LA TERAPIA GENICA Da oltre quindici anni i geni vengono

LA TERAPIA GENICA
Da oltre quindici anni i geni vengono impiegati per produrre, con tecniche
biotecnologiche, proteine pure che si utilizzano come biofarmaceutici (insulina, ormone
della crescita, fattori di coaugulazione del sangue, eritropoietina etc.).
LA TERAPIA GENICA è una tecnologia medica nella quale il DNA è direttamente
utilizzato come una sostanza farmaceutica. Con questa tecnica, i geni o frammenti di
questi vengono inseriti nel corpo umano con lo scopo di prevenire, trattare o curare una
malattia.
Il trasferimento del gene nell'organismo umano viene ottenuto tramite vettori non virali
oppure di origine virale. La difficoltà maggiore che si incontra nel trasferimento del gene
è il raggiungimento di un livello di efficienza sufficiente.
La terapia genica può potenzialmente curare molte malattie o disfunzioni sia genetiche
che acquisite.
Le sperimentazioni cliniche della terapia genica hanno avuto inizio nel 1990. Fino ad
oggi ne sono state fatte circa 200 che hanno coinvolto circa 3.000 pazienti. Alcune di
queste sperimentazioni sono state condotte o sono attualmente in corso in Svizzera.
Tuttavia i risultati ottenuti finora, sono strettamente sperimentali.
Ulteriori domande e bibliografia sull'argomento:
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Che cosa significa terapia genica?
Quali malattie possono essere trattate con la terapia genica?
Quali vettori di trasferimento genico vengono attualmente utilizzati?
E' stata provata l'effettiva efficacia della terapia genica?
La terapia genica è necessaria?
Una recente pubblicazione sull'argomento "medicina molecolare"
(in francese)
Collegamenti ad altri siti sulla terapia genica
GLOSSARIO
.Gene
Un segmento di DNA che esplica una funzione specifica (per esempio: il
gene per l'insulina). L'informazione codificata da un gene viene
inizialmente trascritta sull'RNA messaggero e successivamente tradotta in
proteine.
Proteina
Una molecola costituita da una sequenza di aminoacidi (costituenti
fondamentali delle proteine). Le proteine possono essere strutturali oppure
funzionali. In una cellula ci sono almeno 5.000 tipi di proteine, ogni tipo è
presente all'interno della cellula in grande numero (da 10.000 a 1.000.000
molecole).
Biotecnologia
Nella concezione moderna è una procedura attraverso la quale
microorganismi o colture cellulari modificate geneticamente vengono
utilizzate per produrre un'importante sostanza biologica come anticorpi,
vaccini, fattori di crescita, ormoni, enzimi.
Biofarmaceutici
Proteine prodotte utilizzando procedure biotecnologiche. Essi vengono
applicati iniettandoli direttamente nell'organismo. Esempi: interferone (per
il trattamento di cancro, infezioni etc.), antitripsina (per il trattamento
dell'infarto), ormone della crescita (per il trattamento di vari stati
patologici), insulina (per la cura del diabete), eritropoietina (per trattare stati
anemici)
DNA
Acido desossiribonucleico. Contiene l'informazione genetica nella forma di
sequenze di basi azotate (o nucleotidi).
Basi
Unità costituenti il DNA: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina
(T). Il linguaggio genetico è determinato da queste quattro basi.
Prevenzione
Per esempio: vaccinazione. Esponendo l'organismo a proteine estranee
(antigeni batterici o virali) si stimola la risposta immunitaria contro
quell'antigene. Oggi si prevede che si possa attuare un numero crescente di
vaccinazioni mediante trasferimento genico.
Trattamento
La terapia che si attua per alleviare i sintomi di una malattia senza tuttavia
curarla. Per esempio: riduzione del dolore, riabilitazione alla locomozione,
rallentamento di una degenerazione progressiva, accelerazione di un
processo di guarigione naturale o determinato da terapie consuete.
Guarigione
Sradicamento della causa della malattia e ristabilimento totale delle normali
funzioni fisiologiche dell'organismo. Per esempio: utilizzazione di
antibiotici per combattere le infezioni.
Tasferimento genico
Tecnica con la quale geni purificati vengono trasferiti in cellule o tessuti. Il
trasferimento richiede un vettore che sia in grado di trasportare il gene
all'interno del nucleo da dove questo possa essere espresso.
Efficienza
L'efficienza del trasferimento genico dipende dal vettore che si utilizza e dal
"target" del sistema. Quando si trasfetta una coltura cellulare (cioé cellule
cresciute in capsule petri) utilizzando dei vettori chimici (liposomi, sostanze
policationiche, precipitati di calcio fosfato etc.) si ottiene un'efficienza di
trasfezione nell'intervallo tra 0.1% e 10% del totale delle cellule trasfettate.
Quando il trasferimento genico viene fatto su tessuti, l'efficienza decresce di
circa cento volte. Se si utilizzano vettori virali l'efficienza varia dal 10% al
100%, sia in colture cellulari che in tessuti.
