LA TERAPIA GENICA
1. Cos'è la terapia genica?
Per terapia genica si intende l'inserzione di materiale genetico (DNA) all'interno delle cellule al
fine di poter curare delle patologie.
Si tratta di un nuovissimo strumento della medicina che mira all'identificazione del gene
difettoso che causa una patologia e quindi alla sua sostituzione con una copia che funzioni
correttamente.
La terapia genica può potenzialmente curare molte malattie o disfunzioni sia genetiche che
acquisite. Si cominciò a pensare alla possibilità di poter "curare il DNA" a partire dagli anni ‘80,
grazie al progresso delle metodiche di biologia molecolare che consentivano il clonaggio e il
sequenziamento di vari geni. Ciò comportò la precisa identificazione di molte alterazioni geniche in
diverse patologie e la capacità, grazie alle tecniche del DNA ricombinante, di modificare
microorganismi (come batteri o funghi) per poter far loro esprimere delle molecole di interesse. Il
passo successivo consistette nella valutazione della possibilità di transfettare le cellule somatiche di
un individuo avente una malattia genetica con un segmento di DNA contenente il gene sano.
Questo approccio si è successivamente esteso anche ai tumori, all’HIV e ad altre patologie in cui
non si tratta di sostituire un gene difettoso, ma di aggiungerne uno che possa dare avvio ad un
fenomeno terapeuticamente utile. Le sperimentazioni cliniche di terapia genica hanno avuto inizio
ufficialmente nel 1990 con il gruppo di ricerca del dott. French W. Anderson 1 e fino ad oggi ne
sono state eseguite più di 400. La maggior parte delle sperimentazioni cliniche condotte fino ad ora
si trova nella fase I (ma per alcune si è già alla fase III), il cui lo scopo non è quello di studiare gli
effetti terapeutici di un trasferimento genico, ma quello di stabilirne la tossicità. I risultati ottenuti
finora sono dunque strettamente sperimentali. Questa è la ragione principale per cui non si possono
riportare un grande numero di guarigioni avvenute grazie all'applicazione di una terapia genica.
Il termine "terapia genica" ha un significato molto ampio in quanto può comprendere molte
strategie differenti progettate per vincere o almeno alleviare una malattia:
inserimento di geni normali in determinate cellule bersaglio costituenti organi o apparati
affetti dall’anomalia genetica;
diretta manipolazione e correzione del gene anomalo;
sostituzione del gene anomalo con il gene normale (“chirurgia genica”).
L'inserimento può riguardare sia geni umani clonati sia segmenti genici che possono derivare da
altri genomi o venire direttamente sintetizzati in laboratorio. La procedura di inserzione è nota come
transfezione.
Normalmente in terapia genica il trasferimento di geni è studiato per modificare
1 Fu trattata una bambina di 4 anni che soffriva di una severa immunodeficienza (SCID) provocata da una deficienza
nella adenosina–deaminasi (ADA), un enzima necessario per il normale funzionamento del sistema immunitario. Le
cellule T (cellule del sistema immunitario) furono isolate dalla paziente, fatte crescere in laboratorio e, il normale
gene ADA introdotto in esse attraverso un vettore virale. Le cellule “ingegnerizzate” furono poi introdotte nella
paziente con buoni risultati.
geneticamente esclusivamente le cellule malate, ma per alcune malattie è più semplice modificare
specificatamente le cellule sane, come quelle del sistema immunitario, in modo da determinare nel
paziente una specie di vaccinazione.
Fig.1: Procedimento di inserzione genica.
Esistono due tipologie di terapia genica:
terapia genica delle cellule germinali detta anche “terapia genica preventiva”;
terapia genica delle cellule somatiche (= le cellule che compongono i tessuti e gli organi
del corpo), detta anche “terapia genica correttiva”2.
