i processi fibrotici tipici dei fibroblasti attivati. È importante sottolineare che il VPA è approvato per il trattamento di disturbi neurologici, mentre PF-0308 è recentemente entrato in fase avanzata di sviluppo clinico (studi di fase II/III) per il trattamento dei tumori desmoidi in pazienti pediatrici e adulti. Né il PF-0308 né il VPA sono stati utilizzati per il trattamento di altre patologie fibrotiche della pelle.

Gli obiettivi di questo progetto sono: 1) validare l’attività anti-fibrotica di PF-0308 e VPA in diversi modelli in vitro e in vivo di fibrosi cutanea (ad esempio, sclerosi sistemica e localizzata, cheloidi); 2) approfondire le conoscenze sul network molecolare caratterizzante le malattie fibrotiche cutanee, al fine di identificare una “firma molecolare” comune e nuovi biomarcatori diagnostici/prognostici. Il successo del presente studio porrà le basi per il riposizionamento di PF-0308 e VPA e lo sviluppo a breve termine di uno studio clinico di fase I/II per valutare il loro potenziale terapeutico come farmaci anti-fibrotici in pazienti dermatologici.