PREDIZIONE E PREVENZIONE DEL DMT1.
PROTOCOLLI DI INTERVENTO PER LA
PRESERVAZIONE DELLA FUNZIONALITA’
RESIDUA BETA-CELLULARE.
Franco Meschi. Giulio Frontino
Reimann et al. 2008
Herold et al. 2008
Comparsa di
autoanticorpi
Luna di miele
Screening dei geni di
suscettibilità
Prevenzione Primaria:
Modificazione fattori di
rischio e vaccinazione
Prevenzione Terziaria:
Prevenzione complicanze
Trapianti
Rigenerazione β-cellulare
Neogenesi β-cellulare
Cellule staminali
Prevenzione primaria:
• Ruolo delle infezioni virali


Alcune infezioni da virus pancreatotropi non
causano direttamente danno beta cellulare ma
contribuiscono in modo sostanziale alla patogenesi
attraverso la reazione infiammatoria che inducono
nell’ospite
Dati nei topi NOD indicano che le infezioni
possono potenziare il ruolo delle cellule T
regolatorie riducendo la risposta immune mediata
da interleuchina 10 e 4 e dal fattore di crescita
TGF Beta
Prevenzione primaria:
• Identificazione dei gruppi di rischio e
induzione di tolleranza immunologica





TrialNet
TRIGR
TEDDY
DAISY (omega 3)
Vitamina D3
Prevenzione primaria:
TEDDY (The Environmental Determinants of Diabetes in the Young):
Si confronteranno gli stili di vita quotidiani, esami ematici e delle feci, di una
popolazione di bambini sani con quelli di una popolazione di bambini con positività
per gli anticorpi associati alla malattia. L’obiettivo è quello di determinare i trigger
ambientali che possono far scatenare la malattia in soggetti con geni predisponenti.
TRIGR Study (Trial to Reduce IDDM in the Genetically at Risk):
L’obiettivo è quello di determinare se l’esposizione ritardata alle proteine del latte
vaccino possa ridurre il rischio di sviluppare il diabete mellito tipo 1.
TrialNet:
L’obiettivo è quello di effettuare trials terapeutici con lo scopo di preservare le βcellule pancreatiche nei soggetti con DMT1 e nei soggetti all’esordio di malattia. Lo
scopo è anche quello di identificare i soggetti a rischio (presenza di autoanticorpi, geni
a rischio, OGTT).
TEDDY study:




Dal 2004 al 2009 saranno valutati più di 360,000 neonati
Identificati circa 17,800 bambini con genotipi ad altro rischio
Circa 780o bambini saranno arruolati nello studio follow-up
E’ stato stimati che circa 800 bambini svilupperanno l’autoimmunità
entro i 15 anni
Ann N Y Acad Sci. 2008
TRIGR study:


In questo studio abbiamo dimostrato una
aumentata reattività alle proteine vaccine
introdotte nella dieta nei bambini che poi hanno
avuto l’esordio di malattia.
I bambini che poi sviluppano la malattia
rispondono differentemente ad alcuni antigeni
alimentari introdotti precocemente nella dieta
rispetto ai bambini con simile suscettibilità HLAcorrelata ma che non sviluppano la malattia.

In questi bambini vi è probabilmente una
aumentata immunoreattività secondaria ad una
maggiore permeabilità e/o ritardo di
maturazione
nel
sistema
immunitario
gastrointestinale.
Luopajarvi et al, Ped Diabetes 2008
Prevenzione secondaria:
• Modulazione della risposta autoimmune
Antigene specifico:






Diamyd
PrePOINT (Oral insulin + INIT II)
Epitopi insulina (Insulin B Epitope)
DPT-1
DIPP
DiaPep277 (Hsp60)
Insulina intranasale:
Harrison et al. 2004
Primary Oral / intranasal INsulin Trial
Prevenzione primaria: Studio pilota di sicurezza, dosaggio ed
efficacia immunologica per la somministrazione di insulina
per via orale o nasale in bambini ad elevato rischio genetico
Centro Coordinatore: Monaco, Ezio Bonifacio
Centro Italiano: Milano, Giuseppe Chiumello
Sponsor: JDRF & Ministero Salute Germania