2. La terapia genica germinale
La terapia genica delle cellule germinali si propone di transfettare le cellule della linea
germinale (spermatozoi ed ovociti) o le cellule staminali totipotenti dei primissimi stadi dello
sviluppo dell'embrione (allo stadio di 4–8 cellule), ma attualmente essa non viene messa in pratica
sia perché presenta notevoli difficoltà tecnico-scientifiche sia, soprattutto, per i grandi problemi di
tipo etico ad essa connessi. Se, infatti, si trasferisce un gene ad una linea cellulare germinale, la
modifica che si porta al genoma verrà trasmessa alle generazioni successive attraverso le stesse
cellule germinali. Attualmente è impossibile controllare completamente le alterazioni genetiche che
vengono apportate da un trasferimento genico e, di conseguenza, si rischia di provocare dei danni al
paziente stesso, per le conseguenze imprevedibili nello sviluppo della sua persona, ma anche nei
suoi discendenti. Inoltre, l'alterazione di materiale genetico germinale pone di per se stessa una serie
di interrogativi dal punto di vista etico. Per tutte queste ragioni, la modificazione genetica di linee
cellulari germinali è vietata in quasi tutti i Paesi del mondo3. A parere del CNB, essa «è
2 Non è una cura (se non per il paziente trattato) perché la progenie può ancora ereditare la malattia.
3 «Un intervento che ha come obiettivo di modificare il genoma umano non può essere intrapreso che per delle
giustificabile dal punto di vista etico-giuridico solo se presenta caratteri terapeutici sulla base del
principio della intangibilità del patrimonio genetico della persona»4.
La sperimentazione di tecniche di terapia genica germinale, per ora, viene compiuta
unicamente su animali cavia (topi, conigli, babbuini, scimpanzé...) in quanto rimane uno strumento
essenziale per il progresso e lo sviluppo dell'ingegneria genetica e delle relative conoscenze. Essa
fornisce infatti numerosi e importanti informazioni sia sul meccanismo di espressione dei geni, sia
sul loro funzionamento nello sviluppo embrionale e nel processo di differenziamento cellulare.
3. La terapia genica somatica
Il trasferimento genico su linee cellulari somatiche suscita meno problemi di tipo etico perché
interessa esclusivamente il paziente su cui viene realizzato.
Le terapia genica delle cellule somatiche è dunque attualmente la via più studiata e tentata e
viene suddivisa in due tipi:
terapia genica ex vivo → il materiale genetico viene trasferito nelle cellule
precedentemente prelevate dal paziente e solo in seguito reintrodotte nello stesso;
terapia genica in vivo → il materiale genetico viene trasferito direttamente nelle cellule del
corpo di un paziente.
La terapia genica ex vivo è stata la prima messa in pratica e consiste nel prelievo delle cellule
somatiche della persona interessata che vengono messe in coltura in laboratorio e transfettate con il
gene di interesse inserito tramite un apposito vettore5 (spesso vengono usati vettori virali
opportunamente modificati). Le cellule vengono quindi reinfuse o reimpiantate nel corpo del
soggetto.
Questa procedura è più lunga e più costosa rispetto a quella in vivo, ma permette di selezionare ed
amplificare le cellule di interesse ed è inoltre più efficiente. Attualmente è la modalità più utilizzata
ma è riservata solamente a quei casi in cui sia possibile prelevare le cellule, metterle in coltura, e
ragioni preventive, diagnostiche e terapeutiche e solamente se non ha come scopo di introdurre una modifica nel
genoma dei discendenti» (CONSIGLIO D'EUROPA, Convenzione sui diritti dell'uomo e la biomedicina, art.13; Oviedo,
4 aprile 1997). La Convenzione di Oviedo è il primo strumento che stabilisce obblighi giuridici internazionali in
materia di bioetica. Scopo della Convenzione è di fissare gli standard minimi di protezione della dignità umana
nell'area della biomedicina, inderogabili da parte degli Stati contraenti.
