Introdução do Professor Bob Williamson, FRS, Universidade de Melbourne

Espero que todas as pessoas afectadas pela fibrose quística (FQ) aproveitem para ler o resumo que se segue do artigo de Chris Boyd (e o artigo inteiro online) apesar de poder ser um pouco complexo para quem não é cientista, porque discute todas as novas abordagens a ser estudadas a nível mundial. Neste número vem publicado um resumo destas abordagens e a CFW irá publicar actualizações sobre as evoluções feitas à medida que vêm ficando disponíveis.

Nós, como o leitor, vivemos no “mundo da fibrose quística” todo o tempo, e estamos completamente envolvidos na tentativa para melhorar a situação dos que sofrem de FQ. Tenho a certeza de que todos os adultos que vivem com FQ sabem que cada grupo de médicos e cientistas está empenhado na sua própria abordagem favorita. O artigo de Boyd lembra-nos que há diversas abordagens, não só a terapia “genética”, ou “modificadores do transporte de iões” ou “melhores antibióticos”. Na verdade, nos 25 anos em que tenho trabalhado na FQ, as melhorias têm vindo de pequenos avanços em muitas áreas diferentes, cada uma das quais pode ser mais ou menos importante para um indivíduo que vive com FQ. Muitas das crianças que conheci com FQ são agora adultos, a trabalhar produtivamente, e apesar de que ninguém pode fingir que viver com FQ é um mar de rosas (mesmo 65 Rosas), é muito melhor do que era, tanto em qualidade com em quantidade.

Como iniciador do primeiro ensaio de terapia genética para a FQ com liposomas, levado a cabo em Londres no princípio dos anos noventa, estou (obviamente) desapontado por termos todos subestimado os problemas que enfrentaríamos ao introduzir um gene saudável nos pulmões de um paciente com FQ. Esta abordagem de “terapia genética” está apenas agora a começar a produzir resultados positivos, e provavelmente terá que ser combinada com novos métodos genómicos e com células estaminais, talvez na infância ou mesmo no útero. No entanto, podemos estar todos satisfeitos com o facto de que, actualmente, melhores mucolíticos, melhores antibióticos, melhor tratamento para a imuno-rejeição e melhores drogas anti-inflamatórias todos ajudam com a terapia. As caridades e grupos de investigação interessados em FQ devem ser felicitados e apoiados por experimentar uma gama tão vasta de métodos, porque garantem que a situação vai continuar a melhorar para todas as pessoas que vivem com FQ, talvez não dramaticamente, mas firmemente, durante os próximos anos.

Este artigo é dedicado à memória de Sam Hillyard, que foi quem inicialmente o encomendou.

A Christopher Boyd PhD
UK CF Gene Therapy Consortium
Ciências Médicas (Genética Médica)
Universidade de Edimburgo
Centro de Medicina Molecular
Western General Hospital
Crewe Rd
Edimburgo
EH4 2XU UK
Actualizado em Janeiro de 2005

Resumo
O nosso entendimento da base fundamental da FQ a nível celular e molecular tem avançado a passos largos. Este artigo analisa, do ponto de vista de um cientista, como estes avanços estão a ser transferidos para a clínica para tratar a doença de pulmões FQ, utilizando tanto medicamentos convencionais como a terapia genética.

 

Introdução

Apesar da expectativa de vida para os pacientes ter aumentado mais de 30 vezes desde 1940, ainda não temos um tratamento realmente eficaz para a FQ nas vias respiratórias. Porquê? Uma razão é que a causa de base da doença era desconhecida até à descoberta do gene regulador da conductância transmembranar da fibrose quística (CFTR) por Lap Chee Tsui e colegas em Toronto em 1989. Tornou-se então aparente que o principal defeito molecular na FQ era uma proteína defeituosa que normalmente actua como um canal de cloreto. Mas isso foi só o princípio: levou todos estes anos desde então para chegarmos ao que sabemos hoje em dia sobre como esta falha microscópica leva, com o tempo, ao pulmão infectado e danificado da FQ. Os nossos conhecimentos não estão de modo algum completos, e temos que resolver muitos pormenores. A ideia prevalente é que o CFTR defeituoso leva à absorção de água do líquido que cobre as vias respiratórias: esta camada delgada mas pegajosa impede os cílios (pequenas estruturas de aparência capilar que cobrem o forro interior dos sacos de ar) de bater, e como tal não permite que os mecanismos de limpeza do muco funcionem eficazmente. O resultado é que as partículas inaladas ficam presas na superfície das vias respiratórias durante muito tempo, e as bactérias formam colónias que dão origem às doenças nos pulmões.
Há dois métodos terapêuticos básicos. Podemos dirigir-nos aos problemas dos pulmões (por exemplo, atacar as infecções microbianas ou tentar modificar a camada mucosa), ou podemos dirigir-nos às causas básicas (por exemplo, convencer a proteína defeituosa do CFTR a trabalhar, ou passar-lhe ao lado utilizando terapia genética ou outros meios). As terapias que se dirigem às causas básicas são mais aconselháveis para o tratamento da FQ, mas não se pode negar que esses tratamentos são difíceis de desenvolver.


