Biotecnologie
Opportunità e Rischi
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Programma
Definizioni
Da
Mendel alla regolazione dei geni
La nascita dell’ingegneria genetica
Valutazione dei rischi
Discussione
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Introduzione
Definizioni
Le principali definizioni di biotecnologie sono due:
1. Metodi tecnici che permettono lo sfruttamento di sistemi
viventi al fine di produrre beni e servizi
(Rientrano attività produttive in uso dalla rivoluzione neolitica,
10000 anni fa)
BIOTECNOLOGIE TRADIZIONALI
2. La seconda è stata enunciata nel 1982 dalla Federazione
Europea di Biotecnologia. Considera le biotecnologie come
“l’ utilizzazione integrata di biochimica, microbiologia ed
ingegneria per realizzare applicazioni tecnologiche a partire
dalle proprietà di microrganismi, di colture cellulari e di altri
agenti biologici”
BIOTECNOLOGIE INNOVATIVE
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Biotecnologie tradizionali-1
Pur in maniera inconsapevole, i popoli di
tutto il mondo utilizzano da tempo
immemorabile i lieviti per trasformare gli
zuccheri di piante e frutti in alcol
Le Sacre scritture riferiscono della scoperta
del pane mescolando farina e succo d’uva
fermentato
Fermentazione alcolica e panificazione
possono essere considerati a pieno titolo
biotecnologie, che sfruttano le proprietà di
particolari microrganismi pro- ed eucariotici
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Biotecnologie tradizionali-2
La consapevolezza di quanto accade inizia
gradualmente a partire dal 1700 con l’introduzione
dei primi microscopi ottici soprattutto ad opera del
mercante olandese Anton van Leeuwenhoek
Con Lazzaro Spallanzani e Louis Pasteur venne
compreso il ruolo dei batteri nei processi fermentativi
e nella eziologia delle malattie, ponendo le basi per
l’evoluzione industriale della microbiologia
L’incontro delle tecnologie microbiologiche
tradizionali con le nuove tecnologie biologiche e
genetiche porta alla comparsa delle biotecnologie
innovative
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Biotecnologie innovative
Le biotecnologie innovative nascono alla fine
degli anni settanta dopo la messa a punto delle
tecniche di ingegneria genetica e del DNA
ricombinante
L’ingegneria genetica inizia con le opere
pubblicate dall’abate Mendel nel 1866.
Gli studi sull’ereditarietà dei caratteri condotti
da Mendel erano basati sui piselli per la
semplicità di coltivazione e per la facile
osservazione delle caratteristiche selezionabili
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Comparsa del termine “gene”
L’opera di Mendel viene ripresa all’inizio del
Novecento da:
William e Gregory Bateson:Bateson padre fu il
primo a proporre nel 1905 l’utilizzo del termine
“genetica”per definire la scienza dell’ereditarietà
Bateson & Archibald Garrod proposero di applicare
la teoria del mendelismo per spiegare la
trasmissione delle malattie ereditarie umane
Il botanico olandese Wilhelm Johansen propose
una serie di puntualizzazioni terminologiche
destinate a diventare definitivamente adottate:
Fenotipo: complesso dei caratteri somatici
Genotipo: è il corrispondente insieme dei geni che
formano il fenotipo
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La natura chimica e fisica del “gene”-1
L’identificazione della natura chimica del gene
prese le mosse dalle osservazioni effettuate nel
1928 dal batteriologo Frederick Griffith, il quale
mentre realizzava alcuni esperimenti sul topo da
esperimento con lo Streptococcus pneumoniae,
o "pneumococco", l'agente che provoca la
polmonite, notò la trasformazione di ceppi
mutanti, non patogeni, in ceppi patogeni, ogni
qualvolta i primi erano portati a contatto con una
varietà patogena denaturata al calore
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La natura chimica e fisica del “gene”-2
Gli Streptococchi si presentano in due forme: in
una ogni batterio è protetto da una capsula di
natura polisaccaridica complessa che dà
un’apparenza liscia alla colonia (ceppo S, da
smooth); nell’altra, i batteri sono nudi (ceppo non
virulento che produce colonie ruvide: ceppo R da
rough).
