I Test Genetici - Centro Bioetica

Bioetica Genetica,
Biotecnologie, Clonazione,
Cellule Staminali: Elementi
Tecnico-Scientifici
1° Corso A.M.C.I.
di Formazione in Bioetica
22 ottobre 2005
• Il Genoma e le Malattie Genetiche
nell’Uomo
• I Test Genetici
• Fecondazione Assistita e
Clonazione
• Le Cellule Staminali: Potenziali
Impieghi
Ai Confini della Vita
2
Ai Confini della Vita
3
Il Cariotipo Umano Normale (Maschile)
46,XY
Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
6
Ai Confini della Vita
7
Organizzazione del Genoma Umano
• Il DNA è contenuto in molecole distinte (cromosomi),
costituite da DNA e proteine
• Le cellule germinali contengono 23 cromosomi,
quelle somatiche ne contengono 46
• Ciascun cromosoma contiene in media più di 1000
diversi geni, le unità fondamentali del materiale
genetico
• Il genoma umano contiene 25.000-40.000 geni
• Ogni gene codifica per (almeno) una diversa proteina
Ai Confini della Vita
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Classificazione delle malattie
genetiche
• Monogeniche (o mendeliane)
– β-talassemia
– Distrofia muscolare di Duchenne
• Cromosomiche
– Sindrome di Down
– Sindrome di Klinefelter
• Multifattoriali
– Diabete
– Cancro
– Labiopalatoschisi
Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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DETERMINAZIONE DEL GRADO DI
FAMILIARITA’
Incidenza popolazione generale
4/1.000(0.4%)
Diabete tipo I (giovanile)
Incidenza tra i fratelli di
soggetti affetti: 6/100 (6%)
6/0.4 = 15 = grado di familiarità nei fratelli (λs)
s=siblings (fratelli/sorelle)
Ai Confini della Vita
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Categorie di Test Genetici
•
•
•
•
•
Diagnostici
“A cascata”
Di screening
Predittivi/Presintomatici
Prenatali
Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Categorie di Test Genetici
•
•
•
•
•
Diagnostici
“A cascata”
Di screening
Predittivi/Presintomatici
Prenatali
Ai Confini della Vita
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I
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1
3
4
II
1
2
4
3
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III
1
2
Fibrosi Cistica
Ai Confini della Vita
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Categorie di Test Genetici
•
•
•
•
•
Diagnostici
“A cascata”
Di screening
Predittivi/Presintomatici
Prenatali
Ai Confini della Vita
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Categorie di Test Genetici
•
•
•
•
•
Diagnostici
“A cascata”
Di screening
Predittivi/Presintomatici
Prenatali
Ai Confini della Vita
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I
1
Br. Ca.
46 aa.
2
II
1
Br. Ca.
48 aa.
3
2
Br. Ca.
36 aa.
III
1
2
3
4
5
6
Ai Confini della Vita
7
8
9
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Quesiti
• Nella mia famiglia c’è una predisposizione
allo sviluppo di tumori?
• E’ possibile stabilire qual è il mio rischio, e
quali tipi di tumore riguarda?
• Si può vedere dalla “mappa genetica”?
• Che cosa posso fare per prevenirli?
• Si può usare la terapia genica?
• E che cosa succederà ai miei figli?
Ai Confini della Vita
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I
1
Br. Ca.
46 aa.
2
II
1
Br. Ca.
48 aa.
3
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Br. Ca.
36 aa.
III
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Ai Confini della Vita
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TEST GENETICI: POSSIBILI ESITI
– Positivo
– Negativo
– Non Informativo
Dipendono dalla finalità con cui il test viene eseguito e dalla
“patologia molecolare” della specifica malattia
Ai Confini della Vita
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I
1
Br. Ca.
46 aa.
2
II
1
Br. Ca.
48 aa.
3
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Br. Ca.
36 aa.