Do conceito à clínica: uma grande distância

O maior obstáculo ao aparecimento de novas drogas para qualquer doença é o tempo. O padrão da investigação farmacêutica tem vindo a evoluir ao longo de muitas décadas e consiste de três fases: (i) desenvolvimento e experimentação do medicamento, (ii) ensaios clínicos (Fases I, II, III e IV), e aprovação pelos organismos de regulamentação. Para transferir um só medicamento do conceito para a clínica tem tradicionalmente levado quinze anos e custa cerca de US$500 milhões. Além do mais, é necessário ter-se sempre em conta que somente uma pequeníssima proporção das drogas que entram em desenvolvimento e são experimentadas passam os testes e entram na prática clínica. As boas notícias são que as técnicas modernas como a Triagem de Processamento Rápido (High Throughput Screening – HTS), e a melhor coordenação dos ensaios clínicos a nível internacional poderão em breve reduzir o tempo de processo para 7-10 anos e reduzir o custo para uma fracção do actual. Na verdade, a Fundação para a Fibrose Cística nos EUA (CFF) está a explorar esta abordagem no Programa de Desenvolvimento de Terapias, que teve início em 19981. Os avanços tecnológicos permitiram a experimentação rápida de milhares de produtos por dia. A CFF começou a promover esta tecnologia no ano 2000 com subsídios directos às empresas farmacêuticas (por exemplo, Aurora Biosciences) e também subsídios directos a académicos do grupo Alan Verkman, dando apoio às descobertas de medicamentos importantes e aos programas de desenvolvimento. No início de 2004, a CFF tinha interesses em 9 estudos pré-clínicos utilizando modelos animais e 14 ensaios clínicos com sujeitos humanos.

Tratamento dos sintomas da FQ

A terapia dos sintomas no pulmão pode ser directo, alvejando as próprias bactérias com antibióticos ou vacinas, ou indirectos, limitando os sintomas dos danos causados pelas bactérias ou o processo inflamatório. Comentam-se em seguida ambas as tácticas de ataque.

Anti-bacterianos

A bactéria Pseudomonas aeruginosa é um dos principais micróbios patogénicos no pulmão com FQ. A gestão da Pseudomonas é crucial no cuidado da FQ, e têm-se utilizado muitos métodos com base em antibióticos para a tratar. Um dos problemas da administração de antibióticos utilizando as vias normais é que são necessárias doses altas indesejáveis. Recentemente, uma forma nebulizada de tobramicina, TOBI (Chiron Corporation), for introduzida na prática clínica e proporciona um controlo mais eficaz da Pseudomonas alvejando directamente o pulmão. Outro antibiótico, Colomicina (Pharmax), também tem sido utilizado com êxito deste mesmo modo. A preocupação com todos os antibióticos é a aparição de resistência bacteriana. Recentes dados no Reino Unido sugerem que, geralmente, a resistência aos antibióticos da Pseudomonas nos pulmões com FQ é preocupantemente alta: temos que receitar antibióticos mais prudentemente e monitorizar os padrões de resistência como rotina, com o fim de conservar os benefícios dos antibióticos a longo prazo.
Outro novo método interessante para lidar com a Pseudomonas nos casos de FQ – ainda em fase pré-clínica – é uma vacina com base no DNA. Se funcionar, os recém nascidos podem ser injectados com uma vacina de DNA e obter assim imunidade durável à capacidade da Pseudomonas de infectar os pulmões.