Quando gli Streptococcus pneumoniae invadono
il corpo di un mammifero (es. topo), la capsula
impedisce alle difese attive del topo di
distruggerli. La forma S provoca la polmonite,
mentre la forma nuda no.
La presenza o l’assenza della capsula è un
carattere determinato dai geni.
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Inoculando in un topo un miscuglio costituito da batteri
S trattati dal calore e batteri R vivi, il topo si ammalava
e nel sangue del topo infetto si rinvenivano batteri S
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Principio trasformante
La trasformazione venne ottenuta anche in vitro: Griffith
mescolò in provetta batteri S morti con batteri R vivi e
ottenne una linea pura di batteri S vivi.
I batteri vivi, originariamente R, avevano acquisito dai
batteri morti S le molecole contenenti l’informazione
genetica che li aveva trasformati nella forma S.
Nel 1933, furono isolati gli estratti acellulari del ceppo S
che causavano la trasformazione genetica da R a S. La
sostanza in grado di trasformare i ceppi non patogeni in
patogeni fu definita "principio trasformante", e fu
identificata con l’acido deossiribonucleico (DNA) nel 1944
da Avery, MacLoad e McCarty.
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Il principio trasformante è il DNA
Nel 1944 Avery, MacLoad e McCarty, si posero l’obiettivo
di stabilire la natura del materiale ereditario e di
considerare la trasformazione dei tipi specifici di
pneumococco come un fenomeno che poteva essere
analizzato in condizioni sperimentali controllate.
Isolarono una forma attiva del principio trasformante, che
identificarono come "una forma altamente polimerizzata e
viscosa di sodio desossiribonucleato"
In realtà, era difficile capire come il DNA, di cui non si
conosceva ancora né la struttura tridimensionale né la
variabilità nella composizione delle basi nucleotidiche,
potesse trasportare la specificità biologica.
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Materiale ereditario=DNA-1
Alfred Harshey e Martha Chase, dimostrarono
che l’acido deossiribonucleico era responsabile
della moltiplicazione del batteriofago T2.
Anche se molti batteriofagi (o, più
semplicemente, fagi) hanno strutture elaborate,
la loro costituzione chimica è molto semplice,
essendo fatti soltanto di DNA e proteina.
Quando un fago si imbatte in un batterio, si attacca alla
sua parete cellulare e inietta all’interno il proprio
materiale genetico. Il resto (testa, coda, fibre caudali,
ecc.) rimane all’esterno.
I geni del fago modificano il metabolismo del batterio,
facendogli produrre fagi in quantità. Infine, un gene
dirige la sintesi di un enzima che lisa la parete
batterica, liberando i fagi prodotti.
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Materiale ereditario=DNA-2
In una brillante serie di esperimenti
pubblicata nel 1952, Hershey e Chase hanno
sfruttato la semplicità dei fagi per
determinare quale fosse la natura del
materiale ereditario (DNA vs. proteine)
DNA e proteine contengono atomi comuni
quali carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto e
si differenziano per fosforo contenuto del
DNA e zolfo nelle proteine presente in due
aminoacidi, la metionina e la cisteina.
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Materiale ereditario=DNA-3
L’esperimento consistette nel marcare isotopicamente
sia la proteina sia, separatamente, il DNA del virus T2,
usando zolfo radioattivo (35S) per la proteina e fosforo
radioattivo (32P) per il DNA.
Dopo l’infezione dei batteri, i componenti radioattivi dei
virus non assorbiti venivano rimossi mediante
centrifugazione.
Il risultato fu che la maggior parte dello zolfo radioattivo era
stato rimosso con la centrifugazione, mentre la maggior parte
del fosforo radioattivo era entrata all’interno della cellula.
CONCLUSIONE
È il DNA a entrare nel batterio e a svolgere un
ruolo fondamentale nella moltiplicazione virale.
