Biotecnologia
Biotecnologie nel 2023 – Alzheimer, Anemia falciforme e Obesità
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L’industria biotecnologica ha registrato una crescita significativa negli ultimi anni, con la ricerca nel settore che fornisce preziose informazioni per migliorare i trattamenti medici, combattere le malattie, migliorare la qualità della vita e prolungare la durata della vita umana.
La biotecnologia è il ramo della scienza applicata che produce prodotti sanitari utilizzando organismi viventi. Combina diverse discipline, tra cui scienza, biologia, fisica, chimica, matematica e tecnologia.
Aziende come Eli Lilly, Merck, Pfizer (PFE ), Amgen (AMGN ), Gilead Sciences (GILD ), Biogen, Modena, Regeneron Pharmaceuticals (REGN ), Johnson & Johnson (JNJ ), Roche, Idec, Celgene e AbbVie (ABBV ) hanno speso milioni di dollari per ricercare e sviluppare soluzioni nei settori della sanità, della medicina, della genomica, della produzione alimentare, dei biocarburanti e della sicurezza ambientale.
Con una dimensione di 860 miliardi di dollari, l’industria dovrebbe quasi raddoppiare il valore di mercato entro la fine di questo decennio. Quest’anno, la ricerca e lo sviluppo continui hanno già portato a numerose scoperte entusiasmanti con importanti scoperte e i progressi più avanzati per combattere l’Alzheimer, l’anemia falciforme e l’obesità. Diamo quindi un’occhiata!
I nuovi trattamenti per la malattia di Alzheimer
La malattia di Alzheimer (AD) sta aumentando rapidamente, con una stima di 6,2 milioni di individui con demenza AD negli Stati Uniti e una stima di 55 milioni di individui con demenza AD a livello globale.
Una malattia progressiva, l’Alzheimer è il tipo più comune di demenza, che inizia con una lieve perdita di memoria. La malattia danneggia e distrugge le cellule nervose cerebrali che controllano il pensiero, la memoria e il linguaggio. Col tempo, porta a una perdita graduale della capacità di ricordare, ragionare, usare il linguaggio e rispondere all’ambiente. Possono verificarsi anche una serie di cambiamenti comportamentali a causa dell’Alzheimer.
Tuttavia, il 2023 ha segnato una grande pietra miliare nel trattamento dell’AD. Scienziati e ricercatori continuano a svelare le complessità dell’Alzheimer non solo per comprendere e trattare meglio la malattia, ma anche per prevenirla completamente.
All’inizio di quest’anno, la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha concesso l’approvazione accelerata al trattamento rivoluzionario chiamato LEQEMBI (lecanemab-irmb). Sviluppato da Biogen ed Eisai, il trattamento ha mostrato una grande efficacia nel rallentare la progressione della malattia e nel ridurre moderatamente il declino cognitivo nei pazienti con AD in fase precoce. Questo è stato in realtà il primo trattamento dimostrato capace di influenzare il decorso della malattia di Alzheimer.
Il farmaco viene somministrato tramite infusione endovenosa (direttamente nella vena) ogni due settimane. Il meccanismo d’azione consiste nel rimuovere una proteina appiccicosa chiamata amiloide dal cervello, ritenuta responsabile dell’avanzamento della malattia di Alzheimer.
“È molto entusiasmante perché è il primo trattamento nella nostra storia che mostra un rallentamento inequivocabile del declino nella malattia di Alzheimer.”
– Dr. Christopher van Dyck, direttore dell’Unità di Ricerca sull’Alzheimer dell’Università di Yale, che ha guidato lo studio ed è anche consulente pagato per l’azienda farmaceutica Eisai
La sperimentazione del trattamento ha coinvolto 1.795 partecipanti con Alzheimer sintomatico in fase precoce. Pubblicati nel New England Journal of Medicine, i risultati della sperimentazione clinica di fase III di lecanemab hanno rivelato che, dopo un trattamento di un anno e mezzo, il farmaco ha rallentato il declino clinico del 27% rispetto a chi ha ricevuto un placebo. Il trattamento mira selettivamente a forme di proteina amiloide, ritenute “le più tossiche per le cellule cerebrali”, e i soggetti trattati hanno mostrato una riduzione significativa della proteina nei test di imaging.
I partecipanti allo studio hanno anche sperimentato un rallentamento del 37% del declino in una misura delle attività quotidiane e del 26% in una misura secondaria chiave della funzione cognitiva rispetto al gruppo placebo. Parallelamente, Lecanemab è in fase di test nello studio globale AHEAD, che prende di mira individui che, pur essendo cognitivamente normali, sono ad alto rischio di sintomi a causa di elevati livelli di amiloide cerebrale.
