Ingegneria genetica e nuove possibilità di cura. Dall` insulina per la

Ingegneria genetica e nuove possibilità di cura. Dall’ insulina per la cura del diabete fino alla cura dei tumori
Dall’ insulina all’ ormone della crescita, agli anticorpi monoclonati. Questi sono soltanto alcuni dei farmaci che si ottengono manipolando i geni.
Uno dei settori che negli ultimi trent’ anni si è imposto come fiore all’ occhiello dell’ industria hi-tech è infatti quello dellebiotecnologie. In linea
di principio questo termine include una moltitudine di tecniche mutuate dallabiologia molecolare e cellulare; in pratica, nell’ accezione più
comune, le biotecnologie finiscono per essere quasi sempre identificate soltanto con le procedure che consentono di manipolare i genoma (il
DNA) di qualsiasi organismo e che vanno sotto il nome di ingegneria genetica.
Nell’ area delle scienze mediche gli sviluppi dell’ ingegneria genetica mirano a ottimizzare le possibilità di prevenzione e di cura delle malattie
con la produzione di farmaci Bioteche la terapia genica. Al momento, a vantare il maggior numero di successi sul piano applicativo è sicuramente
il settore dei farmaci Biotech.
I NUOVI FARMACI DELL’ INGEGNERIA GENETICA PER LA CURA DELLE MALATTIE
Tradizionalmente, i farmaci utilizzati per curare le malattie sono ottenuti grazie a protocolli di sintesi chimica oppure mediante processi di
estrazione di principi attivi generati spontaneamente da piante e da altri organismi. L’ ingegneria genetica ha aperto invece la strada alla
produzione di nuovi farmaci per la cura di alcune malattie.
Normalmente il nostro organismo produce un gran numero di proteine essenziali per la salute: alcune presiedono al controllo e alla regolazione
di processi vitali, altre operano per garantire il regolare svolgimento del metabolismo, altre ancora riconoscono i segnali provenienti dai vari
distretti corporei oppure dall’ ambiente esterno e li trasmettono alle cellule. Svariate patologie e malattie sono causate proprio dall’ incapacità
dell’ organismo di produrre alcune di queste proteine.
I metodi dell’ ingegneria genetica consentono di isolare i geni umani contenenti le istruzioni per la sintesi delle molecole proteiche. Il loro
trapianto all’ interno di organismi più semplici (batteri o funghi) che possono produrle autonomamente, offre nuove opportunità nella cura di
questo tipo di malattie. In pratica, i microrganismi geneticamente modificati attraverso l’ introduzione di geni umani diventano vere e proprie
fabbriche(dette in gergo tecnico “bioreattori”) di quelle stesse sostanze che negli individui malati sono deficitarie.
Le proteine così ottenute sono disponibili in quantità pressoché illimitata e in tempi estremamente rapidi e, inoltre, corrispondono a quelle
prodotte in condizioni normali dall’ organismo, cosicché non comportano il rischio di reazioni avverse.
LA PRIMA APPLICAZIONE: LA PRODUZIONE DI INSULINA DAL DNA RICOMBINANTE PER LA CURA DEI DIABETICI
La prima applicazione della tecnica del DNA ricombinante alla produzione di farmaci risale alla fine degli anni Settanta quando, con l’
inserimento del gene umano che presiede alla sintesi dell’ insulina all’ interno del genoma di un batterio, si realizzò la produzione di questo
ormone proteico fondamentale per la sopravvivenza, data la sua insostituibile funzione nel regolare il livello degli zuccheri nel sangue. Negli anni
a seguire il processo produttivo è stato perfezionato e ora consente di “fabbricare” (per via batterica) insulina umana di notevole qualità. Tale
risultato è particolarmente rilevante: negli anni Ottanta infatti i pazienti diabetici assumevano insulina estratta da animali domestici (suini), più
costosa e rischiosa perché, non essendo perfettamente identica a quella sintetizzata naturalmente dall’ uomo, poteva scatenare reazioni
allergiche.
LE APPLICAZIONE DELL’ INGEGNERIA GENETICA: DALL’ INSULINA PER LA CURA DEI DIABETICI ALLA CURA DEI TUMORI
La storia della produzione farmaceutica biotech prende avvio dagli anni Settanta e dall’ insulina, il primo farmaco generato da DNA
ricombinante. Oggi le proteine umane che possono essere prodotte sono ormai numerose e anche le procedure per ottenerle si sono
notevolmente affinate. Basti pensare che circa la metà delle nuove molecole proteiche utilizzate a scopo terapeutico sono il risultato dell’
ingegneria genetica e che 200 (delle quali il 40% viene prescritto in oncologia) sono quelle già in commercio.