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La rivoluzione copernicana della biologia
La scoperta a doppia elica del DNA ad opera di
Watson e Crick
Nella ricerca biologica all’inizio degli anni 40
prevaleva l’approccio riduzionistico:
maggiore attenzione per il dettaglio rispetto alla visione di
insieme
riduzione dei sistemi viventi ad apparati meccanici
Predominio dell’atteggiamento tecnico e manipolativo
rispetto a quello cognitivo
Molti fisici si avvicinano alla biologia, tra cui il giovane
riduzionista Crick, convinto assertore della possibilità di
spiegare tutti i fenomeni biologici con strategie e concetti
di provenienza chimica e fisica
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Laureatosi sotto la guida di un
ricercatore italiano, Luria, Watson,
esperto di genetica dei fagi comincia
a lavorare nel 1951 in coppia con
Crick.
Sul numero del 25 Aprile 1953 della
rivista “Nature” lo stutturista Crick ed
il genetista Watson pubblicarono
l’articolo sulla struttura del DNA
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DNA Base Structure
• Structure of
A&G
(Purines)
• Structure of
T&C
(Pyrimidines)
DNA Backbone: 5’-d(CGAAT)
• Alternating backbone of
•
•
•
•
deoxyribose and
phosphodiester groups
Chain has a direction
(known as polarity), 5'- to 3'from top to bottom
Oxygens (red atoms) of
phosphates are polar and
negatively charged
A, G, C, and T bases
extend away from chain,
and stack on-top each other
Bases are hydrophobic
DNA Double Stranded Structure
Questa immagine ha reso subito chiaro il meccanismo
attraverso cui le informazioni si duplicano e si trasmettono:
la doppia elica si apre ed ogni filamento funge da stampo per
la creazione di un nuova catena
DOGMA CENTRALE DELLA
BIOLOGIA MOLECOLARE
The Central Dogma
DNA Æ RNA Æ Protein
replication
transcription translation
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ORGANIZZAZIONE DEL GENE
Alla fine degli anni 60 si sapeva molto del gene:
Costituito
da DNA, con sequenze caratteristiche
per ciascuna proteina
Ciascun
gene inizia e finisce con sequenze definite
(concetto dell’Open Reading Frame che inizia con
sequenza ATG e finisce con amber codon)
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La trascrizione
Fig. 5.4
Catalizzata da RNA polimerasi – un enzima complesso che
catalizza la formazione di legami fosfodiesterici che uniscono
i nucleotidi in una catena di RNA.
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La traduzione
Fig. 5.8, Prokaryotes and Eukaryotes
La sintesi delle proteine avviene attraverso un meccanismo di
trascrizione del DNA con produzione di RNA messaggero e successiva
traduzione che occorre nel citoplasma cellulare ad opera di un
macchinario comprendente RNA messaggero, ribosomi e tRNA che
trasportano gli aminoacidi
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La regolazione genica
Gli studi successivi sono stati indirizzati a comprendere
come fossero regolati i processi di trascrizione e
traduzione
Il primo modello di regolazione venne
identificato dai biologi francesi Jacob e Monod
dell’ Institut Pasteur di Parigi
Venne chiamato operone lattosio perché
riferito ai geni che codificano per gli enzimi che
presiedono alla digestione dello zucchero
lattosio
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Enzymatic Activity of β-Galactosidase
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β-Galactosidase Activity in Response to Lactose
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Organization of Lac Operon and LacI
promoter
Ribosome initiation
Operon
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Regulation of Gene Expression
Splits
lactose
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lactose
transport
??