III
1
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3
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6
Ai Confini della Vita
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CATEGORIE DI TEST PER LA
PREDISPOSIZIONE GENETICA A
TUMORI
E POSSIBILI ESITI
• Test di screening mutazionale
– positivo
– non informativo
• Test predittivo
– positivo
– (vero) negativo
Ai Confini della Vita
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TEST GENETICI PER LA
PREDISPOSIZIONE A TUMORI:
FATTORI COMPLICANTI
• Eterogeneità allelica
• Eterogeneità genetica
• Incompleta conoscenza dei geni
implicati e dei meccanismi mutazionali
• Difficoltà nell’interpretazione di alcuni
risultati (es. varianti non classificate)
• Fenocopie
Ai Confini della Vita
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Categorie di Test Genetici
•
•
•
•
•
Diagnostici
“A cascata”
Di screening
Predittivi/Presintomatici
Prenatali
Ai Confini della Vita
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Prelievo di tessuti fetali (amniocentesi
(amniocentesi,,
villocentesi,
villocentesi, cordocentesi)
cordocentesi)
Coltivazione delle cellule fetali
Diagnosi citogenetica
Ai Confini della Vita
Estrazione
del DNA
Diagnosi
molecolare
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Tecniche di Diagnosi Prenatale
•
•
•
•
•
•
•
Villocentesi (CVS)
Amniocentesi
Funicolocentesi
Fetoscopia –biopsia di tessuti fetali
Ecografia
Diagnosi pre-impianto
Analisi di cellule fetali nel sangue materno
Ai Confini della Vita
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Diagnosi Genetica Preimpianto
Analisi di materiale genetico
embrionario effettuata su un
campione rappresentativo ad uno
stadio di sviluppo precedente
l’impianto nella parete uterina
Ai Confini della Vita
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Tessuti per la Biopsia Preimpianto
Oocita
Corpo Polare
Stadio di clivaggio
Blastocisti
Blastomero
Trofoectoderma
Ai Confini della Vita
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Il principio della PGD
affetto
affetto
affetto
Trasferire solo gli embrioni “sani” nella paziente
Ai Confini della Vita
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TEST GENETICI SUI
MINORI
• In quali condizioni sono indicati?
• A quale età iniziare a proporli?
Ai Confini della Vita
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Fattori etici in consulenza
genetica
Beneficialità
Autonomia
Primum
non nocere
Ai Confini della Vita
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Autonomia
• Diritto dell’individuo ad agire
liberamente, sulla base di informazioni
adeguate e senza coercizioni
• Diritto a non ricevere le informazioni
Ai Confini della Vita
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Paternalismo (beneficialità vs. autonomia)
• Safer vs Pack (1996, USA): una donna affetta da cancro
del colon denuncia l’ospedale in cui lavorava il medico
che 40 anni prima aveva diagnosticato la stessa
malattia a suo padre. All’epoca il padre aveva
espressamente chiesto che la sua famiglia non fosse
informata della diagnosi di cancro. La figlia riteneva
che fosse dovere inderogabile del medico informarla del
suo rischio di cancro determinato dalla storia familiare.
• Dovere di informazione vs. autonomia decisionale del
singolo!
Ai Confini della Vita
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Rischi dei test genetici
Possono indurre eccesso di ansia
Possono rovinare i rapporti familiari
Possono determinare discriminazione in ambito
assicurativo (vita; sanitaria), in ambito
lavorativo, e nelle relazioni sociali.
Ai Confini della Vita
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Rischi dei test genetici
Ai Confini della Vita
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Anamnesi familiare e personale
Esame obiettivo, indagini di laboratorio/strumentali
Verifica documentazione clinica
Diagnosi
Formulazione rischio a priori
e informazione su storia naturale e aspetti genetici
(Sessione “Educativa”)
Test disponibile
Test eseguito
Positivo
Negativo
Test non disponibile
Test rifiutato
Sorveglianza
popolazione generale
Offerta protocollo specifico
di sorveglianza
Ai Confini
della Vita
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Consulenza genetica
il ruolo del genetista clinico è quello di stabilire (o
verificare) una diagnosi accurata su cui basare la
consulenza e definire prognosi e follow-up, identificare il
rischio di trasmettere la malattia e le modalità con le quali
questa può essere prevenuta o controllata. Questo
processo è di tipo comunicativo e deve essere in grado di
fornire adeguato supporto nella comprensione del
significato della malattia genetica e sulle conseguenti
decisioni da affrontare (mod. da Kingston, 1994)
Ai Confini della Vita
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“The greatest threat to our
democracy comes from ….