Tra queste ci sono vari tipi di ormoni, come per esempio l’ ormone della crescita, responsabile dello sviluppo corporeo, e l’ ormone follicolostimolante, regolatore dei principali eventi del ciclo riproduttivo, che sono normalmente prodotti dall’ ipofisi. Altre sostanze di grande
importanza prodotte per via ricombinante sono: l’ interferone che può essere impiegato nella cura della leucemia e di alcune malattie epatiche;
le interleuchineusate come coadiuvanti nelle terapie antitumorali; i fattori di stimolo delle colonie di granulociti, anche questi di grande aiuto nei
soggetti malati di tumore; l’ eritropoietina, fondamentale per fronteggiare l’ anemia; i fattori della coagulazione, essenziali per i malati
di emofilia; la dienneasi (DNAsi) attiva contro la fibrosi cistica; gli anticorpi monoclonali efficaci in oncologia e in altri contesti clinici.
Sono inoltre tantissimi i farmaci ricombinanti attualmente in fase di studio in ingegneria genetica.
VACCINO CONTRO EPATITE B, PERTOSSE E AIDS
Il primo vaccino ricombinante risale alla metà degli anni Ottanta, dopo che un frammento del DNA del virus responsabile dell’ epatite B venne
inserito nel genoma del comunissimo lievito di birra.
A questo vaccino ne sono seguiti altri ugualmente efficaci, come quello per la pertosse. Da anni, inoltre, è in progetto un vaccino ricombinante
contro l’ AIDS. Di recente alcuni scienziati americani hanno individuato una regione del DNA umano che determina la resistenza all’ infezione da
HIV e appare quindi promettente per la messa a punto di un vaccino efficace.
I DUBBI SUI FARMACI BIOTECH
Come sempre accade nel caso di innovazioni tecnologiche che intervengono sui processi
biologici, accanto ai buoni risultati e alle grandi speranze sussistono alcune perplessità. In merito ai farmaci biotech, diversi farmacologi
esprimono oggi un certo scetticismo, sollevando dubbi circa il fatto che possano davvero considerarsi privi di effetti negativi sulla salute dei
pazienti e del tutto equivalenti alle sostanze originali. Ancora più problematica e dibattuta, sia per gli aspetti tecnici sia per gli aspetti etici, è la
produzione di sostanze farmacologiche attraverso la modificazione genetica di animali e piante, attualmente praticata in via sperimentale. Le
riserve in merito riguardano la complessità di questi organismi, che può comportare una maggiore imprevedibilità dei risultati, i quesiti
concernenti il benessere degli animali coinvolti e l’ impossibilità di mantenere le procedure produttive confinate in laboratorio (come invece
avviene con i batteri) per evitare la dispersione accidentale di materiale genetico.
Le malattie che possono essere trattate con l’ingegneria genetica:
Distrofia muscolare: La distrofia muscolare è una malattia neuromuscolare degenerativa che causa un'atrofia progressiva della muscolatura
scheletrica. La distrofia muscolare è una malattia genetica ereditaria ed è una malattia rara che colpisce circa l'1% della popolazione affetta da
malattie neuromuscolari. La distrofia muscolare si presenta prevalentemente in due forme:
o
Distrofia muscolare di Duchenne. La distrofia muscolare è dovuta alla mutazione di un gene DMD nel cromosoma sessuale X. Il gene DMD
codifica la proteina distrofina la cui assenza causa la distrofia muscolare.
o
Distrofia muscolare di Becker. La distrofia muscolare di Becker si presenta in modo simile e per le stesse cause ma è più lieve rispetto alla
distrofia di Duchenne.
La distrofia muscolare colpisce in particolar modo le persone giovani. La malattia si presenta con progressiva debolezza dei muscoli volontari fino
a degenerare nella totale immobilità.
Fibrosi cistica: E' la più comune delle malattie genetiche gravi. Nel mondo ne sono colpite circa 100.000 persone.
Emofilia: L'emofilia è un gruppo di patologie del sangue che comprende l'emofilia A(la forma più diffusa), l'emofilia B e l'emofilia C (la meno
grave). Sono disfunzioni nella sintesi di proteine del sangue coinvolte nel processo di coagulazione. L'emofilico soffrirà perciò di emorragie
spontanee, mentre quelle provocate da traumi che in un soggetto normale non avrebbero conseguenze particolari potranno dare seguito a
patologie più gravi.