Secondo il Dr. van Dyck, questo è solo l’inizio, con i dati che suggeriscono:
“Più lungo è il periodo di trattamento, migliore è l’effetto. Potremmo osservare un beneficio maggiore se interveniamo prima che si verifichi un danno cerebrale significativo.”
Per quanto riguarda gli effetti collaterali, tipicamente si osservano arrossamenti, brividi, febbre, eruzioni cutanee e dolori muscolari, la maggior parte dei quali è da lieve a moderata e si verifica subito dopo la prima dose. Inoltre, c’è il potenziale effetto collaterale di anomalie di imaging legate all’amiloide, che possono includere emorragie cerebrali, edema o formazione di liquidi nel cervello.
Il trattamento sarà commercializzato con il nome di marca Leqembi™, con Eisai che ne fissa il prezzo a 26.500 dollari all’anno. Tuttavia, il prezzo potrebbe variare poiché il programma federale di assicurazione sanitaria Medicare ha dichiarato che coprirà l’80% del costo senza richiedere la partecipazione a una sperimentazione clinica randomizzata. I Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS) hanno confermato ciò nella seconda metà dell’anno.
A luglio, la FDA ha anche concesso l’approvazione tradizionale completa al farmaco per la prima volta in due decenni. Tuttavia, è presente un avviso “black box”, l’avvertimento più severo dell’agenzia, riguardo a gonfiore cerebrale e sanguinamento associati al medicinale per motivi di sicurezza.
Oltre a Leqembi, quest’anno ha portato anche progressi nei vaccini contro l’Alzheimer. L’azienda americana Vaxxinity ha riportato risultati positivi nelle sperimentazioni di fase 2 di UB-311, che mira alle forme tossiche di amiloide beta nel cervello, non solo scatenando una risposta immunitaria ma dimostrando anche sicurezza. Rappresentando un approccio nuovo nel trattamento dell’Alzheimer, questa immunoterapia attiva sintetica a base di peptide potrebbe aprire la strada a alternative più durature ed economicamente vantaggiose rispetto ai trattamenti attuali, inducendo una risposta anticorpale specifica al bersaglio.
Questi progressi biotecnologici hanno certamente aperto nuove porte nella ricerca sull’Alzheimer, fornendo una base per future innovazioni e trattamenti più mirati ed efficaci.
Le nuove terapie geniche per la malattia falciforme sono qui
Una rara, dolorosa e ereditaria malattia del sangue, la malattia falciforme (SCD) colpisce più di 100.000 persone negli Stati Uniti e circa 20 milioni di persone in tutto il mondo. Si tratta di una malattia cronica e potenzialmente letale che può portare anche a una morte precoce.
In questa condizione, il problema è una mutazione nella proteina presente nei nostri globuli rossi che trasporta ossigeno, cioè l’emoglobina. A causa di questa alterazione, i globuli rossi, normalmente a forma di disco, assumono la forma di una “falce”, che tende ad aggregarsi. Queste cellule mutate ostacolano il flusso nei vasi sanguigni e limitano la consegna di ossigeno ai tessuti di tutto il corpo, provocando dolore intenso, ictus, infezioni e insufficienza d’organo.
Attualmente, il trapianto di midollo osseo è l’unica cura per questa malattia pericolosa, ma comporta il difficile processo di trovare un donatore compatibile e il rischio di rigetto da parte del sistema immunitario. Di conseguenza, la terapia genica è emersa come una possibile cura per questa malattia potenzialmente fatale.
Nel 2023, le terapie geniche e cellulari per il trattamento della SCD si sono avvicinate più che mai all’ingresso sul mercato. In una decisione storica, il Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani degli Stati Uniti ha approvato le prime terapie geniche basate su cellule per trattare la SCD in pazienti di età pari o superiore a 12 anni. Questi trattamenti includono Casgevy di CRISPR Therapeutics (CRSP ), con sede a Boston, e Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), e Lyfgenia del produttore farmaceutico Bluebird Bio Inc.
Tra i due, Casgevy è il primo trattamento approvato dalla FDA sviluppato con la tecnologia di editing genomico CRISPR-Cas9, che, secondo Vertex, è stata scelta per la sua capacità di fornire modifiche permanenti e precise in una posizione specifica ma “senza evidenza di effetti fuori bersaglio”.
Nel CRISPR-Cas9, il DNA dei pazienti viene reciso in aree mirate, quindi modificato con precisione per aggiungere, rimuovere o alterare il DNA, e le cellule modificate vengono trapiantate nuovamente nel paziente. Una volta all’interno, si integrano e crescono nel midollo osseo e aumentano la produzione di emoglobina fetale (HbF) per prevenire la falcizzazione dei globuli rossi. Vertex ha dichiarato:
“Siamo molto soddisfatti della solidità dei nostri dati per exa-cel – efficacia, sicurezza e durata della risposta – e riteniamo che i dati presentati all’EHA abbiano stabilito un profilo differenziato nella SCD.”