oligarchy,
the rule of the few who claim to be
the best… Democracy could
be eroded by the cunning
merchants of genetic superiority”
(Charles Van Doren)
Ai Confini della Vita
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Galacidalacidesoxiribunucleicacid
(Omaggio a Crick e Watson)
Salvador Dalì, 1962-63
Ai Confini della Vita
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Clonazione cellulare
Si ottiene dalla divisione di una
singola cellula posta in una piastra di
coltura → in questo modo si ottiene
una popolazione di cellule identiche
Clonazione Animale: Tappe Storiche (1)
• 1892: Driesch dimostra che ogni singola cellula
di un embrione di riccio animale allo stadio di 24 cellule può dare origine ad un embrione
perfettamente formato
• 1894: Loeb dimostra nel riccio di mare che
singoli nuclei di cellule embrionali possono dare
origine ad embrioni che giungono a maturazione
completa
• 1928: Spemann dimostra nella salamandra che i
nuclei di cellule provenienti da embrioni allo
stadio di 16 cellule possono dare origine ad
individui completi
Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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UN ESPERIMENTO “FANTASTICO”
“Immaginiamo che si possa introdurre il nucleo
di una cellula differenziata, magari di una
cellula adulta, in un oocita privato del proprio
nucleo. Che cosa accadrebbe?”
Hans Spemann, 1938
Ai Confini della Vita
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Clonazione Animale: Tappe Storiche (2)
• 1952: Briggs e King ottengono girini di Rana
pipiens effettuando per la prima volta
esperimenti di trasferimento nucleare
• 1958: Fischberg, Elsdale e Gurdon ottengono
esemplari adulti di rana sudafricana mediante
trasferimento nucleare
• 1962: Gurdon effettua con successo esperimenti
di trasferimento nucleare utilizzando cellule
intestinali differenziate di rana adulta
• 1986: Willadsen clona una pecora mediante
trasferimento nucleare utilizzando cellule
embrionali (stadio di 8 cellule)
Ai Confini della Vita
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Ai Confini della Vita
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Clonazione Animale: Tappe Storiche (3)
• 1995: Wilmut e Campbell producono Megan e Morag,
nate dopo esperimenti di trasferimento nucleare a partire
da cellule embrionali differenziate
• 1997: viene segnalata la nascita di Dolly, il primo essere
prodotto mediante clonazione da cellule adulte
• 1997: nasce Polly, ottenuta per clonazione da un
fibroblasto fetale nel quale è stato introdotto il gene che
codifica per il fattore VIII della coagulazione
• 1998: vengono allestite linee cellulari pluripotenti da
embrioni umani
Ai Confini della Vita
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CELLULA STAMINALE TOTIPOTENTE
E’ UNA CELLULA DOTATA DI DUE PROPRIETA’
FONDAMENTALI:
1. Capacità di autoriproduzione illimitata
(ovvero di riprodursi senza differenziarsi)
2. Capacità di dare origine a cellule progenitrici di transito,
con capacità proliferativa limitata, dalle quali
discendono popolazioni di cellule altamente differenziate
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CLONAZIONE: PROBLEMI
• Bassa efficienza delle procedure attuali (Dolly è
l’unico embrione sopravvissuto su 277
ricostruiti)
• La probabilità che una gravidanza ottenuta da
trasferimento nucleare arrivi a termine è 10
volte inferiore rispetto a quelle naturali
• La frequenza di morti neonatali negli animali
prodotti per clonazione è 3 volte superiore
rispetto alle gravidanze naturali
• Gli animali nati da queste procedure tendono ad
avere dimensioni superiori alla norma (“large
fetus syndrome”) → difetto del normale
”Imprinting Genomico”?
Ai Confini della Vita
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CLONAZIONE: POTENZIALI
APPLICAZIONI
• Miglioramento delle conoscenze
• Miglioramento della qualità degli animali da
allevamento
• Conservazione di specie in via di estinzione
• Produzione di animali geneticamente
trasformati (es., per produrre farmaci utili, o
animali resistenti a malattie)
• Xenotrapianti
• Produzione di cellule staminali per la terapia
“cellulare” o “riparativa”
• Clonazione umana (es., per evitare la
trasmissione di difetti genetici)
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CELLULE STAMINALI
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Cellule Staminali Adulte
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Medicina Rigenerativa con Cellule
Staminali
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