Lidar com o muco na FQ
A viscosidade da camada líquida das vias respiratórias é uma das principais características da FQ, favorecendo a colonização por bactérias ou outros micróbios patogénicos. Ironicamente, a presença de grandes quantidades de DNA largados por neutrófilos danificados (células envolvidas na defesa dos pulmões que se encontram em grandes números na FQ) piora a viscosidade das vias respiratórias da FQ. A convicção de que as terapias que têm como objectivo destruir o DNA das células danificadas poderia reduzir esta viscosidade e como tal melhorar a limpeza do muco levou ao desenvolvimento e uso clínico generalizado do Pulmozyme (Genentech Corporation). O Pulmozyme é uma forma recombinante (DNA que foi criado artificialmente de duas ou mais fontes e incorporado numa só molécula recombinante) da DNAase humana administrada por meio de inalação de um aerossol.

Um concorrente mais recente para este tipo de tratamento é o Nacystelyn (NAL), um derivado do suplemento alimentar N-acetilcisteína que tem uma história de uso terapêutico no pulmão FQ. Em 2002, um grupo internacional liderado pelo Dr App apresentou uma comunicação sobre um ensaio relacionado com a eficácia do NAL (inalado sob a forma de pó seco) para tratar a limpeza insuficiente do muco. Verificou-se que o NAL aumentava o conteúdo de água do muco – uma propriedade desejável – e também fazia com que ficasse menos pegajoso. Não produziu efeitos secundários sérios, mas ainda se terá que ver como o NAL funciona em ensaios mais extensos. Esta abordagem, fazendo pequenas modificações aos medicamentos existentes para lhes melhorar a eficácia, é uma estratégia importante na investigação farmacêutica que pode reduzir alguns dos longos prazos de desenvolvimento.

Estimular canais de iões alternativos
O grupo do Dr Richard Boucher na Carolina do Norte está a fazer investigação sobre medicamentos que são capazes de estimular canais de cloreto diferentes dos do CFTR e desse modo substituir a função defeituosa do mesmo. Os resultados de um estudo com uma das possibilidades, o INS37217, foram comunicados em 2002. Este medicamento é o último de uma série dos assim chamados activadores dos receptores P2Y que têm o efeito desejado. A novidade do INS37217 é que parece ser mais estável (e como tal mantém a actividade durante mais tempo) na expectoração da fibrose quística do que os medicamentos anteriores deste tipo. O mais intrigante é que aumenta tanto a produção de muco como o movimento dos cílios. Está-se a fazer a avaliação clínica do INS37217.

Anti-inflamação

A inflamação é uma das manifestações principais da FQ, apesar das causas da mesma continuarem a ser pouco claras. Os neutrófilos (glóbulos brancos do sangue e primeira defesa contra as infecções) estão envolvidos na reacção inflamatória que produz as enzimas chamadas proteases, cuja principal função é danificar as bactérias. O epitélio (membranas que forram as vias respiratórias) das vias respiratórias produz anti-proteases para evitar que as proteases reajam e causem danos no próprio pulmão. O grande excesso de neutrófilos na FQ produz demasiada protease para as anti-proteases do pulmão, e infelizmente o resultado é um pulmão danificado. Uma terapia com base na adição de uma anti-protease natural chamada alfa-1-antitripsina (AAT) tem sido sugerida como um modo de restaurar o equilíbrio. Foi demonstrado que a AAT recombinante funciona quando administrada sob a forma de aerossol, mas esta abordagem tem muitas desvantagens. Um método mais refinado está a ser desenvolvido pela Dra. Pam Davis e colegas, no qual a AAT é anexada a uma proteína de endereçamento de tal modo que (quando administrada como aerossol ou intravenosamente) a AAT é transportada para a superfície das células epiteliais e segregada no local desejado para a acção. Outros grupos estão a trabalhar sobre estratégias alternativas de anti-proteases que atacam o mesmo defeito inflamatório. Este modo de terapia é muito prometedor, mas, se chegar à clínica, é provável que só beneficie indivíduos nas primeiras fases da doença.