La macchina del vivente
Il codice genetico ed il controllo dell’espressione hanno gettato
una luce fortissima sui sistemi viventi e sul loro funzionamento;
la chimica e la fisica sembravano sufficienti per comprendere i
segreti della vita
Monod pubblicò un libro “Il caso e la necessità” considerato
una sorta di “Manifesto della Biologia Molecolare” che permette
di leggere opinioni ancora dominanti nella comunità scientifica
su moltissime questioni scottanti come:
Riduzionismo/ olismo
Vitalismo / meccanicismo
Il problema della teleologia
Il significato dell’evoluzione
Il rapporto scienza/politica
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La macchina del vivente-2
L’immagine della macchina rimane principe:
“ L’aspetto estremamente meccanico del
processo di traduzione merita di essere
sottolineato. Tutto fa pensare alla catena di
montaggio di un’officina meccanica: le
interazioni successive dei diversi componenti
intervengono in ciascuna fase per dar luogo
ad un polipeptide che si forma, residuo dopo
residuo, alla superficie di un costituente (il
ribosoma) paragonabile ad una macchina
utensile che fa avanzare scatto per scatto un
pezzo da modellare (Monod 1970)”
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La nascita dell’ingegneria genetica
La grande cultura di Monod non gli ha impedito di
commettere errori grossolani tra cui un’affermazione
destinata ad essere rapidamente smentita:
“ La genetica molecolare di oggi non solo non ci
offre alcun mezzo per agire sul patrimonio ereditario
ed arricchirlo di geni nuovi…, ma anzi denuncia la
vanità di una simile speranza: la scala microscopica
del genoma vieta per il momento e forse per sempre
simili manipolazioni (Monod,1970)
Dal libro di Monod all’annuncio del primo
esperimento di manipolazione genica passarono
solo 2 anni ed, ironia della sorte, uno dei primi
frammenti di DNA ad essere manipolato fu l’operone
lattosio
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L’ingegneria genetica si basa su:
• Enzimi di restrizione
• Clonaggio genico
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Gli enzimi di restrizione
La
possibilità di superare le limitazioni
prospettate da Monod di basano sulla
scoperta degli enzimi di restrizione
Molti batteri producono enzimi di restrizione che
tagliano il DNA a livello di sequenze specifiche di
nucleotidi.
Gli enzimi di restrizione scindono per lo più tratti di
DNA palindromi, cioè che si leggono allo stesso
modo in una direzione, su un filamento, e nella
direzione opposta, sull’altro filamento.
Nel linguaggio comune sono palindromi parole
come: ama, oro, Anna, Roma-Amor, Asor-Rosa
o alcune brevi frasi: arte tetra, ai lati d'Italia, ...
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Il DNA viene tagliato tra le stesse due basi su
entrambi i filamenti
Sequenze di DNA come TTAA (estremità adesive)
possono appaiarsi e ricongiungersi con con altri
frammenti di DNA eterologhi “tagliati” con Eco RI
per mezzo di un enzima denominato ligasi
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Clonaggio genico-1
Ad esempio. il DNA estratto da cellule di un tessuto
umano, viene tagliato con EcoRI
Occorre quindi disporre di molte copie di un vettore di
DNA (ad esempio un plasmide batterico) contenente un
marcatore genico identificabile (es. resistenza all’
antibiotico ampicillina). I plasmidi digeriti con
EcoRI, vengono uniti ai frammenti di DNA umano con la
ligasi
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Clonaggio genico-2
I nuovi anelli di DNA formati dal plasmide batterico e dal
DNA umano vengono mescolati con batteri
precedentemente trattati con sali di calcio per renderli
permeabili al DNA: i batteri inglobano il DNA plasmideumano.
A questo punto i batteri vengono posti in
una piastra di coltura in cui il nutrimento
contiene ampicillina; l’antibiotico uccide
tutti i batteri privi di plasmide.
Il risultato finale consiste in una
popolazione di batteri ricombinanti,
tutti dotati di plasmide batterico
ricombinato con geni umani (chimera
genetica)
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Il convegno di Asilomar
La prima chimera venne costruita da Paul Berg negli
USA
Le reazioni di allarme di alcuni scienziati, che temevano
di non riuscire a controllare le nuove specie batteriche
così prodotte, lo fermarono
Boyer e Cohen di Stanford continuarono l’opera di Berg
a crearono i primi vettori ideali per trasferire il DNA
all’interno dei batteri (plasmidi pSC101)
Boyer e Cohen presentarono i risultati ad una Gordon
Conference ed i colleghi che ascoltarono l’intervento
chiesero al National Academy of Science di bloccare la
sperimentazione fino al momento in cui non sarebbe
stata possibile condurre una stima dei rischi
Per la prima volta venne usata la parola “moratoria”
Si innescò un processo che portò alla conferenza di
Asilomar (CA) che si tenne nel febbraio del 1975
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La ricerca continua
Le prime normative crearono le
condizioni per una ripresa delle
ricerche. Tra le norme vanno citati
il confinamento delle attività di
clonaggio in aree controllate e la
tracciabilità degli esperimenti
Da lì in poi iniziò una serie
incredibile di successi che
continua tuttora
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Campi di applicazione delle biotech
Prodotti per la salute
Prodotti diagnostici
Rigenerazione dell’ambiente
OGM
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Salute umana
Farmaco
Uso
Insulina
Diabete
Interferon
Cancro/epatite
Interleuchina
Cancro
Ormone della crescita
Nanismo
Proteine neurologiche
Vaccino epatite B
Vaccino Pertosse
…..