Lyfgenia non ha utilizzato CRISPR. Invece, ha seguito la via tradizionale della terapia genica utilizzando un vettore lentivirale, una famiglia di virus, per modificare i geni. In questo caso, le cellule staminali del sangue dei pazienti con SDC vengono geneticamente modificate per produrre un’emoglobina speciale HbAT87Q che funziona in modo simile a qualsiasi emoglobina adulta normale, ma è derivata dalla terapia genica e somministrata al paziente.
Nel caso della terapia genica basata su cellule Casgevy, il trial ha coinvolto un totale di 44 pazienti. Di questi, 31 hanno avuto un periodo di follow‑up sufficiente per essere valutati, rivelando che 29 pazienti hanno eliminato gli episodi severi di VOC per almeno un anno, mentre tutti loro non hanno avuto rigetto o fallimento del trapianto. Analogamente, nel trial per Lyfgenia, 22 dei 32 pazienti hanno raggiunto una risoluzione completa delle VOE.
Per quanto riguarda gli effetti collaterali, le ulcere orali, nausea, vomito, mal di testa, febbre e bassi livelli di piastrine e globuli bianchi sono stati i più comuni. Nel caso di Casgevy, si sono verificati anche dolori muscoloscheletrici e addominali, mentre in Lyfgenia è stato segnalato un tumore ematologico o cancro del sangue, che ha portato a un avviso di tipo “boxed warning” da parte della FDA dopo che due pazienti del trial sono morti per una forma di leucemia.
Ma non è tutto. Queste terapie innovative mostrano anche potenzialità per trattare altre malattie oltre alle loro attuali applicazioni. Ad esempio, i trattamenti basati su CRISPR non sono limitati alla SCD; hanno il potenziale di affrontare disturbi ematici ereditari come la beta‑talassemia. Inoltre, potrebbero essere efficaci contro l’ipercolesterolemia familiare, una forma ereditaria di colesterolo alto, e persino l’amiloidosi, una rara patologia epatica. L’applicazione riuscita del CRISPR in questi ambiti sottolinea il vasto potenziale dell’editing genetico per rivoluzionare la medicina, fornendo soluzioni per molte malattie precedentemente incurabili e migliorando significativamente la salute pubblica.
Sebbene sia un grande movimento, questo è solo l’inizio e molto lavoro resta da fare per rendere la terapia ampiamente accessibile, con la principale barriera rappresentata dal costo. Queste nuove terapie costeranno più di un milione di dollari, il che significa che non solo le persone in altri paesi, ma anche la maggior parte degli americani saranno esclusi per motivi economici. Pertanto, è evidente che c’è ancora molta strada da percorrere affinché questi trattamenti di editing genetico diventino più accessibili.
Affrontare il problema dell’obesità direttamente
Il 2023 è stato anche un anno di trasformazione nell’industria biotecnologica per affrontare l’obesità con nuovi farmaci per la perdita di peso e il diabete come Ozempic e Wegovy di Novo Nordisk, che hanno conquistato il mondo. Questi nuovi farmaci hanno dimostrato un’enorme efficacia nella perdita di peso, da qui la loro popolarità.
Appartenenti alla classe dei farmaci analoghi del GLP‑1, questi nuovi farmaci agiscono attivando un ormone GLP‑1 critico prodotto dall’intestino in risposta all’alimentazione e aiutano a perdere peso riducendo l’appetito, rallentando lo svuotamento gastrico e potenziando il rilascio di insulina.
In Ozempic e Wegovy, l’ingrediente attivo è il semaglutide, mentre l’ingrediente attivo nel farmaco per il diabete di Eli Lilly, Mounjaro, è il tirzepatide, che induce anche la perdita di peso.
Man mano che approcci innovativi e nuovi trattamenti arrivano in questo ambito, anche la terapia genica sta facendo il suo ingresso, potendo fornire soluzioni a lungo termine per la gestione del peso mirando a geni specifici responsabili dell’obesità.
Con l’obesità che colpisce quasi il 42% degli adulti negli Stati Uniti, aumentando il rischio di diabete, ipertensione, cancro e malattie cardiache, la ricerca e gli investimenti per affrontare questo problema stanno aumentando notevolmente. Un nuovo studio, supportato da sovvenzioni del NIH, Novo Nordisk, della National Science Foundation, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT e di una borsa di studio Schmidt Science, evidenzia la necessità di metodi alternativi a causa della difficoltà nel modificare i comportamenti e delle limitazioni delle terapie farmacologiche.
La ricerca intitolata “Un bioelettronico stimolatore ingeribile vibrante” bioelectronic stimulator modula i recettori di stiramento gastrico per una sazietà illusoria, pubblicata su Science Advances, ha osservato che le terapie efficaci per gestire questa malattia richiedono un’alta aderenza del paziente o interventi chirurgici invasivi. Pertanto, è stato suggerito un dispositivo chiamato stimolatore bioelettronico ingeribile vibrante, o VIBE.