Tem havido recentemente muito interesse nos tratamentos não esteróides da inflamação dos pulmões com FQ, porque evitam os efeitos secundários associados aos tratamentos com corticoesteróides. O proeminente medicamento não esteróide anti-inflamatório ibuprofeno foi utilizado num ensaio clínico em pacientes com FQ com resultados encorajadores: a taxa de declínio da função pulmonar diminuiu. No entanto, houve notícia de toxicidade indesejável quando o ibuprofeno foi utilizado para a FQ juntamente com um antibiótico da classe aminoglicosídeo. Os médicos continuarão com pouca vontade de utilizar o ibuprofeno para a FQ até se descobrir um meio de evitar estas interacções tão tóxicas.
Finalmente, as propriedades anti-inflamatórias dos antibióticos chamados macrolídeos têm sido cada vez mais estudadas na FQ. Estes medicamentos funcionam provavelmente a diversos níveis. Por exemplo, demonstrou-se que o macrolídeo claritromicina rompe o ambiente de biofilme que se supõe favoreça o crescimento da Pseudomonas no pulmão infectado. Tem havido um súbito interesse na azitromicina em particular, cuja utilização na FQ foi inspirada pelo sucesso do tratamento da panbronquiolite difusa. Fizeram-se diversos ensaios sobre a função pulmonar da FQ, que tiveram resultados prometedores. No entanto, o modo de acção dos macrolídeos na FQ ainda não é claro, apesar de se pensar que as propriedades anti-inflamatórias são dominantes. Os resultados com a azitromicina foram suficientemente encorajadores para que se considere recomendar a utilização deste antibiótico em certas condições em pacientes com FQ, como um suplemento a terapias mais estabelecidas. Ainda estamos a alguma distância de um consenso sobre a eficácia deste medicamento, e são necessários ensaios aleatórios controlados com grandes números de pacientes para determinar a eficácia e dosagem óptima de modo exacto.

Tratamento das causas básicas da FQ

A atracção das terapias que têm como alvo o CFTR é que têm o potencial para compensar todos os sintomas associados com a proteína defeituosa. Quase todas as terapias deste tipo ainda estão nas primeiras fases de desenvolvimento. É importante lembrar que muitas das substâncias que funcionam bem em experiências de laboratório e em sistemas de modelos simples, em muitos casos não se transformam em medicamentos úteis em seres vivos, devido à toxicidade e outros efeitos indesejáveis.

CFTR como alvo de medicamentos
Os nossos conhecimentos detalhados sobre o CFTR estão a ser aplicados à procura de medicamentos terapêuticos que melhorem a função do CFTR defeituoso ou (como verificámos) estimulem a actividade de outras proteínas que o possam substituir. Emergiram alguns medicamentos no início da saga CFTR que continuam a ser de valor inestimável para a investigação de laboratório, mas que não progrediram para uso clínico. O genistein, um activador do CFTR, é um exemplo conhecido. O genistein pode ainda vir a ter um importante papel a nível clínico: foi proposto um ensaio clínico de uma terapia combinada que consiste de fenilbutirato e genistein para o qual se estão a recrutar pacientes no Hospital de Crianças de Filadélfia (identificador NLM, NCT00016744).

Nos últimos anos, o Dr. Freedman e outros nos EUA sugeriram a possibilidade de que o ácido docosahexaenóico (DHA) que é um ácido gordo polinsaturado, administrado como suplemento alimentar, poderia ser utilizado para tratar a FQ, depois de resultados publicados declarando que o desequilíbrio DHA/ácido araquidónico nas células da FQ poderia ser corrigido deste modo. No entanto, o trabalho contínua na fase pré-clínica e a excitação inicial sobre esta abordagem diminuiu bastante.

A mutação F508del

A maior parte dos pacientes com FQ têm a variante F508del do CFTR, e como tal não é surpreendente que se tenha dado grande atenção às propriedades desta proteína. Estão a ser investigados os medicamentos chamados mobilizadores de proteínas que imitam os efeitos benéficos do crescimento no frio. No entanto, um medicamento desse tipo pode não ser suficiente porque quando a proteína F508del chega à superfície da célula nos pacientes, é menos funcional do que o CFTR normal. Podemos precisar de encontrar também medicamentos que realçam a actividade da F508del.

Há diversos medicamentos experimentais que parecem mobilizar a F508del-CFTR, incluindo os membros MPB da família benzo( c )quinolizínio. O Dr Bob Dormer e colegas em Cardiff, em colaboração com o grupo do Dr Fred Becq em Poitiers, demonstraram que o tratamento das células nasais F508del com compostos MPB tem como resultado uma melhor administração do CFTR às superfícies superiores da célula. Em algumas circunstâncias os mesmos compostos também foram capazes de estimular a função do canal de cloreto.

