(conference title: V Italian CF Spring Seminar, Recent Advances and Future Developments in CF Research conference reference: CFF5 conference main topic: health conference date: 2007-05-11 conference location: Verona conference session: presentation session title: Pharmacotherapy of the CF basic defect speech event: paper or lecture speech number: 049a speech type: org-it speech title: Farmacoterapia del difetto di base nella fibrosi cistica duration: short timing: 897 speech length: medium number of words: 2168 speed: high words per minute: 145 speech delivery: mixed audio visual support: yes conference participant: presenter or lecturer
conference participant ID: Galietta, Luis gender: m country: Italy language: it native speaker: yes directionality: NA materials provided to interpreters: in advance audio link: DIRSI-2007-05-11-VR-CFF5-049a-org-it comments: NA)
ringrazio il professor Mastella e tutta la Fondazione per l'invito che mi è stato fatto 0:7 //
per me è un piacere e un onore venire qui a parlare e del diciamo di
darvi una prospettiva una una una descrizione di tutti i vari approcci
che consistono che mirano alla possibilità di farmacoterapia del
difetto di base nella fibra di cistica 0:23 // e ringrazio anche Giulio per le belle parole per la presentazione e anche per l'introduzione 0:27 //
quindi farmacoterapia del difetto di base 0:31 //
cosa cosa vogliamo intendere 0:34 //
quindi qui durante questa presentazione non parlerò ovviamente di
eventi che avvengono più a valle del difetto di base // quindi
infiammazione infezione e così via 0:45 // ma parlerò della possibilità di co- correggere alla fonte il difetto di base 0:52 //
il difetto e per difetto di base intendo non solo il diciamo
direttamente la proteina CFTR ma difet- per il difetto di base intendo
l'alterazione del trasporto ionico 1:2 //
questo perché com'è stato detto da Giulio è possibile avere degli
approcci che non sono diretti alla CFTR ma che comunque cercano di
ripristinare e ristabilire un corretto trasporto ionico 1:13 //
quindi la mia presentazione sarà inizialmente riguarderà il // è andata
fuori posto comunque // il ripristino della funzione CFTR della
proteina della CFTR e successivamente parlerò della possibilità di
modulazione farmacologica di altri canali ionici 1:33 //
CFTR l'avete ne avete sentito parlare già molte volte //
è una proteina di membrana con varie strutture 1:41 //
un segmento che attraversa la membrana plasmatica la membrana delle cellule epiteliali in particolare 1:50 //
e un segmento una serie di segmenti transmembrana a palizzata che
concorrono alla formazione di un canale centrale attraverso il quale
passano gli ioni cloruro e anche altri tipi di ano- anioni
probabilmente 2:4 //
esistono poi altre strutture molto importanti che sono quelli che vengono chiamati nucleotide binding domains 2:10 //
sono due 2:11 //
due domini che legano i nucleotidi 2:13 //
e sono molto importanti perché legano l'ATP e in questo modo determinano l'apertura e la chiusura del canale 2:20 //
queste due strutture che qui sono state rappresentate separate perché è un disegno che risale a qualche anno fa 2:26 //
ora si pensa queste due strutture agiscano insieme concorrano insieme a
formare un unico dimero che è molto importante </impertante/> per
l'apertura del canale e funziona come motore per l'apertura del canale 2:37 //
e infine un dominio regolatorio che è il sito di fosforilazione 2:42 //
questo è importante descrivere queste strutture perché poi come vedremo sono il possibile sito di azione dei possibili farmaci 2:49 //
quindi il canale la proteina CFTR è una proteina presente sulla membrana apicale delle cellule epiteliali 2:58 //
questa è una cellula epiteliale in sezione 2:60 //
e una cosa che tutti voi tutti sapete è una cosa ben accetta è la pron-
la funzione principale della proteina CFTR è quella di trasportare
cloruro quindi di determinare la secrezione di cloruro a livello di
cellule epiteliali di vari organi 3:15 //
nell'epitelio delle vie aeree questa funzione si ritiene molto
importante perché assicura un corretto equilibrio idrosalino sulla
superficie dell'epitelio 3:26 //
qui c'è in sezione rappresentato schematicamente le cellule epiteliali 3:30
// la la superficie che è rivolta verso le ae- vie aeree che è
ricoperta da un sottile strato di fluido dello spessore si è
determinato di circa sette dieci micron che è molto importante questo
fluido per l'az- il trasporto mucociliare 3:43 //
