Il ruolo di YAP1 nella fibrosi esplorato attraverso il processo di guarigione chirurgica.

Summary description of the study

Dopo una ferita, il nostro corpo attiva un processo di riparazione volto a guarire l'area lesa. Tuttavia, nei mammiferi adulti, questo processo porta generalmente alla formazione di tessuto cicatriziale, o fibrosi. Questa fibrosi è irreversibile e spesso comporta un'alterazione della funzione dell'organo colpito. Una grande parte dei decessi non violenti nei paesi occidentali è dovuta alla fibrosi nell'organo colpito, il che sottolinea l'importanza di comprendere meglio il processo sottostante sia da un punto di vista scientifico che medico. Per illustrare il processo di fibrosi, possiamo prendere ad esempio la guarigione della pelle negli adulti. A differenza della pelle degli embrioni, che può rigenerarsi completamente dopo una ferita senza lasciare cicatrici, la pelle dei mammiferi adulti si ripara formando un tessuto cicatriziale fibrotico. La pelle adulta offre quindi un modello ideale per studiare la fibrosi, poiché la maggior parte delle fasi del processo di guarigione sono visibili ad occhio nudo. I fibroblasti, cellule specifiche, giocano un ruolo chiave nella fibrosi. Studi hanno dimostrato che esistono due tipi di fibroblasti, e la loro conversione è regolata da una proteina chiamata YAP1. La vertéporfine, un farmaco approvato dal 2000 per il trattamento endovenoso nella fototerapia dinamica, è un inibitore di YAP1 e ha dimostrato più volte i suoi effetti anti-fibrotici non solo in modelli murini, ma anche su campioni umani. Queste scoperte su YAP1 e la sua inibizione da parte della vertéporfine aprono ipotesi di poter finalmente prevenire o trattare queste condizioni fibrotiche. La vertéporfine è approvata per somministrazione endovenosa con un buon profilo di sicurezza, proponiamo di studiare il suo potenziale anti-fibrotico iniettando una frazione della dose approvata localmente nelle ferite.

(BASEC)

Intervention under investigation

Il primo contatto con i partecipanti potenziali avverrà durante la loro visita abituale dopo l'asportazione di un nevo. Durante questa visita, presenteremo lo studio a ciascun paziente per il quale è indicata un'escissione aggiuntiva con margine di sicurezza di 5 mm a causa di un melanoma in situ o di un nevo displastico severo situato sulla schiena (per garantire che tutti i pazienti ricevano la loro escissione con margine di sicurezza entro il termine standard di sei settimane, accetteremo anche pazienti che necessitano della procedura in un altro sito anatomico se un lotto particolare non può essere completato entro 4 settimane dall'iscrizione del primo paziente).

L'intervento dello studio avviene il giorno dell'escissione del margine di sicurezza. 2 biopsie della cicatrice iniziale saranno prelevate per l'analisi istologica e di scRNA-seq. Successivamente, o il farmaco dello studio (Vertéporfine), o il placebo (NaCl 0,9%) sarà iniettato nella ferita chirurgica prima di suturarla.

3 giorni (+/- 2) dopo l'intervento chirurgico, sarà organizzata una breve consultazione per misurare i segni vitali e informarsi su eventuali problemi di sicurezza e effetti collaterali.

14 giorni (+/- 2) dopo l'operazione avrà luogo la consultazione post-operatoria abituale con documentazione fotografica del sito operato e misurazioni di punteggi clinici, segni vitali e un questionario volto a misurare come un paziente valuta i risultati delle cure.

Una visita di follow-up avrà luogo 90 giorni (+/- 10) dopo l'intervento, durante la quale saranno effettuate 2 nuove biopsie nel tessuto riparato. Inoltre, saranno effettuate documentazione fotografica, punteggi clinici e questionario.

La seconda e ultima visita di follow-up avrà luogo 180 giorni (+/- 10) dopo l'intervento con documentazione fotografica, punteggi clinici e questionario.