Outro medicamento que tem supostamente efeitos benéficos semelhantes nas células F508del é o tapsigargin, um inibidor da bomba de cálcio, como descrito em 2002 pela Dra. Marie Egan e colegas em Yale. Este trabalho discorda de algum modo com outros dados publicados que sugerem que o tapsigargin actua inibindo o processamento adequado das proteínas. A Dra. Egan argumenta que algumas proteínas, incluindo a F508del-CFTR, são excepções a esta regra. Esperamos com interesse uma clarificação dos efeitos do tapsigargin sobre a F508del-CFTR. Uma substância relacionada, o curcumin, que é um componente do aditivo alimentar natural açafrão-da-Índia, foi descrito em 2004 pela Dra. Egan e colegas como corrigindo os defeitos da F508del-CFTR nos ratos. Infelizmente, num estudo de Fase I em pacientes, não se viu efeito algum sobre a F508-del CFTR. Além do mais, os cientistas noutros laboratórios não têm sido capazes de replicar os efeitos do curcumin nos ratos.

As metodologias de triagem de processamento rápido (ver abaixo) oferecem a possibilidade de aumentar de modo significativo o nosso repertório de medicamentos mobilizadores de proteínas.

Outras formas mutantes de CFTR

Nem toda a atenção se concentra na F508del-CFTR: há muita investigação dedicada à descoberta e análise de medicamentos que activam todo o tipo de formas mutantes de CFTR. Por exemplo, o Dr David Sheppard e colegas em Bristol estão a estudar a floxina B e compostos semelhantes que pertencem a uma família de corantes alimentares utilizados comercialmente. Nos estudos preliminares, tem-se demonstrado que estas substâncias activam e inibem o CFTR em sistemas de cultura de células. Esta classe de medicamentos é particularmente atraente porque já se utiliza em alimentos, a falta de toxicidade já é conhecida o que portanto oferece a possibilidade de que os ensaios futuros sejam menos prolongados.

Triagem de Processamento Rápido (HTS)

Como um exemplo de HTS, o Dr Alan Verkman e colegas em S. Francisco estão a levar a cabo um programa de descoberta de medicamentos financiado pela CFF. Num estudo inicial, centenas de derivativos da flavona e benzoquinolizinium foram analisados num sistema especial de células projectado para detectar medicamentos que afectam a actividade do CFTR. Apesar deste medicamento não se poder aplicar aos pacientes com FQ, será uma adição útil ao leque de substâncias disponíveis para a investigação no laboratório. Há também a possibilidade de poder ser utilizado na prática clínica para tratar doenças como a cólera. Depois deste começo prometedor, o grupo do Dr. Verkman e outros estão a aumentar os esforços com HTS para analisar mais de 100.000 substâncias, para procurar mediamentos que possam activar ou mobilizar o CFTR defeituoso. Tem sido feito grande progresso, e foi identificado um inibidor do CFTR que pode ter um papel no tratamento da cólera. Compostos do chumbo que activam ou mobilizam o CFTR in vitro estão actualmente a ser avaliados in vitro. Ainda é cedo para se poder saber se algum deles terá aplicação clínica.

Genes modificadores

Como com muitas outras doenças genéticas, o progresso da FQ varia de indivíduo para indivíduo. O meio ambiente tem uma grande influência sobre a variabilidade, mas a composição genética do paciente também é importante. Porque é que, por exemplo, alguns pacientes F508del ficam gravemente doentes nos primeiros anos de vida e outros continuam saudáveis até à meia idade e para além da mesma? Sabemos que há genes para proteínas que:
(i) interagem directamente com o CFTR,
(ii) actuam como canais de iões,
(iii) participam na resposta inflamatória e
(iv) têm actividade anti-bacteriana directa.
Esses genes e outros são potenciais genes modificadores, afectando a severidade da progressão da doença. Como exemplo hipotético, suponhamos que há um gene X responsável por um canal de iões P. X pode existir em duas formas, uma que produz uma versão mais benéfica de P do que a outra. Os pacientes que herdaram a versão mais benéfica de X podem por isso sofrer de sintomas menos graves porque o P mais activo é capaz de compensar, em parte, o defeito CFTR.

O rato provou ser um instrumento inestimável para identificar rapidamente os genes modificadores utilizando programas de criação cuidadosamente projectados. Além do mais, a genómica e a proteónica, disciplinas inteiras devotadas a novos modos de analisar os padrões de expressão de grandes números de genes e proteínas simultaneamente, facilitam a identificação desses genes. Uma vez que um gene modificador é identificado no rato, a relevância do mesmo para a doença nos seres humanos pode ser verificada analisando o gene humano equivalente em famílias, e especialmente em gémeos, com FQ. Todos os genes e proteínas modificadores de FQ confirmados como sendo relevantes para os seres humanos irão tornar-se novos alvos de medicamentos e como tal alargar significativamente a envergadura do desenvolvimento dos medicamentos para a FQ.