l'azione delle ciglia infatti può avvenire se c'è uno un uno spessore
adeguato in maniera che lo strato di muco sovrastante prenda contatto
con l'estremità delle ciglia e battendo le ciglia e quindi muovano il
muco verso l'orofaringe trasportando con il muco tutto quello che
arriva attraverso l'ava- la l'aria inalata e quindi anche batteri 4:3 //
nei pazienti con fibrosi cistica le mutazioni determinano con vari meccanismi una perdita di funzione del canale 4:12 //
e quindi la teoria più con alcuni ritengono anche un aumento di attività del canale del sodio 4:18 //
e questo alterazione questo difetto di trasporto di cloruro si pensa
determini un collassamento del del f- dello strato mucoso perché non
c'è secrezione // c'è viene mantenuto l'assorbimento // quindi c'è uno
sbilanciamento // c'è una deidratazione della superficie e quindi
questo provoca il ristagno del del muco e l'intrappolamento delle
ciglia e quindi la l- viene favorito un ambiente f- che a sua volta
favorisce la colonizzazione batterica 4:51 //
quindi questo è quello che avete sentito già tante volte 4:54 //
ovviamente c'è la presenza dei batteri determina una una risposta
infiammatoria // che i batteri vengono la presenza dei batteri viene
sentita dalle cellule epiteliali perché sono capaci di sentire i
batteri stessi e molecole rilasciate dai batteri come le endotossine 5:10 //
l'epitelio reagisce cercando di combattere producendo più muco
reclutando neutrofili e tutto questo è un circolo vizioso che come
avete sentito provoca una inf- risposta infiammatoria massiccia che che
causa del danno polmonare progressivo 5:26 //
si ritiene che la la CFTR sia importante anche nelle ghiandole della
sottomucosa nell'apparato respiratorio dove la CFTR è presente e
espressa e funziona 5:37 //
anche qui la CFTR è importante per assicurare secrezione di liquido che deve convogliare all'esterno molecole importanti //
qui solo alcune sono st- e- e- e- elencate qui l'isozima l'efensina e mucine tutte molecole di difesa contro i microrganismi 5:55 //
se la CFTR non funziona non c'è secrezione e tutte queste molecole e il
muco determinano una un intasamento della della ghiandola e quindi
incapacità di portare sulla superficie dell'epitelio molecole di difesa
importanti contro i batteri 6:16 //
quindi questa è la storia che abbiamo anche di cui su cui abbiamo anche parlato in passato 6:22 // però bisogna per perché noi dobbiamo porci chiaro qual è l'obiettivo di una farmacoterapia 6:29 //
è tutto la CFTR la funzione CFTR è tutta riconducibile a questo o ci sono altre funzioni 6:36 //
per onestà di cronaca dobbiamo ricordare che la proteina CFTR sembra trasportare anche altri anioni oltre al cloruro 6:44 //
bicarbonato e più recentemente è venuto in in evidenza quest'altro
anione il tiocianato che e probabilmente o possibilmente ha una
funzione di difesa sulla sulle mucose in quanto è una molecola che una
volta ossidata determina la produzione di un anti- un antimicrobico
naturale 7:4 //
quindi il dob- dobbiamo tenere in considerazione che la proteina CFTR
può in qualche modo la suo d- difetto di attività provocare una perdita
di attività battericida nel fluido periciliare 7:20
// o perché c'è un cambiamento negli anioni trasportati oppure come
abbiamo detto prima semplicemente perché c'è un deficit di secrezione
delle ghiandole della sottomucosa 7:31 //
comunque qui ho voluto mettere tra parentesi il trasporto di anioni è un parametro utile 7:36 //
cosa volevo dire qui 7:37
// che anche se noi prendiamo in considerazione il trasporto di altri
anioni andare a misurare l'effetto di farmaci sul trasporto di anioni è
qualcosa di utile per dire è comunque qualcosa di efficace 7:48 //
dobbiamo però tenere in considerazione altre possibili funzioni per la proteina CFTR che sono state proposte 7:55 //
molti credono che ci s- la proteina CFTR regoli il canale del sodio per
cui quando c'è ci sono le mutazioni CF c'è un aumento di attività del
canale del sodio 8:5 //
è stato proposto anche che la proteina CFTR stessa sia un recettore per i batteri che regoli altri canali del cloruro 8:14 //
molto recentemente è uscito un lavoro su Nature Cell Biology proponendo
che la l'attività CFTR nei macrofagi sia importante per assicuri- per
assicurare l'attività battericida dei macrofagi stessi 8:27 //
e poi ci sono alcuni lavori che riguardano il trasporto di glutatione ridotto 8:32 //
queste sono cose di cui si parla di meno perché sono più controverse
però ho voluto metterle perché è importante tenere in considerazione