Dolore
Vaccino
Vaccino
…
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Diagnostici
Saggi
immunologici per determinare
anticorpi anti HIV
Saggi immunologici per determinare
anticorpi anti epatite C
Saggi immunologici per determinare
anticorpi anti epatite B
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Environmental Applications
Bioremediation - cleanup contaminated
sites; uses microbes designed to degrade
the pollution
Indicator bacteria – contamination can be
detected in the environment
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Future Health-related Biotech Products
Vaccines – herpes, hepatitis C, AIDS, malaria
Tooth decay – engineered Streptococcus
mutans, the bacteria that destroys enamel
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Edible Vaccines
Transgenic Plants Serving Human Health Needs
• Works like any vaccine
• A transgenic plant with a pathogen protein gene is developed
• Potato, banana, and tomato are targets
• Humans eat the plant
• The body produces antibodies against pathogen protein
• Humans are “immunized” against the pathogen
• Examples:
9Diarrhea
9Hepatitis B
9Measles
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GMOs
Extended shelf-life tomato (Flavr-Savr)
Herbicide resistant soybean (Roundup Ready)
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Agriculture Transgenics On the Market
Insect resistant cotton – Bt toxin kills the
cotton boll worm
• transgene = Bt protein
Source: USDA
Insect resistant corn – Bt toxin kills the
European corn borer
• transgene = Bt protein
Normal
Transgenic
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Herbicide resistant crops
Now: soybean, corn, canola
Coming: sugarbeet, lettuce, strawberry
alfalfa, potato, wheat (2005?)
• transgene = modified EPSP synthase or
phosphinothricin-N-acetyltransferase
Source: Monsanto
Virus resistance - papaya resistant to
papaya ringspot virus
• transgene = virus coat protein
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Next Generation of Ag Biotech Products
Golden Rice – increased Vitamin A content
(but not without controversy)
transgene = three pathway enzymes
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L’incertezza scientifica
Nell’evoluzione delle conoscenze biologiche
e di fronte all’impatto delle biotecnologie sui
sistemi naturali e sociali, sempre più spesso
la comunità scientifica non è in grado di
esprimere una posizione certa ed univoca
Ravetz e Funtowicz hanno coniato, in
relazione alle sfide normative poste dalla
scienza l’espressione”scienza postnormale”che individua le situazione in cui i
fatti sono incerti
Alla moderna idea di scienza
“incrementalista” l’idea di scienza post
normale contrappone l’incertezza come
elemento coessenziale alla scienza
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Importanza dell’etica e del diritto
Quando la scienza non risulti compatta ma si
presenti come una varietà di tesi o di
previsioni diverse le discipline normative
(etica e diritto) sono chiamate a decidere, in
via prescrittiva, gli aspetti insoluti dei saperi
descrittivi
Il concetto di base è quello del rischio la cui
funzione è genericamente espressa dalla
relazione R=f(G,P), dove
R= magnitudo del rischio
G=magnitudo delle conseguenze
P=la probabilità del verificarsi delle
conseguenze
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Valutazione dei rischi
Le due opposte tendenze che compongono il
panorama teorico dell’analisi dei rischi, sono
rappresentate dalla posizione che, giudicando
irrazionali le paure del pubblico, ritiene che solo il
tecnici possano fornire valutazioni obiettive ed
affidabili; l’altra teoria sostiene che soltanto il pubblico
direttamente toccato dai rischi possa e debba