Terapia genética

A terapia genética para a FQ consiste em administrar genes CFTR normais (geralmente sob a forma de DNA) nas células das vias respiratórias afectadas dos pacientes aonde podem produzir a proteína CFTR não danificada e portanto voltar a pôr as células a funcionar normalmente. Assim que o gene CFTR foi descoberto, o conceito de terapia genética para a FQ foi entusiasticamente promovida e muitos grupos a nível mundial aceitaram o desafio de a desenvolver. Pensava-se que a FQ era uma doença ideal para ser tratada por terapia genética por duas razões principais: primeiro, o tecido afectado, o forro ou epitélio das vias pulmonares era de fácil acesso, e segundo, acreditava-se que bastava substituir somente 5% da função CFTR normal para corrigir o defeito. Estas duas razões continuam a ser válidas, mas as tentativas iniciais para transferir o gene normal para os pacientes (administrado por um vírus modificado ou por um vector sintético) tiveram resultados decepcionantes. Os ensaios produziram evidência de que o processo era seguro, que o gene estava a entrar nas células do pulmão, e que se estava a produzir CFTR que funcionava: mas os níveis de produção eram baixos e o gene normal deixava de funcionar depois de alguns dias.

É agora claro que o epitélio pulmonar apresenta uma série de barreiras impressionantes à terapia genética, barreiras que evoluíram ao longo de milhões de anos como sistemas de defesa para afastar os patogénios invasores e manter os pulmões limpos e saudáveis para a conductância e troca de gases. No que diz respeito ao epitélio, os complexos da terapia genética representam apenas outra classe de invasores que têm que ser repelidos. A expressão de curta duração dos genes, vista nos ensaios iniciais, revelaram um aspecto da defesa dos pulmões que tem evoluído para desligar os genes dos intrusos maléficos, como os vírus. O pulmão da FQ é um alvo ainda mais formidável, porque a camada pegajosa de muco prende fisicamente muitos tipos dos complexos da terapia genética e não permite que entrem eficientemente nas células.

O maior desafio para a investigação sobre a terapia genética da FQ envolve portanto romper estas barreiras. Aprendemos muito dos vírus como os adenovírus, que evoluíram modos eficientes de entrar nas células. Na verdade, os vírus modificados têm sido os vectores mais utilizados para administrar CFTR normal na terapia genética. No entanto, até resolvermos o problema de conservarmos o gene introduzido a funcionar durante muito tempo, vamos ter que administrar complexos de terapia genética a intervalos regulares. A eficiência do sistema imune (mesmo nos pacientes com FQ) em aumentar a imunidade ao longo do tempo significa que os vírus não podem actualmente ser utilizados como vectores para este fim. Além do mais, recentemente, foram descritos efeitos secundários graves nos ensaios de terapia genética (não na FQ) envolvendo vírus. Devido a estas e outras desvantagens observadas dos vírus, actualmente estão-se a fazer mais esforços na direcção de desenvolver meios não virais ou sintéticos para administrar o gene CFTR. A principal desvantagem dos métodos de administração não virais é a relativa ineficiência dos mesmos, mas novos métodos, incluindo a adição de pequenos pedaços de proteínas que permitem ao complexo dirigir-se às células epiteliais, estão a ser desenvolvidos. Por este e outros meios, estamos a começar a aumentar a eficiência da administração e esperamos idear formulações eficazes num futuro próximo.

Desenvolvimentos recentes

Dois ensaios de terapia genética nos EUA foram recentemente descritos. Num deles, um ensaio de Fase II, um vírus recombinante adeno-associado como vector do CFTR foi administrado aos seios maxilares de 23 pacientes com antrostomias (uma abertura no seio para drenagem). Apesar do tratamento ser seguro e bem tolerado, a maior parte das avaliações finais não demonstraram mudanças estatisticamente significativas, e é difícil concluir que a intervenção teve um efeito positivo.

No outro ensaio (Fase I), uma formulação patenteada não viral contendo nanopartículas compactadas de DNA, foi utilizada para administrar CFTR aos narizes de 12 pacientes. Não houve efeitos secundários significativos e, muito interessante, como em ensaios nasais prévios, houve uma tendência para a correcção do potencial defeito diferencial numa proporção dos pacientes tratados. Os resultados acabam de ser publicados, confirmando a reconstituição parcial da função CFTR. Estão agora a ser levados a cabo estudos adicionais desta interessante formulação.