4 COMITATO NAZIONALE PER LA BIOETICA, Terapia genica (15 febbraio 1991), abstract.
5
Un vettore è il veicolo che trasporta il gene nel nucleo della cellula da dove può essere espresso.
reinserirle nell'organismo (cellule del sistema ematopoietico o cellule della pelle)6.
La terapia genica in vivo viene invece attuata in tutti quei casi in cui le cellule non possono
essere messe in coltura, o prelevate e reimpiantate, come accade per le cellule del cervello, del
cuore e della maggior parte degli organi interni. Inoltre, rappresenta un modello terapeutico con
elevato consenso, è molto economico anche se, attualmente, è di difficile applicazione. In questo
caso, il gene di interesse viene inserito nell'organismo tramite un opportuno vettore, direttamente
per via locale (con un'iniezione intramuscolare o intratumorale, per inalazione...) o sistemica (con
un’iniezione endovenosa).
4. La metodologia
Perché sia possibile effettuare un protocollo di terapia genica, è necessario conoscere quali
geni sono implicati in una determinata malattia o quelli terapeutici. Una volta individuato il gene di
interesse, esso viene amplificato, clonato e sequenziato. In questo modo è possibile raccogliere tutte
le informazioni necessarie per comprendere la sua funzione e le sue possibilità di utilizzo. Per
ottenere dei risultati positivi in terapia genica non basta quindi conoscere la sequenza completa del
genoma umano, ma occorre comprendere a fondo i meccanismi con cui il gene difettoso produce i
suoi effetti nell’organismo. Tramite opportune metodologie bisogna poi fare in modo che il gene di
interesse, inserito nella cellula (detto transgene), si integri nel genoma in modo che, attraverso i
meccanismi di replicazione, possa essere trasferito alle cellule figlie derivanti dalla duplicazione
della cellula madre. La transfezione può essere operata utilizzando o meno dei vettori virali7. Il
trasferimento attraverso vettori virali è sicuramente quello più efficace. A seconda del vettore che si
utilizza, i rischi possono essere più o meno elevati, determinando così le indicazioni e le
controindicazioni di un dato trattamento.
Identificazione del gene anomalo
↓
isolamento del corrispettivo gene normale
↓
clonazione del gene normale
↓
inserimento del gene normale nelle cellule umane affette dall’anomalia
Il trasferimento di geni esogeni deve risultare
sicuro per il paziente (capace di evadere i meccanismi di difesa immunitaria che possono
limitare non solo l’efficacia della procedura terapeutica, ma anche metterne a rischio la
sicurezza) e per gli operatori;
efficiente sia in termini quantitativi che qualitativi (se la percentuale di cellule che riceve
6 Per curare le malattie del sangue (es.: talassemia o anemia falciforme) vengono prelevate cellule dal midollo osseo.
Per malattie genetiche che alterano proteine circolanti, un approccio promettente è la terapia genica di fibroblasti
della pelle, costituenti del derma (= lo strato più profondo della pelle). I fibroblasti modificati possono facilmente
venir reimpiantati nel derma, dove il tessuto diventa vascolarizzato, permettendo la distribuzione dei prodotti genici.
7 I vettori virali sono 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 non virali sono sostanze chimiche contenenti DNA capaci di entrare nella cellula secondo diverse modalità
(per endocitosi o attraverso dei trasportatori).
il transgene è bassa, infatti, per la maggior parte delle patologie non si avrà un riscontro
terapeutico8; inoltre, il livello di espressione del transgene deve essere appropriato rispetto a
ciò che avviene a livello fisiologico in quanto una produzione troppo bassa non ha effetto
terapeutico, una troppo alta potrebbe avere un effetto nocivo. Il nuovo materiale genetico
introdotto deve poter essere mantenuto nella cellula a lungo termine, tranne nel caso in cui
sia preferibile una sua presenza transitoria);
selettivo per un determinato bersaglio cellulare.