valutarne l’accettabilità
Le posizione intermedie, più attente e più innovative
dal punto di vista democratico, cercano di coniugare
una visione più realistica dell’attività degli scienziati
con la consapevolezza che il crescente sapere-potere
della scienza esige la creazione di nuovi strumenti di
garanzia giuridica e politica nei rapporti tra comunità
scientifica, istituzioni,imprese e cittadini
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Il modello canadese
Uno degli approcci maggiormente innovativi in tema
di regolazione dei rischi è quello del Canada ,che
stan sperimentando forme inedite di coinvolgimento
del pubblico su questioni scientifiche
Un documento, siglato nel 2001, ne riassume i punti
essenziali. In sintesi:
I cittadini devono approvare le tecnologie ad elevato
impatto, non solo sostenendo le politiche sanitarie del
Paese, ma anche accettando la condivisione di eventuali
rischi
Di elevare la cultura civica sui temi della scienza
Della consapevolezza della natura democratica che le
scelte in campo scientifico devono possedere
Il progetto è volto a far diventare il cittadino un esperto che
acquisisce competenze specialistiche, idonee a farne un
soggetto codecisore, pur senza che egli perda la qualità di
portatore di un più generale sapere sociale
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Un’ Interpretazione dell’analisi dei rischi
PERICOLI che causano DANNI al paziente o all’ambiente
PERICOLI che causano DANNI INTERNI: ANALISI DEI
RISCHI CONNESSI CON LA PRODUZIONE E GESTIONE
DEL DISPOSITIVO
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VALUTAZIONE DEL RISCHIO: MATRICE DECISIONALE
gravità del danno trascurabile
probabilità dell’evento
inverosimile
improbabile
remoto
occasionale
probabile
frequente
trascurabile
trascurabile
trascurabile
trascurabile
accettabile
accettabile
marginale
critico
serio
disastroso
trascurabile
trascurabile
accettabile
accettabile
accettabile
intollerabile
trascurabile
accettabile
accettabile
accettabile
intollerabile
intollerabile
trascurabile
accettabile
accettabile
intollerabile
intollerabile
intollerabile
trascurabile
accettabile
intollerabile
intollerabile
intollerabile
intollerabile
Ogni rischio “intollerabile” deve essere adeguatamente contromisurato prima di avere completato lo sviluppo del prodotto
Verifica del dossier da
parte dell’Autorità
competente
Visite ispettive periodiche da parte di
rappresentanti dell’ Autorità competente
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Le ultime scoperte
1987: Mullis della Cetus Corporation (nella baia
di San Francisco) inventa la tecnica di
amplificazione del DNA (Polymerase Chain
Reaction, PCR)
1988: Isolato, presso la Chiron Corporation
(presso la baia di San Francisco) il cDNA
corrispondente all’agente eziologico dell’epatite
nonA nonB, da lì in poi denominato virus dell’
epatite C (HCV)
2000: Craig Venter (Celera Genomics) annuncia
di aver sequenziato il genoma umano
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I polimorfismi (SNPs) come marcatori di
malattia genetica
1.
Sequenza del genoma
2
Identificare uno SNP
ATGCCA
AATAA
ATGCCA
AATAA
ATGCCA
AATTA
Uno SNPs utile deve essere presente almeno > 1% della popolazione
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Patient 1
Patient 2
Patient 3
Altri tipi rischi: i brevetti biotech
La Direttiva europea 98/44/EC sulle invenzioni
biotecnologiche definisce il termine
“invenzione” attraverso la novità, l’inventività e
l’applicabilità industriale.
Le invenzioni biotecnologiche sono
brevettabili anche se riguardano un prodotto
consistente in un materiale biologico o un
processo in cui sia prodotto od utilizzato un
materiale biologico.