Novas abordagens à terapia genética da FQ

A CF Trust estabeleceu o Consórcio para a Terapia Genética da FQ no Reino Unido (UK CF Gene Therapy Consortium - UKCFGTC) que combina os esforços dos três principais centros de terapia genética para a FQ na Universidade de Oxford, em Londres (Imperial College) e na Universidade de Edimburgo com o objectivo específico de desenvolver formulações eficazes para uso clínico. Esta ambiciosa iniciativa permitiu-nos juntar forças para avaliar e planear novas abordagens para a terapia genética da FQ. Estamos a concentrar-nos em dar início a um ensaio clínico em 2006, e estão-se a fazer-se uma série de testes pré-clínicos de uma gama de agentes para a transferência de genes. Outras abordagens a ser estudadas pelo UKCFGTC, algumas mais futuristas, descrevem-se em seguida.

Como se pode conseguir a produção de CFTR a longo prazo?
Como foi mencionado acima, a primeira geração de vectores para a terapia genética funcionaram apenas durante pouco tempo. Como tal, é necessário melhorar o design dos vectores para conseguir benefícios clínicos a longo prazo. O meu grupo em Edimburgo está a construir e a testar vectores grandes com uma quantidade muito maior do gene natural CFTR do que o que se encontra nos vectores convencionais, na expectativa de que se consiga uma expressão mais sustentável. (com maior grau de especificidade para com a célula e o tecido). Actualmente, estamos a começar a melhorar a eficiência da administração, e planeamos experimentar estes vectores in vivo.
Uma importante descoberta dos ensaios iniciais da terapia genética não viral foi que o DNA utilizado, sendo de origem bacteriana, era reconhecido como um corpo estranho pelas células pulmonares e desencadeava um mecanismo de defesa especializado que tinha como resultado a inflamação. Agora percebemos quais as características do DNA que dão origem a este mecanismo. Para imediata aplicação, os cientistas do UKCFGTC em Oxford estão por isso a desenvolver pequenos vectores com sequências genéticas de CFTR melhoradas que foram desenhadas para produzir CFTR de modo sustentável e não inflamatório.

Células estaminais

Uma ideia a ser investigada é a terapia com base em células estaminais. As células estaminais são células progenitoras (ancestrais) que se pensa existirem na maior parte dos órgãos, incluindo o pulmão, e se dividem quando têm que substituir células mortas ou a morrer. O objectivo é isolar e cultivar células estaminais dos pulmões dos pacientes no laboratório, e durante este tempo o gene normal da FQ pode ser inserido. As células assim corrigidas podem então ser novamente colocadas no paciente aonde se estabeleceriam na região apropriada das vias respiratórias. Se for possível convencer números suficientes de células estaminais corrigidas a instalar-se deste modo, poderiam proporcionar um fornecimento permanente de células epiteliais produzindo CFTR normal, e desse modo aliviar a doença. De momento não sabemos como conseguir este resultado na prática, mas avanços recentes espectaculares na investigação das células estaminais levam-nos a crer que vale a pena investigar esta abordagem, apesar de ser provavelmente um objectivo a longo prazo. Sentimo-nos encorajados pelos sucessos da terapia genética com base na medula óssea, que tem sido eficaz para o tratamento de bebés que sofrem de uma doença fatal conhecida como a Imunodeficiência Combinada Severa (SCID) ligada ao cromossoma X.

Electroporação
Como vimos, administrar DNA às células pulmonares é difícil. Um modo de fornecer a energia para forçar o DNA a entrar nas células é um método que se chama electroporação, no qual pequenos impulsos de corrente eléctrica são utilizados para fazer pequenos furos nas células, permitindo ao DNA entrar. Este método tem sido utilizado no laboratório durante anos, mas agora os investigadores demonstraram que este método pode funcionar in vivo. O desafio é desenvolver meios suficientemente seguros e eficazes para levar a cabo procedimentos como a electroporação nos pulmões dos pacientes. O UKCFGTC está a investigar se a electroporação é um meio viável de melhorar a administração da terapia genética ao pulmão. Este é apenas um de vários métodos físicos para ajudar a administrar os genes, a serem avaliados pelo UKCFGTC.