Vi sono però alcune difficoltà tecniche non ancora facilmente superate:
le dimensioni dei frammenti di DNA che possono essere trasferiti sono piuttosto limitate per
cui bisogna intervenire sul DNA con processi riduttivi;
l’inserimento del transgene nel cromosoma è del tutto casuale con conseguente alterazione
della funzione genica e squilibri nella produzione del prodotto genico (proteina);
poiché la sua localizzazione può variare da cellula a cellula, il gene che si è integrato nel
genoma ospite risulta spesso essere funzionale in molti tessuti invece di funzionare solo là
dove è normalmente attivo.
in molti casi il gene inserito può non essere espresso perché la regione in cui si è integrato
ne impedisce la trascrizione;
in altri casi l'evento di inserzione può determinare la morte della cellula ospite;
c'è la possibilità che un evento di ricombinazione disturbi i normali schemi di espressione
dei geni che controllano la divisione e la proliferazione cellulare e che quindi in una delle
cellule modificate con il gene esogeno insorga un tumore (il rischio che può essere eliminato
tramite la terapia genica ex vivo che permette di selezionare le cellule).
con alcune tecniche il gene esogeno introdotto perde nel tempo la sua efficacia.
Per essere affidabile, la terapia genica deve dunque poter disporre di tecniche in grado di
controllare l'espressione genica e di consentire al gene introdotto di esprimersi e funzionare solo
negli organi di interesse.
5. Le possibilità terapeutiche
Teoricamente, tutte le malattie possono essere trattate attraverso interventi sulle espressioni
geniche. Comunemente, si pensa che la terapia genica sia utile per guarire malattie ereditarie quali
la distrofia muscolare, la fibrosi cistica, l'emofilia, la talassemia, il diabete di tipo I, varie malattie
metaboliche... In realtà, con questa terapia, possono essere trattate anche malattie che colpiscono chi
8 Le procedure per introdurre DNA nelle cellule sono spesso ancora inefficienti per cui solo una su 1000 o 100000
cellule riceve il gene di interesse. Quindi, si deve ottenere una grande popolazione cellulare dal paziente per poter
tentare la terapia genica. L'efficienza è variabile a seconda del vettore utilizzato.
è geneticamente predisposto, ma che dipendono fortemente da fattori ambientali come il cancro, le
malattie cardiovascolari, le malattie neurodegenerative (morbo di Alzheimer, morbo di
Parkinson...). Infine, la terapia genica, può trattare anche malattie acquisite come traumi di vario
tipo, ischemie, malattie infettive (AIDS), malattie del sistema immunitario (allergie, infiammazioni,
malattie autoimmunitarie)….
6. Valutazioni etiche della terapia genica germinale
Rispetto alla valutazione morale della terapia genica germinale, l'Istruzione Dignitas personae
così afferma: «Qualunque modifica genetica apportata alle cellule germinali di un soggetto sarebbe
trasmessa alla sua eventuale discendenza. Poiché i rischi legati ad ogni manipolazione genetica sono
significativi e ancora poco controllabili, allo stato attuale della ricerca non è moralmente
ammissibile agire in modo che i potenziali danni derivanti si diffondano nella progenie. Nell'ipotesi
dell'applicazione della terapia genica sull'embrione, poi, occorre aggiungere che essa necessita di
essere attuata in un contesto tecnico di fecondazione in vitro, andando incontro quindi a tutte le
obiezioni etiche relative a tali procedure. Per queste ragioni, quindi, si deve affermare che, allo stato
attuale, la terapia genica germinale, in tutte le sue forme, è moralmente illecita»9.