Studio di Fase II
L’obiettivo generale è quello di testare la fattibilità,
sicurezza e biodisponibilità della terapia insulinica per via
mucosale (orale o nasale) in soggetti ad alto rischio di
presentare il diabete di tipo 1 in uno studio di prevenzione
primaria a dosi in aumento
Durata del trattamento 18 mesi
I bambini vengono trattati per la durata dello studio Prepoint o fino a che non sviluppano anticorpi anti GAD o IA2
o fino a che non diventano diabetici

Verranno trattati 40 bambini con una età compresa tra 2 e 7 anni che:
 A) hanno una storia familiare multipla per diabete di tipo1 (entrambi i
genitori, un genitore e 1 figlio, o due figli) e hanno 1 di questi aplotipi
HLA:





DR4-DQA1*0301-DQB1*0302/DR3- DQA1*501-DQB1*0201
DR4-DQA1*0301-DQB1*0302/DR4-DQA1*0301-DQB1*0302
DR4-DQA1*0301-DQB1*0302/DR4-DQA1*0301-DQB1*0201
DR4-DQA1*0301-DQB1*0302/DR4-DQA1*0301-DQB1*0304
B) hanno un fratello con diabete tipo 1 e sono identici al fratello per
HLA DR3/DR4-DQ8




Braccio attivo A: Insulina somministrata per via orale
a 2,5 mg, 7,5 mg, 22,5 mg o 67,5 mg al giorno
Braccio attivo B: insulina somministrata per via
intranasale alla dose di 0,28 mg, 0,83 mg, 2,5 mg
fino a 7,5 mg al giorno per 10 giorni e due volte
alla settimana successivamente
Braccio controllo A: placebo somministrato oralmente
Braccio controllo B: placebo somministrato per via
intranasale
TrialNet: Natural History Study


L’obiettivo generale è quello di effettuare
valutazioni basali e nel tempo dello stato
metabolico e immunologico dei soggetti a rischio
per sviluppare diabete mellito di tipo 1.
Criteri di inclusione:
 Familiari
di I grado (età 1-45 anni)
 Familiari di II grado (età 1-20 anni)
TrialNet: Natural History Study
Fase 2: Algoritmo per la valutazione del rischio
di sviluppo di DMT1 entro i 5 anni.
OGTT alterato
OGTT normale
> 3 Ab +
2 Ab +
1 Ab +
> 50% Rischio di DM >25% Rischio di DM <25% Rischio di DM
TrialNet: Natural History Study
• Risultati:
Tempo Luglio/Dic 2005
Screened
116
Fase 2
Fase 3
0
0
2006
192
2007
202
2008
483
Totale
996
7
4
8
14
9
27
24
45
Source 2008: HSR Clinica pediatrica
HSR Clinica degli adulti
Altre Cliniche
72 %
23 %
5 %
TrialNet: Natural History Study
Stato attuale nel nostro centro: 1039 soggetti (età1-45 anni) sono stati sottoposto a
screening autoanticorpale (58.188 nel mondo)
4.9% positivi per
almeno 1 Ab
(50 soggetti)
2 AutoAB: 14 soggetti
-9: GADA+, ICA+
-3: IAA+, ICA+
-1: GADA+, IA-2A+
-1: IA-2A+, ICA+
3 AutoAB: 5 soggetti
95.1% negativi per Ab
(989 soggetti)
-2: GADA+, IA-2A+, ICA+
-2: GADA+, IAA+, ICA+
-1: GADA+, IA-2A+, IAA+
1 AutoAB: 26 soggetti
- 20: GADA+
- 5: IAA+
- 1: IA-2A+
4 AutoAB: 5 soggetti
- GADA+, IA-2A+, ICA+, IAA
Clinical Research Group: Missione e Obiettivi
Missione: prevenzione e interventi immunologici
nel diabete mellito di tipo 1 di recente esordio
Obiettivi specifici:
1.Migliorare le conoscenze sulla storia naturale del
diabete mellito di tipo 1
2. Prevenire l’esordio di malattia nei soggetti a
rischio
3. Arrestare la distruzione β-cellulare nei pazienti
neodiagnosticati
Interventi terapeutici attualmente in considerazione:




Immunosoppressione
 Mycophenolate Mofetil +/- Anti-CD25 (interrotto)
Terapie antigene-specifiche
 Insulina orale
 GAD
Immunomodulazione
 Anti-CD3
 IL-2 + Sirolimus
 IVIG + Sirolimus
Neonati
 Privazione da proteine del latte vaccino
 Interventi nutrizionali: Vitamine D & E, acidi grassiOmega-3,
ritardo nell’assunzione di cereali
The Oral Insulin for Prevention of Type 1
Diabetes Study


Obiettivo: valutare se la ripetuta somministrazione di
insulina per via orale possa prevenire o ritardare
l’insorgenza di diabete mellito di tipo 1 nei familiari a
rischio (positività autoanticorpale in assenza di iperglicemia)
di soggetti affetti dalla malattia
Criteri d’inclusione:
 Familiari di soggetti con diabete di tipo 1
 Positività di IAA e almeno un altro autoanticorpo
 OGTT nella norma
 Età: 3-45 anni
DPT-1: Diabetes Prevention Trial:
Type 1 diabetes

Ha suggerito un ruolo potenziale dell’insulina
orale nel ritardare/prevenire l’esordio di DMT1
I
risultati sono stati negativi: l’insulina orale non ha
ritardato nè prevenuto l’esordio della malattia nella
popolazione di studio
 Un’analisi Post Hoc ha suggerito un potenziale effetto
benefico in un sottogruppo di individui con un alto titolo
di anticorpi anti insulina (>80nU/mL).
Studio DPT-1
Sottogruppo con
anticorpi anti-insulina (IAA)
Ritardo prevedibile di 4.5 anni
Diabetes Care 2005
The Oral Insulin for Prevention of Type 1
Diabetes Study
Trattamento con insulina orale per prevenire DMT1
nei soggetti a rischio (familiari, positività
autoanticorpale, OGTT normale).
Protocollo:
Insulina umana ricombinante
7.5 mg die per os
Età 3-45 anni
Dimensioni campione e durata non ancora stabiliti.
Stato:
Iniziato nell’aprile 2007 neglia USA, 117 arruolati
HSR:
Approvazione Comitato Etico
Autorizzazione finale in corso
12 Soggetti IAA +
Diamyd:


L’acido glutammico decarbossilasi (GAD) è uno degli
autoantigeni maggiori nei pazienti con diabete mellito
di tipo 1.
Una alternativa all’immunosoppressione è l’utilizzo degli
autoantigeni per indurre tolleranza immunologica.
Ludvigsson et al. 2008
Diamyd:
Ludvigsson et al. 2008
Diamyd:



Studio Fase III
Lo studio sarà condotto su soggetti di età compresa tra 10 e
20 anni all’arruolamento. Il reclutamento avverrà in 30-50
centri in Europa. Le nazioni partecipanti saranno: Finlandia,
Francia, Italia, Germania, Olanda, Slovenia, Spagna,
Svezia, Inghilterra.
I pazienti valutati per l’arruolamento saranno considerati
idonei se il dosaggio del C-peptide a digiuno risulterà >
0.1 nmol/L (0.3 ng/mL) e se saranno presenti alti titoli di
anticorpi anti-GAD e saranno seguiti per un totale di 30
mesi.
Diamyd:

A seconda del gruppo di appartenenza, ai partecipanti
saranno somministrate:
. Quattro iniezioni da 20 µg di vaccino Diamyd per il
diabete di tipo 1
. Due iniezioni di vaccino Diamyd per il diabete di tipo 1 (le
prime due) e due iniezioni di placebo (le ultime due)
. Quattro iniezioni di placebo
Prevenzione e cura:
• Immunoterapia antigene specifica




Potenziare l’efficacia riducendo gli effetti sistemici
indesiderati
Individuare il corretto antigene beta cellulare
Trovare la giusta dose di antigene
Identificare il momento ottimale per l’intervento:
rischio genetico, prediabete, DMT1 di recente
esordio
Ipotesi acceleratrice:


DMT1 e DMT2 sono gli estremi di una unica entità clinica
che si manifesta in maniera variabile in base a fattori
genetici e ambientali.
3 fattori acceleratori:





Costituzionale: massa beta cellulare alla nascita e ritmo di
apoptosi cellulare
Insulino-resistenza
Autoimmunità
La correlazione di questi fattori determina l’entità delle
manifestazioni clinica e il momento d’insorgenza
L’insulino-resistenza è modificabile con l’intervento
farmacologico con metformina (farmaco di prima scelta
nell’adolescente con DMT2)
Ipotesi effetti del riposo beta cellulare
sulla funzione beta celllulare

Il riposo della beta cellula o la soppressione del rilascio di
insulina dalle beta-cellule potrebbero migliorare la
secrezione di insulina dopo l’esordio per



Maggiore attività delle beta cellule esistenti
Aumento del numero incluse nuove beta cellule
Questa ipotesi è alla base dell’utilizzo all’esordio di farmaci
quali la metformina e il diazossido in associazione alla
terapia insulinica.
Metformina:






Studio Fase IV
Soggetti con eta’ compresa tra 10 e 18 anni con diabete mellito tipo 1
neodiagnosticati
Obiettivo: valutare gli effetti della somministrazione di metformina in
aggiunta alla terapia standard con insulina, sul controllo glicometabolico a medio termine in adolescenti con DMT1 neodiagnosticati.
Outcome primari: miglioramento di HbA1c e C-peptide, basale e dopo
stimolo.
End point secondari: miglioramento della stabilità glicemica, riduzione
del fabbisogno giornaliero di insulina, riduzione del numero di
ipoglicemie, miglioramento dell’assetto lipidico, ottimizzazione del
rapporto costi / benefici.
Durata prevista della sperimentazione: 48 mesi
Metformina:



Oltre alla regolare terapia insulinica, ai pazienti del
gruppo sperimentale verrà somministrata una compressa di
metformina da 500 mg ad ognuno dei 3 pasti principali,
mentre ai pazienti del gruppo controllo verrà somministrata
una compressa di placebo con la stessa frequenza.
La somministrazione delle compresse inizierà entro 12
settimane dalla diagnosi di DMT1 ed il primo giorno di
somministrazione sarà definito visita 0 (V0).
La somministrazione sarà così effettuata:



1 compressa a pranzo per la prima settimana
1 compressa a pranzo ed 1 a cena per la seconda settimana
1 compressa ai 3 pasti giornalieri dalla terza settimana fino alla
fine dello studio.
Prevenzione secondaria:
• Modulazione della risposta autoimmune
Antigene non-specifico:





Anti-CD3
Anti-CD20
Anti-CD28/CD154
Cellule dendritiche autologhe soppressive
Microsphere contenenti oligonucleotidi antisenso anti-CD40, CD80, CD86
Combinazioni:



Anti-CD3 + insulin peptide
Anti-CD3 + exenatide
MMF + anti-CD25
Prevenzione e cura:


Gli studi nei soggetti con trapianto di beta cellule
hanno evidenziato che la perdita di funzione è
dovuta principalmente alla risposta autoimmune
Quindi è necessario un intervento su 2 livelli
 Eliminazione
delle cellule T autoagressive
 Aumento delle cellule T regolatorie per ottenere
tolleranza a lungo termine

La somministrazione di anti CD3 e anche il
trapianto di midollo non mieloablativo non sono in
grado di bloccare l’autoimmunità
Prevenzione secondaria: Anti-CD3


I risultati dei trial indicano che un
breve trattamento con anticorpi
anti-CD3 migliori la riduzione nella
funzione beta-cellulare residua.
Non è stato osservato nessun
aumento nel fabbisogno insulinico
giornaliero, indicando quindi che
un breve trattamento con anticorpi
anti-CD3 esercita un effetto per
almeno 18 mesi.
Chatenoud, NEJM 2005
Prevenzione secondaria: Anti-CD3

In questo trial randomizzato, la risposta del
C-peptide al test con pasto misto è
significativamente preservata per almeno 2
anni nei pazienti con DMT1 di recente
esordio che hanno ricevuto un ciclo di 12 o
14 giorni di anticorpi anti-CD3.
Bluestone, Diabetes 2005
Prevenzione secondaria:




Si tratta di un anticorpo monoclonale anti-CD3 umanizzato, già usato nell’uomo a
dosaggi più elevati.
Scopo dello studio è quello di preservare la funzione residua pancreatica tramite
l’eliminazione dei linfociti autoreattivi CD3.
Candidabili allo studio sono i diabetici di tipo 1 entro 3 mesi dalla diagnosi
Requisiti:





età: 18-35 anni
almeno 1 autoanticorpo (anti-GAD o anti-IA2)
BMI < 32
Presenza di C-peptide residuo e stimolabile dopo test per via orale
Impegno per il paziente:




screening: 2 visite per prelievi e 2 test di stimolo per via orale (MMTT)
trattamento: infusione ev della durata di 2 ore + 4 ore di osservazione per 8 giorni
consecutivi (effetti collaterali attesi: pochi (cefalea, flu-like syndrome)
successivi controlli: 1 alla settimana per il primo mese, poi 1 al mese per il primo anno, poi
ogni 3 mesi per il secondo anno
Frequenti controlli domiciliari delle glicemie da riportare su di un palmare che verrà fornito al
paziente
Prevenzione secondaria:
• Terapia cellulare: cellule T-reg
Brusko et al 2008
Strategie di Prevenzione del Diabete di tipo 1

Chi dobbiamo trattare:
 Familiari
dei soggetti affetti
 Trattamento/Vaccinazione dei soggetti geneticamente
predisposti
 Trattamento/Vaccinazione della popolazione
Dilemma:
L’85-90% dei Pazienti con esordio
di diabete mellito di tipo 1 non ha
un parente con diabete di tipo 1
Dilemma terapeutico:
Terapia più probabilmente efficace
Predizione meno accurata
Massa Beta cellulare
Farmaci “Sicuri”
Predisposizione
genetica
Insulite e danno
beta cellulare
Predizione più accurata
Terapia probabilmente
meno efficace
? Farmaci più tossici
“Pre-Diabete”
DIABETE
Tempo
Prospettive future:
1. Studi su pancreas umano per meglio comprendere la patogenesi della
malattia.
2. Utilizzo di tecniche di “live imaging” per determinare la cinetica di morte e
rigenerazione β-cellulare.
3. Necessità di determinare markers biologici che possano dare un indice di
successo di una determinata terapia.
4. Utilizzo di terapie combinate: immunomodulazione e potenziamento
attività/rigenerazione β-cellule in fase precoce (importanza della
funzionalità residua).
5. L’obiettivo finale è quello di sviluppare un vaccino che induca una tolleranza
immunologica verso le β-cellule a livello di popolazione (difficoltà di
realizzare lo screening dei soggetti a rischio).
E’ POSSIBILE MODIFICARE LA STORIA
NATURALE DEL DIABETE MELLITO DI TIPO I?
IN FUTURO, FORSE…
Franco Meschi
Prevenzione terziaria:
• Prevenzione complicanze
• Preservazione ed espansione della
massa β-cellulare


Trapianti
Rigenerazione β-cellule
Cellule dendritiche autologhe:
Giannoukakis 2008
Oligonucleotidi antisenso:
Giannoukakis 2008
Microsfere + oligonucleotidi antisenso:
Una iniezione
Otto iniezioni
• AS-MSP = microsfere con sequenze antisenso per CD40, CD80 e CD86
• SCR-MSP = microsfere con scrambled control sequences
Giannoukakis 2008
Prevenzione terziaria:
• Rigenerazione β-cellulare



Cellule progenitrici dei dotti pancreatici
Cellule staminali da tessuti non pancreatici
Proliferazioni di β- cellule pre-esistenti
 Cell
signaling (ie. Fattori di trascrizione e di
crescita): GLP-1,WNT, Fox0, IA-2/ICA512
Prevenzione e cura
• Rigenerazione β-cellulare