Materiali biologico è “un qualunque materiale
contenente informazione genetica e capace di
riprodursi o di essere riprodotto in un sistema
biologico
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Conseguenze
Brevetti
HCV
Brevetti HIV
Brevetti PCR
Brevetti GMOs
Inibizione alla libera
vendita delle tecnologie
non licenziate
Importazione delle
tecnologie,
impoverimento del
paese, aumento dei
costi della sanità
Contromisure legislative:
Leggi anti Trust
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Contro-contro
misure: Crosslicensing operate
dalle Big
Corporations
BRAC-1 e BRAC-2
Nel 1990 veniva scoperto un gene (BRAC-1)
oncosoppressore connesso al cancro al seno; nel
1991 è stato scoperto che se mutato esso comporta
un aumento del rischio di cancro all’ovaio
Nello stesso anno veniva scoperto un secondo gene,
BRAC-2 la cui mutazione è anch’essa collegata al
cancro al seno, di cui sono portatori anche i maschi
BRAC-1 e-2 sono coperti da brevetto. Ciò che appare
problematico è il fatto che il brevetto si estende
anche alle sequenze wild-type.
Tale precedente si presta a giustificare la futura
brevettabilità di ogni sequenza wild-type come
potenziale standard di kit diagnostici
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Ottobre 2005
Completata la mappa delle
mutazioni sul genoma umano
(SNPs)
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Candidates for Genetic Screening
Tests in Adults
Gene
Condition
HFE
Hereditary hemochromatosis
APOE 4
Alzheimer’s
CYP2D6
Cytochrome P452 activity
BRCA 1
Breast cancer
BRCA 2
Breast cancer
Factor V Leiden
Venous thrombosis
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Risks for Breast Cancer
Personal
Environmental
Lifestyle
Genetic
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Personal Estrogen-Related
Risks
Early menstruation
Before 12yrs oldÆ increased risk
Late menopause
After 55yrs oldÆ increased risk
Long-term Hormone Replacement
Therapy
More than 5yrsÆ increased risk
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Personal Estrogen-Related
Risks
Child bearing
First child born after age 30Æincreased risk
No childrenÆincreased risk
Breast feeding
Breastfeeding for 12+monthsÆ decreased
risk
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Other Personal Risks
Being age 55 or older
Having breast cancer
previously
Some types of breast disease
Family history of breast cancer
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Family History
Shared genetic
makeup
Shared lifestyle
Similar
environmental
exposure
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Lifestyle Risks and
Preventive Steps
Alcohol
One or more drinks/dayÆ increased
risk
Exercise
Exercise 4 hours a weekÆ decreased
risk
Diet
High in vegetablesÆ decreased risk
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Risk from Gene-Environment
Interaction
Toxins can damage breast DNA. Over
time damaged DNA can lead to
cancer. This is a gene-environment
interaction.
Exposure to high doses of radiation,
such as for treating Hodgkin’s
disease, in women under 30 shows
increased risk for breast cancer
Controversial environmental risks
Passive smoking
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Genetic Risks
Five to 10% breast cancer caused by
genetic mutations
Two to five percent from mutations in
BRCA 1 and BRCA 2 gene
Genetic tests are available for BRCA
1 and BRCA 2 mutations
Lifetime risk even with either BRCA 1
and 2 mutations ranges from 26-82%
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Esercizio
Il tumore al seno ed alle ovaie sono entrambi il
risultato di fattori ereditari e ambientali che
determinano l’accumularsi di mutazioni in geni
essenziali. Il modello più accreditato di suscettibilità
al tumore ne collega la causa ad un ristretto numero
di SNPs ad alta penetranza (3 per la popolazione
Aeskenazi 2 delle quali attribuite a BRAC-1 ed una a
BRAC-2) ed un numero più elevato di varianti
geniche a bassa penetranza. E’ importante
l’interazione tra queste varianti e l’esposizione a
fattori ambientali. Le donne con una mutazione
BRAC1 o BRAC2 hanno un rischio compreso tra il 50
e l’85% di contrarre il tumore nel corso della vita.
Le donne portatrici possono decidere di adottare
misure preventive che vanno
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Lifestyle changes
Not using hormone
replacement therapy
+
+
+
Mammography
Prophylactic mastectomy
+
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+
+
Domande:
E’ lecito eseguire il test diagnostico?
2) Se si, in quale tipo di struttura (privata
o pubblica)?
3) E’ accettabile proporre misure di
prevenzione come la mastectomia?
1)
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Genetic Testing: Ethical, Legal
and Social Issues
Does family history suggest
need?
Costs of tests and insurance
coverage
Privacy and discrimination
Psychological effects
Impact on family relations
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