L'elamipretide ripristina l'energia mitocondriale in un raro disturbo del metabolismo degli acidi grassi

La deficienza della proteina trifunzionale mitocondriale (TFP) è una rara malattia ereditaria della β-ossidazione degli acidi grassi a catena lunga (FAO), causata da mutazioni in <i>HADHA</i> (subunità α, che codifica le attività ECH e LCHAD) o <i>HADHB</i> (subunità β, che codifica l'attività KAT). Nonostante lo screening neonatale e gli interventi dietetici come il triheptanoin, i pazienti continuano a sviluppare ipoglicemia, rabdomiolisi, cardiomiopatia, neuropatia periferica e retinopatia. Una quarta funzione enzimatica della subunità HADHA scoperta di recente — l'attività monolisocardiolipina aciltransferasi-1 (MLCLAT-1) — catalizza il rimodellamento della cardiolipina (CL) nella membrana mitocondriale interna. Gli autori avevano precedentemente dimostrato livelli ridotti di CL in fibroblasti di pazienti con deficienza di TFP/LCHAD e in un modello murino βTFP-mutante, motivando così l'indagine sull'elamipretide, un tetrapeptide sintetico legante la cardiolipina con approvazione accelerata FDA per la sindrome di Barth.

Utilizzando un modello murino C57BL/6J-<i>Hadhb</i>-m1Ytc portatore di una mutazione missenso (p.M404K) che ricapitola il fenotipo della malattia umana, il gruppo ha somministrato elamipretide tramite minipompe osmotiche sottocutanee (3 μg/g/day per 28 giorni), dopo che esperimenti di determinazione della dose avevano rivelato tossicità a dosi più elevate. Gli endpoint funzionali comprendevano la resistenza all'esercizio su tapis roulant e la tolleranza allo stress da freddo dopo digiuno. Gli endpoint biochimici includevano le attività enzimatiche FAO-ETC mitocondriali nel fegato e nel muscolo scheletrico, valutate tramite elettroforesi su gel nativo blu (BN-PAGE), colorazione dell'attività in-gel e western blot, nonché la quantificazione della cardiolipina mediante spettrometria di massa. I fibroblasti derivati da quattro individui con deficienza di TFP/LCHAD sono stati valutati tramite analisi Seahorse XF per la bioenergetica mitocondriale e sonde fluorescenti per le specie reattive dell'ossigeno (ROS).

I risultati principali hanno mostrato che i topi maschi con deficienza βTFP trattati con elamipretide hanno percorso distanze significativamente maggiori e per tempi più lunghi sul tapis roulant rispetto ai controlli trattati con PBS, dimostrando una migliore capacità di esercizio. I mitocondri epatici dei topi maschi trattati hanno evidenziato un'attività potenziata dei complessi FAO ed ETC. Tuttavia, la tolleranza al freddo dopo digiuno non è migliorata e le topi femmine hanno mostrato risposte meno pronunciate, suggerendo effetti specifici per sesso. È importante sottolineare che il contenuto di cardiolipina e la composizione delle catene acilliche sono rimasti invariati negli animali trattati, indicando che il meccanismo d'azione dell'elamipretide in questo modello è indipendente dal ripristino della CL. Nei fibroblasti dei pazienti, l'elamipretide ha prodotto un aumento genotipo-dipendente del tasso di consumo di ossigeno mitocondriale e della produzione di ATP, accompagnato da una riduzione dei livelli di ROS; i pazienti portatori di diverse varianti di <i>HADHA</i>/<i>HADHB</i> hanno mostrato entità di risposta variabili.

Gli autori propongono che l'elamipretide agisca stabilizzando fisicamente l'interazione tra i complessi enzimatici FAO e i supercomplessi ETC a livello della membrana mitocondriale interna, migliorando efficacemente il convogliamento del substrato e l'efficienza dell'OXPHOS senza alterare l'abbondanza di CL. Tale meccanismo è coerente con le evidenze emergenti che indicano come l'elamipretide migliori l'organizzazione dei supercomplessi mitocondriali in altri contesti patologici.

Questi risultati collocano l'elamipretide come un promettente candidato terapeutico per la deficienza di TFP/LCHAD, in particolare per complicanze come la neuropatia periferica e la retinopatia che non vengono affrontate dagli attuali trattamenti dietetici. Tuttavia, lo studio è preclinico, con dimensioni ridotte dei gruppi, segnali di efficacia limitati al sesso maschile e nessuna valutazione diretta degli esiti neurologici o retinici. Ulteriori studi con coorti più ampie, durate di trattamento più lunghe ed endpoint clinicamente rilevanti sono necessari prima di procedere alla traduzione clinica.