Nei soggetti con con DMT1 fino a ora i
tentativi per sviluppare beta cellule dalle
cellule staminali hanno dato luogo a
un’insufficiente massa cellulare
Nei soggetti con prediabete in cui è ancora
presente una maggior quantità di beta cellule
endogene potrebbero esserci maggiori
probabilità di successo
M. Reimann et al. 2008
Tipi di trials:
Fase 1 – Sicurezza del farmaco e verifica
dell’ipotesi sperimentale.
 Fase 2 – Esordio del diabete
 Fase 3 – Prevenzione del diabete
 Storia naturale ed epidemiologia

TrialNet: Natural History Study
Sogettti a rischio: familiari di soggetti affetti da T1DM
1. Familiari di I grado (età 1-45 anni)
2. Familiari di II grado (età 1-20 anni)
Fase 1: screening autoanticorpale
(GAD, IAA, IA2, ICA)
Positivo se 2 Ab or 1 Ab confermati a un secondo prelievo
-> OGTT (Phase 2-3)
Se negativo: < 18 anni screening ripetuto annualmente
> 18 anni fine studio
Strategie di Prevenzione del Diabete di tipo 1

Popolazione Generale
 Strategia
“Case-finding”
Identificare
la Popolazione a Rischio
Trattamento/Vaccinazione degli Individui
Suscettibili
 Strategia
di Popolazione
Trattamento/Vaccinazione
Popolazione
dell’Intera
Prevenzione secondaria:
• Modulazione della risposta autoimmune
Infezioni virali e prevenzione del diabete mellito di tipo 1
von Herrath 2009
TrialNet: Natural History Study
 24 soggetti introdotti nella Fase 2 dello studio (valutazione rischio basale) che
include OGTT, HbA1c, tipizzazione HLA
# Soggetti (tot: 24)
# AutoAb
OGTT
HLA protettivi
Rischio T1DM
11
1 o 2 Ab
Normale
Assenti
<25%
3
2 o 3 Ab
Normale
Assenti
25-50%
10
4 Ab
5 soggetti IGT
Assenti
>50%
 15 soggetti hanno proceduto nella Fase 3
 3 soggetti hanno sviluppati T1DM:
• 1 partecipante dopo una visita di rischio di Fase 2 (rischio calcolato al 50%)
• 2 partecipanti dopo l’iniziale visita di screening, prima di entrare in Fase 2
• 1 positivo per 2 Ab
• 1 positivo per 3 Ab
Elementi chiave per il successo degli studi clinici:
Prospettico
 Randomizzato
 Controllato
 Potere Statistico
 Obiettivi concreti
 Rischi/benefici per l’individuo
 Costi/benefici per la società

TrialNet: Natural History Study
• Risultati HSR:
Totale Screening
Ab positività (totale)
996
49 (4.9%)
Rischio atteso di T1DM
Correlazione Ab + / DM
Father/Mother
25 (1)
Brother/Sister
11 (2)
(Twin non id)
1
Daugther/Son
11
Grandfather/Uncle
1
More than 1 DM
5 (0)
2,5-3%
Metformina:
Wilkin, Diabetes Care 2003
Wilkin, Diabetic Medicine 2004
TrialNet: Natural History Study

Studio:
 Fase
1: screening autoanticorpale per GADA, IA-2A,
IAA, ICA
 I soggetti positivi per almeno un autoanticorpo in 2
campioni ematici, saranno candidabili alla Fase 2 dello
studio: la valutazione del rischio basale.
 A tutti i candidati verrà offerta l’opportunità di entrare
nella Fase 3 dello studio: valutazione del rischio a
lungo termine. Verrano fatte delle valutazione
semestrali per 5 anni o fine alla fine dello studio. Ogni
visita includerà: OGTT, screening autoanticorpale e
HbA1c.
Metformina:
2
1
GAD
INS
3
von Herrath 2009
TrialNet: Natural History Study
• Risultati HSR:
Totale Screening
Ab positività (totale)
996
49
Ab+
OGTT+
DM
1 Ab+
25
2
0
2 Ab+
14
3
1
3 Ab+
5
5
1
4 Ab+
5
5
1
Prevenzione secondaria:
• Modulazione della risposta autoimmune
Anti-CD3
Rigby et al. 2008