Con il suo nuovo dispositivo, gli ingegneri del MIT stanno sfruttando le funzioni normali del nostro corpo — quando mangiamo un pasto abbondante, lo stomaco si distende e i meccanorecettori lo percepiscono, inviando poi segnali al cervello tramite il nervo vagale, con conseguente produzione di ormoni e insulina, tutti elementi che aiutano a digerire il cibo, a sentirsi sazi e a smettere di mangiare, mentre diminuiscono i livelli dell’ormone della fame, la grelina.
Nel caso di VIBE, viene creata un’illusione di espansione per modificare le abitudini alimentari. Invece di bere un bicchiere d’acqua prima di mangiare, qui si assume una pillola.
Il dispositivo è progettato per essere ingerito oralmente in modo da mantenere il contatto con il rivestimento gastrico, attivarsi quando immerso nel fluido gastrico, vibrare con ampiezze sufficienti a stimolare le terminazioni lamellari intragangliari gastriche (IGLE) per un periodo di tempo stabilito e passare in sicurezza attraverso il tratto gastrointestinale.
Questo nuovo dispositivo, sotto forma di pillola, è alimentato da una piccola batteria al ossido d’argento. Quando ingerita, viaggia attraverso l’intestino, entrando in contatto con il fluido gastrico. Questa interazione fa vibrare l’intestino per circa 30 minuti, stimolando il nervo vagale — simile agli effetti della chirurgia di bypass gastrico — e, di conseguenza, crea la sensazione di sazietà.
La nuova invenzione è paragonata a Ozempic e Wegovy in quanto aiuta le persone a gestire l’apporto calorico e a prevenire l’aumento di peso.
Secondo l’ex studentessa di dottorato del MIT Shriya Srinivasan, Ph.D., assistente professore di bioingegneria presso l’Università di Harvard, le persone che desiderano non solo perdere peso ma anche controllare l’appetito possono assumere questa pillola prima di ogni pasto. Srinivasan, autrice principale del nuovo studio, ha aggiunto:
“Questo potrebbe essere davvero interessante in quanto fornirebbe un’opzione che potrebbe ridurre al minimo gli effetti collaterali che osserviamo con gli altri trattamenti farmacologici disponibili.”
Per studiare le prestazioni di VIBES, i ricercatori hanno utilizzato maiali Yorkshire (a causa della loro anatomia gastrica simile a quella umana) del peso di 50‑80 kg e di età compresa tra 4 e 6 mesi. La pillola è stata introdotta endoscopicamente nella loro cavità gastrica. Oltre a stimolare il rilascio di ormoni che segnalano sazietà, quando gli animali hanno ricevuto la pillola 20 minuti prima di mangiare, hanno mostrato una riduzione significativa dell’assunzione di cibo. Secondo lo studio, ha “portato costantemente a una diminuzione dell’assunzione di cibo” di circa il 40% e ha ridotto il tasso di aumento di peso.
Lo studio, secondo il suo autore senior, Giovanni Traverso, gastroenterologo del Brigham and Women’s Hospital:
“Dimostra l’efficacia di un intervento a basso costo e non invasivo per ridurre l’assunzione di cibo e il consumo di calorie.”
Ma sebbene il dispositivo funzioni efficacemente per indurre sazietà e, come crede Traverso, “ha il potenziale di rivoluzionare le opzioni terapeutiche per i pazienti con obesità”, è ancora necessario condurre più studi per “esplorare gli effetti fisiologici del dispositivo prima che sia disponibile per i pazienti”.
Nel complesso, una maggiore comprensione dell’obesità ha portato il suo mercato farmaceutico a espandersi rapidamente. Inoltre, man mano che più persone la riconoscono come una condizione medica seria, vediamo la domanda di questi farmaci aumentare esponenzialmente, così come la richiesta di trattamenti più efficaci.
Clicca qui per l’elenco delle principali aziende nel settore dei trattamenti per l’obesità.
Pensiero conclusivo
Come abbiamo visto, la biotecnologia ha compiuto numerosi progressi nel trattamento dell’Alzheimer, della malattia falciforme e dell’obesità. Oltre a questi, abbiamo osservato molti sviluppi nell’editing genomico di precisione, nella biologia sintetica, nell’oncologia, negli organi‑on‑chip, nel sequenziamento di nuova generazione e nell’intelligenza artificiale.
Man mano che l’industria continua ad affrontare alcune delle sfide sanitarie più difficili, vedremo ancora più progressi e tendenze l’anno prossimo che genereranno grandi onde per anni o decenni a venire e miglioreranno le nostre vite.