7. Implicazioni etiche della terapia genica somatica
Tutti i tentativi di terapia genica finora effettuati prevedono solo il trattamento di tessuti
somatici per cui non insorgono particolari problemi di tipo etico se non per la possibile applicazione
della cosiddetta "ingegneria genetica migliorativa" che consiste nell'effettuare un trattamento che
preveda la modificazione genetica delle cellule di un individuo per migliorarne alcuni tratti senza un
fine terapeutico. Deve essere compiuto ogni sforzo per garantire la sicurezza dei pazienti,
soprattutto perché le tecnologie attualmente usate per la terapia genica sono molto lontane
dall'essere perfette. Restringendo il trattamento alle cellule somatiche, tuttavia, le conseguenze di un
trattamento sono limitate ad un singolo paziente che ha volontariamente acconsentito a sottoporsi al
trattamento stesso e che, generalmente, è un paziente che soffre di una malattia gravemente
debilitante e spesso mortale per la quale le terapie convenzionali sono inefficaci. In questo caso la
terapia delle cellule somatiche è ammissibile dal punto di vista etico almeno quanto i trapianti
d'organo. Può invece essere considerato non etico negare questo trattamento quando rappresenta
l'unica possibilità terapeutica.
Per cominciare gli esperimenti di terapia genica umana devono essere osservati i seguenti
criteri di valutazione etica:
✔
Sicurezza del protocollo terapeutico → devono essere accuratamente valutati i possibili
rischi e pericoli, a breve e lungo termine, dell'intervento terapeutico, compresa l'eventuale
impossibilità o estrema difficoltà del procedimento valutativo. La valutazione del rischio si
fonda sui dati della sperimentazione animale. Tre sono le condizioni che devono essere
soddisfatte per cominciare gli esperimenti di terapia genica umana somatica:
1. il gene deve essere inserito o potersi inserire solo nelle cellule bersaglio (= affette da
disfunzione genica) e non in altre cellule o nelle cellule germinali;
2. il transgene deve funzionare;
3. il transgene non deve alterare il funzionamento della cellula rendendola, per esempio,
cancerogena.
9 CONGREGAZIONE PER LA DOTTRINA DELLA FEDE, Istruzione Dignitas personae. Su alcune questioni di bioetica
(2008), n. 26.
✔
Efficacia della terapia → gli esperimenti di terapia genica umana possono essere compiuti
solo se vi sono sufficienti garanzie di riuscita. La valutazione dell'efficacia terapeutica deve
essere sufficientemente fondata in sede di sperimentazione animale (per quelle anomalie
genetiche che trovano un corrispondente nella patologia animale) oppure, in caso contrario,
su sperimentazione condotta su campioni di tessuti coltivati in vitro.
✔
Affidabilità delle tecniche → le tecniche impiegate negli esperimenti di terapia genica
umana devono essere affidabili, sufficientemente sperimentate e tali che il rapporto
rischi/benefici risulti decisamente a vantaggio del paziente.
✔
Mancanza di terapie alternative → la terapia genica umana dovrebbe essere praticata solo
in mancanza di efficaci terapie alternative, previa attenta valutazione e comparazione
dell'efficacia del trattamento, dei relativi costi, della natura e della gravità dei rischi.
✔
Gravità della prognosi → nella valutazione dei rischi e dei possibili benefici bisogna tener
presente, come fattori di comparazione, anche la natura della prognosi e la conseguente
qualità di vita del paziente. Pertanto, in assenza di terapie alternative efficaci e in caso di
prognosi infausta sono eticamente accettabili, nel ricorso alla terapia genica, livelli di rischio
proporzionalmente superiori.
✔
Consenso informato del paziente → il paziente deve essere correttamente ed
esaurientemente informato sui rischi e pericoli della terapia genica e, in particolare, sui
possibili effetti nelle cellule germinali, sulla reversibilità o meno di eventuali effetti
collaterali patogeni e sulle relative cure, sui costi, i benefici e gli inconvenienti delle
possibili terapie alternative, sugli aspetti scientifico-tecnici e clinici dell'intervento
terapeutico, sulle modalità di interruzione volontaria della terapia e sulla possibilità di
accesso ai dati clinici disponibili sugli esperimenti di terapia genica.