anche queste possibili ipotesi 8:41 //
in questo caso però non sappiamo se cercare farmaci che correggono il
trasporto di cloruro sia efficace anche per queste altre funzioni se
queste funzioni sono vere 8:53 //
andiamo ora alla classificazione delle mutazioni che di cui vi ha parlato Giulio 9:0 //
io non andrò a descriverle dettagliatamente ma ricordo che è importante
come ha detto Giulio tenere in considerazione le mutazioni 9:9 //
o- ovvero nella per la terapia cellulare per la terapia genica o
terapia mirata ad altri canali ionici non è importante il tipo di
genotipo del paziente ovviamente 9:19 //
perché l- in un caso si cerca di sostituire completamente il gene
malato con il gene sano o la cellula malata con la cellula sana //
nell'altro caso si cerca di stimolare altri canali 9:29 //
nel caso di terapia mirata alla proteina CFTR non si può prescindere del con- considerare il il genotipo 9:37 //
in altre parole il farmaco deve essere mirato al tipo di mutazione o comunque alla classe di mutazione 9:43 //
particolare importante è ovviamente la delta F cinquecento otto 9:49 //
è un bersaglio farmacologico importante perché e per la sua severità
per la sua frequenza e e anche perché è stato dimostrato delle ci sono
dimostrazioni in vitro che un la l'alterazione della mutazione delta F
cinquecento otto è correggibile 10:7 //
se vedete qui in basso qui è rappresentata una cellula schematizzata 10:12
// il problema principale della mutazione delta F cinquecento otto è la
intrappolamento della proteina stessa della proteina CFTR mutata nel
reticolo endoplasmatico per cui questa non può raggiungere
correttamente la membrana plasmatica dove è richiesta la sua funzione 10:27 //
tuttavia molti di voi sanno che se le cellule vengono incubate a bassa temperatura //
in laboratorio ovviamente è una manovra che non può essere effettuata in vivo //
si dimostra che la il difetto di maturazione della proteina non è così grave //
in realtà è correggibile perché si osserva un aumento della quantità di proteina che raggiunge la p- membrana plasmatica 10:51 //
un'altra cosa da considerare è comunque che una volta che si effettua
questo tipo di manovra e la proteina arriva alla membrana comunque essa
dimostra una riduzione di attività rispetto alla proteina normale 11:6 //
quindi due tipi di difetti e questo per cu- il motivo per il quale
avrete sentito parlare spesso di due tipi di molecole forse richieste
per la correzione della mutazione delta F cinquecento otto che sono i
potenziatori e i correttori 11:18 //
cioè una molecola che deve portare mimare e cercare di fare lo stesso
effetto della bassa temperatura e quindi portare la proteina in
membrana e un altro tipo di molecola che invece deve stimolare
l'attività del canale e tenerlo per più tempo aperto 11:33 //
e quindi si è ritenuto che la mutazione delta F cinquecento otto che
appartiene alla classe due e le mutazioni di classe terza // cioè quel
tipo di mutazioni che non compromettono la maturazione della proteina
ma riducono l'attività del canale //
queste due classi di mutazioni fossero come si dice in inglese druggable targets 11:54 //
cioè in qualche modo si può tradurre del tipo tipo di proteina che è
farmaco-sensibile che può essere in qualche modo trattata con delle
molecole organiche che possono possibilmente essere sviluppate come
farmaci 12:8 //
ed è questo quello che su cui ci si è soffermati negl- negli ultimi anni //
produzione di molecole in grado di correggere la delta F cinquecento otto e altre mutazioni 12:18 //
un'altra cosa importante è la l'af- l'approccio farmacologico ha un
certo interesse perché si ritiene che non sia necessario correggere
completamente la funzione 12:31
//cioè ne non è necessario portare l'attività alla secrezione del
cloruro agli stessi valori di un soggetto normale ma addirittura
potrebbe essere sufficiente raggiungere solo un dieci per cento di un
soggetto normale per avere o un fenotipo polmonare normale o comunque
una progressione della malattia arrestata o molto rallentata 12:48 //
quindi qui p- in questa prima parte parlo dei potenziatori e correttori 12:56 //
due tipi di molecole o che potrebbero essere u- utili per il trattamento di alcune mutazioni CF 13:2 //
potenziatori che devono andare a stimolare direttamente il canale //
quindi tenerlo per più tempo aperto quando però questo canale è già
nella membrana 13:11
// e correttori che sono molecole invece che devono convincere la