Reparação do gene defeituoso

Em vez de administrar uma cópia inteira operacional do gene CFTR, têm-se feito bastantes esforços recentemente para reparar o próprio gene mutante. Em resumo, o conceito é administrar uma pequena “parte” do DNA normal do CFTR que iria proporcionar o modelo para a maquinaria das células reparar a parte mutante de um gene CFTR residente. Este método funciona de modo variável no laboratório, mas o UKCFGTC e outros cientistas descobriram que a eficiência nas células do epitélio é muito baixa. Apesar do método continuar em princípio a ser atraente, tem que se observar uma demonstração clara de que a eficiência nas células alvo pode ser bastante melhorada, antes de podermos voltar a pensar nesta abordagem para a terapia genética da FQ.

Um método paralelo da autoria do Dr Engelhardt e colegas em Iowa consistiu em corrigir o mRNA do CFTR em vez do DNA. (A célula faz uma mensagem ou cópia do DNA de cada gene que então processa para produzir proteínas). Utilizando um processo altamente complexo, foram capazes de corrigir a mutação F508del tanto em células como em ratos. De momento, a eficiência é demasiado baixa para ser aplicada em ensaios clínicos in vivo. No entanto, pode ser que se encontre uma aplicação clínica como parte de uma terapia com base nas células estaminais.

Conclusão

Persuadir as grandes empresas farmacêuticas a investir grandes quantias no desenvolvimento de terapias para a FQ (que é, no fim de contas, uma doença relativamente rara), é difícil. O estatuto de órfão da FQ significa que os grupos financiados por caridades e académicos estão a aguentar o maior peso do trabalho necessário. No entanto, toda a parafernália de alta tecnologia para o desenvolvimento de medicamentos e da terapia genética estão a ser entusiasticamente aproveitados para o tratamento da FQ. A CFF dos EUA está a promover activamente a investigação intensiva para a descoberta de novos medicamentos. Já emergiram substâncias candidatas com propriedades excitantes e certamente se produzirão mais num futuro próximo. Os medicamentos que mobilizam a F508del-CFTR numa forma activa na superfície da célula in vivo são os que se esperam mais ansiosamente.

Por todas as razões discutidas acima, a terapia genética tem sido muito mais difícil de desenvolver do que se pensava inicialmente. No entanto, nos últimos anos, tem havido sucessos notáveis na terapia genética para outras doenças, e investigação mais centrada como a que está a ser levada a cabo pelo UKCFGTC irá acelerar o progresso. O desafio mais intrincado é levar o produto eficientemente até às células pulmonares, mas um ou mais dos novos métodos de administração a ser avaliados podem ajudar-nos a alcançar o limite de eficiência exigido para conseguir benefícios clínicos.

É impossível prever se o tratamento eficaz da doença pulmonar FQ irá eventualmente ser baseado em medicamentos ou na terapia genética: ambos os métodos têm vantagens e problemas. Muita gente pensa que um tratamento prolongado, combinando medicamentos e elementos da terapia genética pode ter êxito.

Organizações como a Cystic Fibrosis Worldwide e as sociedades nacionais de FQ têm um importante papel a fazer para encorajar a coordenação de diversos centros nos ensaios clínicos que serão necessários para acelerar a avaliação de novas terapias. Também proporcionam fóruns inestimáveis nos quais médicos, cientistas e pacientes podem encontrar-se e trocar ideias sobre como avançar com o nosso tratamento da FQ.


Agradecimentos
Devo agradecer ao UK CF Trust por apoiar a minha investigação, e aos colegas na comunidade da investigação da FQ (especialmente os do Consórcio para a Terapia Genética da FQ no RU) por todas as discussões úteis .
A Christopher Boyd PhD
UK CF Gene Therapy Consortium
Medical Sciences (Medical Genetics)
University of Edinburgh
Molecular Medicine Centre
Western General Hospital
Crewe Rd
Edinburgh
EH4 2XU UK
Actualizado em Janeiro de 2005

Notas do Editor:
Se desejar uma lista de referências para este artigo por favor entre em contacto connosco em editor@cfww.org

As páginas web que se seguem foram fornecidas por leitores interessados em informações adicionais sobre ensaios clínicos específicos:

http://www.cff.org/research/cystic_fibrosis_foundation_therapeutics/
therapeutics_devl_network/

http://www.clinicaltrials.gov/show/NCT00016744)
http://www.cff.org/news/press_releases.cfm?ID=85