(BASEC)

Disease under investigation

Dopo una ferita, il corpo avvia un processo di riparazione per guarire l'area lesa. Nei mammiferi adulti, questo processo di riparazione porta alla formazione irreversibile di tessuto fibrotico. Il tessuto fibrotico è un tessuto cicatriziale caratterizzato da un deposito eccessivo di collagene e altri componenti della matrice extracellulare. Si tratta di una sorta di tessuto fibrotico non funzionale, che ostacola spesso la funzione dell'organo interessato in vari gradi. I decessi non violenti sono generalmente causati dall'insufficienza di un organo. Nei paesi sviluppati, le insufficienze d'organo in caso di morti non violente, che siano legate a disturbi renali, epatici, polmonari, cardiaci o altro, sono principalmente dovute a un tessuto di riparazione non funzionale chiamato fibrosi. È quindi fondamentale comprendere il processo di fibrosi, sia dal punto di vista scientifico che medico, per sviluppare strategie di prevenzione, se non di trattamento, di questi stati fibrotici che possono portare alla perdita di funzione di un organo. Un buon modo per illustrare il processo di fibrosi è la guarigione della pelle negli adulti. A differenza della pelle degli embrioni, che può rigenerarsi completamente dopo una ferita, la pelle dei mammiferi adulti si ripara formando un tessuto cicatriziale fibrotico. Poiché quasi l'intero processo di guarigione è visibile ad occhio nudo, la pelle adulta è un modello ideale per studiare la fibrosi. La fibrosi è principalmente dovuta ai fibroblasti, che sono le principali cellule che contribuiscono all'insorgenza della fibrosi. Recentemente, i ricercatori hanno identificato due tipi diversi di fibroblasti in base al loro sviluppo embrionale: i fibroblasti positivi per la linea En1 (EPF) e i fibroblasti negativi per la linea En1 (ENF). Gli ENF sono responsabili della rigenerazione completa durante lo sviluppo embrionale, ma man mano che lo sviluppo fetale progredisce, gli EPF diventano dominanti, portando a una riparazione delle ferite con formazione di cicatrici a partire dalla nascita. Gli EPF sono considerati responsabili della formazione di cicatrici (=fibrosi), mentre gli ENF portano a una rigenerazione completa senza cicatrice negli embrioni. Esperimenti condotti su topi hanno confermato questa teoria, dimostrando che il trapianto di ENF in ferite porta a una riparazione dei tessuti senza cicatrice visibile. Un altro studio su un modello murino ha analizzato la funzione dei fibroblasti nella formazione delle cicatrici e ha anche mostrato che gli EPF sono principalmente responsabili della formazione delle cicatrici. La segnalazione per meccanotrasduzione si riferisce al processo mediante il quale le cellule rilevano le tensioni meccaniche per rispondere. Nel contesto della guarigione, la tensione meccanica può attivare le vie di meccanotrasduzione, portando alla conversione degli ENF in EPF postnatali (pEPF). L'attivazione della Yes-associated protein 1 (YAP1) gioca un ruolo importante in questo processo di conversione. YAP1 è coinvolto in importanti processi biologici e può essere visto come un interruttore molecolare capace di attivare o disattivare vari segnali legati alla crescita delle cellule e allo sviluppo dei tessuti. In un modello murino, l'inibizione di YAP1 mediante iniezione delle ferite con un inibitore di YAP1 chiamato Verteporfin, ha impedito la conversione degli ENF in pEPF e ha portato a una rigenerazione completa della pelle senza alcun tessuto cicatriziale visibile, né ad occhio nudo, né all'istologia. Cos'è questo farmaco, la vertéporfine? La vertéporfine è ufficialmente utilizzata in un trattamento chiamato terapia fotodinamica per trattare alcuni problemi oculari. In questa terapia, la vertéporfine viene somministrata al paziente tramite iniezione endovenosa e agisce come un