proteina mutata a lasciare il reticolo endoplasmatico e raggiungere la
membrana plasmatica 13:21 //
in realtà convincere non è giusto 13:23 //
non è la proteina mutata che deve essere convinta ovviamente ma sono i
con- i sistemi di controllo di qualità cellulari che riconoscono la
proteina mutata come anomala 13:31
// bisogna convincere questi co- sistemi di controllo a lasciare andare
via la proteina mutata e a raggiungere la membrana plasmatica 13:38 //
parliamo ora dei potenziatori cioè quei ri- ripeto quelle molecole che
devono andare a stimolare il canale quando questo è in membrana 13:47 //
il l'in- l'incoraggiamento a cercare molecole di questo tipo veniva
anche dalle osservazioni fatte da vari laboratori // osservazioni
spesso casuali che dimostravano che vari tipi di molecole erano in
grado effettivamente di stimolare il canale CFTR 14:3 //
tipo flavonoidi avete sentito parlare di genisteina pigenina che
apparte- appartengono ai flavonoidi // le exantine benzimidazoloni //
MPB zero sette un composto e e a- e altri di questa famiglia s-
scoperti da Frederic Beck a Poitiers in Francia 14:18 // capsaicina che non è altro che il principio attivo del peperoncino 14:22 //
anche questo è è è stato in grado di stimolare se pure a concentrazioni molto molto elevate 14:28 //
quindi anche se per vari motivi che non sto a spiegare queste molecole
non possono molto probabilmente essere usate per un per uno sviluppo di
un farmaco erano una dimostrazione per i ricercatori che il ripeto
quella proteina mutata era un druggable target 14:44 //
un un bersaglio farmacosensibile e quindi si poteva cercare di trovare
qualcosa di di ut- si- con efficacia simile ma più utilizzabile per uno
sviluppo di un farmaco 14:56
Interpretation (TL text)
(conference title: V Italian CF Spring Seminar, Recent Advances and Future Developments in CF Research conference reference: CFF5 conference main topic: health conference date: 2007-05-11 conference location: Verona conference session: presentation session title: Pharmacotherapy of the CF basic defect speech event: paper or lecture speech number: 049a speech type: int-it-en speech title: Farmacoterapia del difetto di base nella fibrosi cistica duration: short timing: 897 speech length: medium number of words: 1752 speed: medium words per minute: 117 speech delivery: mixed audio visual support: yes conference participant: interpreter
conference participant ID: IT-01 gender: m country: Italy language: en native speaker: no directionality: B materials provided to interpreters: in advance audio link: DIRSI-2007-05-11-VR-CFF5-049a-int-IT-en comments: NA)
I'd like to thank Professor Mastella and the Foundation for inviting me 0:7 //
it is a great pleasure for me to be here to give you a another view a
description of the several approaches that are directed towards the
possibility of a pharmac- pharmacotherapy of the basic defect of cystic
fibrosis and I'd like to thank Giulio for his introduction 0:27 //
so my subject is pharmacotherapy of the basic defect //
what do we mean 0:35 //
in my presentation I will not refer to things that come after the basic
defect such as inflammation or infection but I will discuss the
possibility of correcting at the very beginning the basic defect 0:54 //
and by the basic defect I mean not just the CFTR protein defect but I mean the alteration of ionic channel ionic transport 1:5 //
so as Giulio said it's possible to have approaches not directed to CFTR
but which can be used to restore a functioning Cl transport 1:17 //
so in my presentation I will first of all consider the recovery of the
CFTR protein function and then I will discuss the possibility of
pharmacological modulation of other ionic channels 1:34 //
you've heard a lot about CFTR //
it's a membrane protein with different structures 1:44 //
you see here it's a segment going through plasmatic membrane of of epithelial cells in particular 1:51 //
and it is a series of a transmembrane segment which constitute channel
through which ions can go through and also anions like chloride and
other anions 2:6 //
there are other structures that are important called nucleotide binding domains 2:11 //
these are two 2:13 //
they bind the nucleotides and they are important because they bind ATP determining opening and closing of the channel 2:22 //
these structures were represented separately here 2:26 //
this is an old picture 2:28 //
but today we think that these two structures work together forming one
single item which work as a engine </hengine/> for the channel 2:38 //