Vettore
Il veicolo che trasporta il gene nella cellula: esistono vettori fisici
(microiniezione, pressione, elettroporazione, "bombardamenti con
microproiettili"); vettori chimici (liposomi, trasportatori cationici, particelle
di sali insolubili); vettori biochimici: complessi di DNA e proteine che
vengono fagocitati nella cellula; vettori biologici: molecole che vengono
inserite in particelle virali.
Vettori virali
Virus creati biotecnologicamente in cui la sequenza genetica è stata
modificata al fine di inserire geni terapeutici o marcatori. Questi virus
possono replicarsi solo in condizioni create artificialmente in laboratorio: i
vettori virali crescono dentro cellule speciali, dette cellule di
impacchettamento, e non sono in grado di replicarsi in altri tipi cellulari.
Esempi: adenovettori ricombinanti, vettori HIV ricombinanti.
Virus
Un agente infettivo con dimensioni da 1.000 a 10.000 volte inferiori a
quelle di una cellula. Esso necessita di entrare in una cellula per replicarsi,
generando cosi' nuovi virus che potranno infettare altre cellule e così via.
Esempi: virus dell'influenza, virus dell'herpes, virus dell'AIDS.
Vettori non virali
Sostanze chimiche contenenti DNA capaci di entrare nella cellula secondo
diverse modalità (per endocitosi o attraverso dei trasportatori). Allo stato
attuale i vettori non virali sono1.000 volte meno efficienti dei vettori virali.
Sperimentazione
clinica
Una forma di sperimentazione che coinvolge direttamente l'uomo. La
sperimentazione clinica viene preceduta dalla sperimentazione pre-clinica
in cui si verifica sugli animali la tossicità dei composti utilizzati. La
sperimentazione clinica viene avviata nel rispetto di rigorose leggi che
rispondono ad esigenze etiche e di sicurezza del paziente. Le
sperimentazioni cliniche vengono condotte in tre fasi: nella Fase I (che
coinvolge un numero limitato di pazienti) si sottopone a test la risposta
dell'organismo umano all'assunzione della sostanza; nella Fase II (alcune
centinaia di pazienti) si osserva l'effetto della sostanza aumentandone
gradatamente le dosi; nella Fase III (fino a diverse migliaia di pazienti) si
verifica l'effetto di un farmaco confrontando pazienti che lo assumono con
pazienti che non lo assumono.
GT in Svizzera
Alcuni dati recenti sono presentati nella pubblicazione Médecine
Moléculaire di S. Rusconi, 1999.
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Cosa significa terapia genica 'somatica'?
Il termine "somatico" viene contrapposto al termine "germinale". Se si trasferisce un
gene ad una linea cellulare germinale, la modifica che si apporta al genoma verrà
trasmessa alle generazioni successive attraverso le stesse cellule germinali (spermatozoi
e ovuli). Attualmente è impossibile controllare completamente le alterazioni genetiche
che vengono apportate da un trasferimento genico, di conseguenza si rischia di
provocare delle anomalie fisiologiche che verrebbero trasmesse alle generazioni
successive; inoltre, l'alterazione di materiale genetico ereditabile pone una serie di
interrogativi dal punto di vista etico e morale. Per queste ragioni, la modificazione
genetica di linee cellulari germinali non viene considerata una strategia adottabile, e la
sua sperimentazione clinica e' vietata in Svizzera come in quasi tutti gli altri paesi del
mondo. Con il trasferimento genico su linee cellulari somatiche, si modifica il genoma di
tessuti (muscoli, polmoni, cervello, ossa, reni, cuore etc.), senza che questa
modificazione venga trasmessa alla generazione successiva; l'alterazione genetica
riguarda esclusivamente il paziente su cui è stata realizzata. Ciò non significa che tale
terapia sia priva di rischi. Ora si sta studiando quali possano essere le complicazioni
derivanti dell'inserzione casuale di un gene estraneo nel genoma; secondo il vettore che
si utilizza i rischi possono essere più o meno elevati, determinando così le indicazioni e
le contro-indicazioni di un dato trattamento.
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Quali malattie possono essere trattate con la terapia genica?
In linea teorica, tutte le malattie possono essere trattate attraverso interventi
sull'espressione genica. Comunemente, si pensa che la terapia genica sia utile per guarire
malattie ereditarie quali:
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distrofia muscolare
fibrosi cistica
emofilia
diabete di tipo I
malattie metaboliche (fenilchetonuria)
anomalie fisiologiche (mucopolisaccaridosi, sindrome di Gaucher etc.)
In realtà con questa terapia possono essere trattate anche malattie che colpiscono chi è
geneticamente predisposto, ma che dipendono fortemente da fattori ambientali, come :
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cancro
malattie cardiovascolari
malattie neurodegenerative (morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson etc.)
Infine la terapia genica può trattare anche malattie acquisite quali:
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Traumi di vario tipo (fratture ossee, ferite, ustioni)
Ischemie (necrosi dei tessuti causate da un'interruzione dell'apporto sanguigno)
Infezioni