fotosensibilizzatore, cioè rende le cellule del paziente più sensibili alla luce. Quando una fonte luminosa viene applicata sull'area mirata, innesca una reazione che porta alla distruzione delle cellule anormali. La vertéporfine è approvata in Svizzera da Swissmedic e negli USA dalla Food and Drug Administration (FDA) da più di vent'anni. È stata oggetto di numerosi test e ha mostrato un profilo di sicurezza eccezionale. Un altro studio più recente ha confermato la sua sicurezza e la sua efficacia in questa indicazione. Recentemente, la vertéporfine ha mostrato risultati promettenti anche quando utilizzata al di fuori della sua indicazione ufficiale di terapia fotodinamica. Inibendo YAP1, studi hanno dimostrato che la vertéporfine può avere effetti antitumorali anche senza che sia necessaria un'attivazione da parte della luce. Questa scoperta è entusiasmante perché suggerisce che la vertéporfine stessa può inibire i comportamenti nocivi delle cellule tumorali. Tornando al tema principale del nostro studio, la vertéporfine è anche studiata per la sua capacità di ridurre la fibrosi. Studi hanno dimostrato che YAP1 è generalmente sovraespresso nelle condizioni fibrotiche e che l'inibizione di YAP1 da parte della vertéporfine può portare a una riduzione della fibrosi. Ad esempio, come descritto in precedenza, esperimenti condotti su topi hanno mostrato che quando la vertéporfine viene iniettata nella pelle di topi feriti, consente una rigenerazione completa della pelle senza lasciare cicatrici. In un altro studio, topi con fibrosi cardiaca causata da un infarto hanno mostrato una diminuzione significativa della fibrosi dopo aver ricevuto vertéporfine. Inoltre, la vertéporfine si è rivelata promettente per ridurre la proliferazione dei fibroblasti, anche in campioni umani. Ad esempio, i fibroblasti presenti nelle cheloidi, che sono cicatrici che subiscono una guarigione anormale portando a una formazione eccessiva di tessuto cicatriziale, sono stati inibiti dalla vertéporfine, portando a una diminuzione della fibrosi. Molte altre condizioni fibrotiche sono state studiate a partire da campioni umani e hanno mostrato che la vertéporfine porta a una riduzione dell'accumulo di collagene e a un miglioramento delle condizioni fibrotiche. La scoperta di YAP1, la sua inibizione da parte della vertéporfine e i loro effetti sui fibroblasti durante la riparazione dei tessuti rappresentano un passo importante nella nostra comprensione del processo di fibrosi. Queste ricerche innovative sono molto promettenti, non solo per migliorare i risultati della guarigione delle ferite, ma anche per prevenire o trattare organi con tessuti di fibrosi non funzionale dopo una ferita. In sintesi, la vertéporfine è approvata per iniezioni endovenose nell'ambito della terapia fotodinamica. Inoltre, è stata studiata per le sue proprietà anticancro e antifibrotiche. Il ruolo critico di YAP1 nella fibrosi è stato stabilito sulla base di prove inconfutabili provenienti da campioni animali e umani. La riduzione notevole della fibrosi osservata inibendo YAP1 con la vertéporfine sostiene l'avvio di uno studio di validazione di principio nell'uomo. La vertéporfine è approvata per la somministrazione endovenosa senza problemi di sicurezza fino ad ora. Gli studi sperimentali che la utilizzano per via topica non hanno rivelato effetti collaterali significativi. Pertanto, proponiamo di utilizzarla localmente tramite iniezioni intradermiche con un dosaggio totale di < 3% della dose endovenosa approvata. L'organo di scelta è la pelle, poiché le chirurgie dermatologiche sono numerose e standardizzate e il processo di riparazione della pelle può essere facilmente osservato sia clinicamente, ad occhio nudo e per palpazione, che istologicamente.

(BASEC)

Sponsor

Jöri Pünchera, Hôpitaux Universitaires de Genève

(BASEC)