and then there is a regulatory domain that is phosphorilation </phosphoralisation/> site 2:43 //
it's important to describe these structures because these are the action site of s- possible drugs 2:50 //
CFTR protein is present on the apical member- membrane of epithelial cells 2:59 //
you can see a section here of an epithelial cell 3:2 //
and as you all know everybody agrees that the main function of CFTR
protein is to transport chloride and so to determine chloride secretion
to epithelial cells of different organs 3:17 //
in the airways epithelium this function is particularly important because it guarantees a balance of sodium and chloride 3:28 //
and you see here a graphical representation of airways cells that are
covered by a stratum of fluid about seven to ten micron and this is
important for the mucociliary transport 3:45 //
and this can take place if there is an appropriate thickness so that
the upper part can be can get in contact with the lower part and they
can transport with the mucus everything that comes in through the
inhaled air including bacteria 4:4 //
in CF patients mutations determine differently a loss of this function of the channel 4:13 //
so there are several theories and some people also claim that there is an increase in the sodium channel 4:21 //
and this alteration of transport may determine a collapse of the mucus
layer because absorption is maintained but there is an an imbalance of
hydration and some mucus gets stuck </stucked/> in that area and
so this favours colonisation by bacteria 4:52 //
this is a very well-known story 4:55 //
of course there is presence of bacteria and this presence may cause an
inflammation because bacteria are felt by epithelial cells as they are
able to detect these bacteria and also endotoxins released by bacteria 5:12 //
more mucous is produced in order to fight this presence of bacteria 5:18 // and this is a vicious cycle causing a severe inflammation of response // causing lung damage progressive lung damage 5:28 //
CFTR is considered important also in the submucous glands where CFTR is present is expressed and it's functioning 5:39 //
here too CFTR is important to guarantee secretion of fluid that should take to the outside important molecules 5:48 //
you see here some of them // lisozime defensines and mucins they are all defence molecules against microorganisms 5:56 //
if CFTR is not working properly there is no secretion and all these
molecules blocks the gland and its capacity to bring defence molecules
to the surface of the epithelium as an important defence resource
against bacteria 6:20 //
this is what we discussed also in the past but we have to have clear in mind what the objective of pharmacotherapy is 6:31 //
and CFTR can be all related to this 6:37 //
that is the transport of other anions 6:42 // well it seems that CFTR other than chloride can transport other anions 6:48 //
there are other anions that can have a defence function on mucus
because once oxidated these molecules can produce an anti-bacteria a
natural anti-bacteria substance 7:7 //
so we have to consider that CFTR and its defect can bring about a loss
of anti-bacteria properties in periciliary fluid because there is an
increase in the anion that are transported or because there is a
deficit of secretion in the submucous glands 7:32 //
and what I put here in brackets is that the anion transport is a useful parameter 7:37 //
I mean that even if we consider the transport of other anions if we
measure the effect of some drugs on the anion transport is useful
because it is something that is efficient 7:49 //
but we also have to take into account other functions for CFTR proteins that have been proposed 7:56 //
some believe that this protein can manage the sodium channel so there may be an increase in the activity of the sodium channel 8:7 //
this protein may be also a bacterial receptor 8:12 // it could also manage other chloride channels 8:16 //
there is a recent work published in Nature proposing that CFTR activity
in macrophages </macrophagous/> is important for bacteria and for
maintaining the anti-bacteria activities 8:29 //
and then other works considering the transport of GSH 8:34 //
these are still controversial issues and they are not widely debated but I think it's important to consider all the hypotheses 8:42 //
however in this case we don't know whether looking for drugs
controlling the chloride transport is also efficient for these other