Emofilia A
Si tratta della forma più diffusa di emofilia: colpisce un individuo ogni 10.000. È caratterizzata da una carenza nella sintesi della subunità C del
fattore VIII del sangue, una componente proteica che svolge un'importante azione nel processo di coagulazione. Questa patologia colpisce
esclusivamente i maschi e si trasmette per via ereditaria. In particolare, dal momento che il gene preposto alla sintesi del fattore VIII si trova nel
cromosoma X, la trasmissione per via ereditaria avviene dalla madre, che sarà portatrice sana, al figlio maschio. I figli maschi, a loro volta,
trasmetteranno la patologia alle figlie, che saranno portatrici sane, ma non ai figli. In ogni caso bisogna tenere presente che questa patologia può
insorgere nella donna (sempre come portatrice sana) anche non a causa di trasmissione ereditaria, ma per la mutazione di un cromosoma X
(questo si verifica in una notevole percentuale di casi, circa il 30%). Alterando la capacità di coagulazione del sangue, l'emofilia provoca
emorragie spontanee e aggrava il rischio in presenza di emorragie provocate da traumi o da altre cause. Inoltre, dal momento che la subunità C
del fattore VIII è coinvolta nell'emostasi secondaria, l'emorragia può presentarsi in un momento successivo alla lesione: dapprima la perdita di
sangue si arresta per la formazione regolare del tappo emostatico, ma in una seconda fase la carenza del coagulo fibrinico impedisce l'arresto
dell'emorragia. I casi più gravi sono quelli legati alle emorragie cerebrali, mentre quelle articolari possono portare nell'emofilico al blocco
dell'articolazione interessata, fino alla rigidità permanente. La diagnosi consente di evidenziare la presenza di questa patologia (test di emostasi,
conteggio delle piastrine, tempo di sanguinamento, dosaggio dei fattori della coagulazione). La terapia è incentrata sull'assunzione da parte del
paziente di preparazioni concentrate di fattore VIII. Queste preparazioni sono ottenute grazie ai donatori, fatto che nel recente passato ha
provocato una notevole diffusione di infezioni come l'epatite virale e l'Aids fra gli emofilici. Oggi, l'aumento dei controlli e il miglioramento delle
procedure di raccolta e trattamento del sangue hanno consentito la drastica riduzione di questo tipo di rischio.
Emofilia B
La carenza nella sintesi del fattore IX contraddistingue l'emofilia B. Anche questa, come la A, si trasmette per via ereditaria in relazione al
cromosoma X e colpisce solo individui di sesso maschile. È meno diffusa della A: colpisce circa un individuo su 100.000. Anche in questo caso
siamo in presenza di emorragie e la terapia avviene per assunzione del fattore IX di cui l'emofilico è carente.
Emofilia C
È un termine improprio, con cui si indica una patologia caratterizzata da carenza nella sintesi del fattore XI. In questo caso la trasmissione
ereditaria è di tipo autosomico, perciò possono risultare malati gli individui di entrambi i sessi. Il quadro emorragico è meno grave rispetto
all'emofilia A e B. La terapia consiste nell'assunzione di fattore XI.
Cancro: Proliferazione incontrollata delle cellule che distrugge ed invade i tessuti circostanti, va in metastasi e può evolvere verso la morte se
non viene trattata. Le cellule cancerose di solito presentano delle anomalie per quanto riguarda la struttura, la forma, il colore ed il numero
di cromosomi. Iltessuto invaso dal cancro si presenta di solito come tessuto noto, ma più spesso ha una struttura anomala, è indifferenziato ed
ha una crescita casuale. Le forme di cancro più specifiche sono i carcinomi ed i sarcomi.
Infezioni: Fenomeno che consiste nella invasione di un organismo da parte di microrganismi parassiti (protozoi, batteri, virus, funghi, ecc.) i quali,
penetrati attraverso vie e con modalità variabili, vi si moltiplicano e possono aggredirne le diverse strutture. Questo stesso fenomeno, quando è
provocato da organismi pluricellulari (come vermi, artropodi ecc.) viene invece definito infestazione
Malattie cardiovascolari: Le malattie cardiovascolari interessano il cuore e i vasi sanguigni adiacenti e possono assumere varie forme:
ipertensione, coronaropatie, disfunzioni cardiache e infarto. Le malattie cardiovascolari rappresentano la principale causa di morte nell'Unione
europea e sono all'origine del 40% circa dei decessi, per un totale di 2 milioni all'anno.
Ischemie: Il termine “ischemia” si riferisce a quella particolare condizione per cui l’apporto di sangue agli organi interni del corpo umano è
ridotto o assente. Il mancato afflusso della giusta quantità di sangue danneggia gli organi e i tessuti, riducendone la funzionalità.
I tessuti più colpiti sono quelli del cervello, del cuore, dei reni, dei polmoni, del midollo e talvolta anche dell’intestino.