functions 8:53 //
let's now go to classification of mutations which were described by my colleague Giulio 9:3 //
I will not go in detail here but as Giulio said it's important to consider mutations 9:9 //
for cell therapy gene therapy or the therapy directed to other channels it's not important to know the patient's genotype 9:21 //
in one case we try to substitute the diseased the ill gene with the proper ge- gene 9:28 //
in other cases we try to stimulate other channels 9:31 //
but if we have a therapy directed to CFTR proteins we must consider the genotype 9:38 //
that is the drug must be directed towards the type of mutation and the class of mutation 9:45 //
and it's particularly important to consider the delta F five o eight //
it's a pharmacological target 9:53 // it's important because of because it's serious because it's very frequent 9:57 // and also because it's being demonstrated in vitro that the alteration of this type of mutation can be corrected 10:8 //
you see here at the bottom of the slide there is a picture of a cell
and the problem of the delta F five o eight is that the protein remains
trapped within the endoplasmic </endoplasmatic/> reticulum and it
cannot reach the plasmatic membrane where its function is required 10:28 //
however many of you know that if cells are incubated at low temperatures in laboratory of course //
this cannot be done in vivo //
the defect the maturation defect is not that serious //
it can be corrected 10:46 // because an increase in the amount of proteins reaching the membrane is observed 10:52 //
one more thing that should be considered is that once we do this
operation and the protein gets to the membrane there is a reduced
activity anyway compared to a normal function protein 11:9 //
this is why you've often heard about two different proteins required to
correct the delta F five o eight that is enhancers and correctors 11:21 //
that is one molecule that have to behave as the normal protein and
another molecule that should stimulate the activity of the channels and
keep it open as much as possible 11:34 //
what we considered here is that the delta F five o eight mutation
belonging to class two and also class three mutations that is mutations
that do not damage the maturation of the protein but that reduce the
activity of the channel well these two mutations seem to be druggable
targets 11:56 //
that is this protein seems to be sensitive to drugs and can be treated with organic molecules and drugs 12:8 //
and this is the focus of the last years 12:13 //
so producing molecules that were able to correct delta F five o eight and other mutations 12:19 //
another important thing to say is that the pharmacological approach is
having a lot of interest because it is not necessary to take the
chloride activity to the level of a normal subject but it is sufficient
to reach five ten per cent of functioning to have a lung phenotype a
normal lung phenotype or a therapeutical effect on the disease 12:51 //
so in this part I'd like to consider enhancers and correctors 12:58 //
these are two types of molecules that can be useful to treat some CF mutations 13:5 //
enhancers can stimulate directly the channel and keep it open as much
as possible when the channel is already on the membrane and correctors
instead are molecules that have to convince the mutant protein to reach
the plasmatic membrane //
well they don't have to convince it //
it's the quality control system of the cell that have to be convinced
to get things work properly and leave and release the protein to get to
the membrane 13:40 //
we'll now consider enhancers that is those molecules that have to stimulate the channel 13:48 //
we have to try to look for these molecules 13:54
// and this is the work from many laboratories from occasional
observations because they found that there were molecules able to
stimulate the CFTR chan- protein 14:7 //
for example flavonoids exantines bendimyzadoles and BB zero seven and
its compounds that were discovered by Frederick Poitiers in France and
capsexine which is the active principle of chilli 14:23 //
and this was able to stimulate even if at very high concentration had a stimulation effect 14:31 //
I can't explain all the reasons for this but these molecules can could
be used and they they are the demonstration of the fact that that mut-
mutant protein could be treated with a drug 14:47 //
and so it was possible to find something useful and efficient to be used to develop a drug 14:57