Abstract Gambari

Nuovi scenari nella diagnostica e terapia della beta-talassemia
Roberto Gambari, Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare, Via Fossato di
Mortara 74, 44121 Ferrara, Italy
La beta-talassemia è una malattia genetica causata da un malfunzionamento del gene per la beta-globina,
che determina l'assenza o la bassa produzione di un’emoglobina adulta e un ridotto apporto di ossigeno ai
tessuti. Attualmente, la talassemia è essenzialmente curata attraverso trasfusioni di sangue e terapia
chelante; in alcuni casi, peraltro rari, si può eseguire il trapianto di midollo. Dal punto di vista del mercato, la
beta-talassemia riveste un interesse economico notevole, con i suoi 300.000 talassemici nel mondo e i 7.000
presenti in Italia, e i pesanti costi per il sistema sanitario nazionale. Va fatto notare che, nei paesi
industrializzati e all'avanguardia nel campo della terapia della talassemia, i malati di talassemia major
possono raggiungere con facilità i 35/40 anni di età, anche se la qualità della stessa è condizionata
pesantemente dalle continue trasfusioni di sangue e dalla terapia chelante. Per questi motivi da molti anni si
è pensato di sviluppare terapie alternative che migliorino la qualità di vita dei pazienti.
Finalità generali della strategia terapeutica basata su induttori di HbF. Recentemente, una nuova
strategia terapeutica (induzione nell’adulto di emoglobina fetale, HbF) è stata ipotizzata per il trattamento
della beta-talassemia e dell’anemia falciforme (SCA), per le quali le trasfusioni di sangue rappresentano
l’attuale terapia convenzionale. L’utilità dell’induzione di HbF è basata sull’osservazione che la coesistenza
del fenotipo “persistenza ereditaria dell’emoglobina fetale” (HPFH) in pazienti con beta-talassemia riduce la
gravità dei parametri clinici della patologia. D’altra parte, è stabilito che l’incremento di globina gamma
comporta una riduzione dello sbilanciamento tra catene globiniche alfa e non-alfa, con conseguente riduzione
dell’emolisi.
Terapia genica e nuove frontiere. Recentemente, in base a nuove acquisizioni nel campo dello studio della
regolazione dei geni codificanti le globine, nuove strategie terapeutiche sono ipotizzabili: (a) terapia genica;
(b) terapia personalizzata per mutazioni di splicing utilizzando oligonucleotidi o loro analoghi; (c) riattivazione
della traduzione di mRNA per la beta-globina contenenti mutazioni di stop con molecole readthrough; (d)
approccio decoy per inibire silenziatori trascrizionali del gene per la globina gamma.
Nuove strategie diagnostiche. L’avvento di protocolli basati sulla terapia personalizzata rende molto
importante l’acquisizione di nuovi protocolli terapeutici finalizzati non solo alla caratterizzazione delle
mutazioni primarie (ad esempio quelle riguardanti i geni per la globina beta), ma anche all’identificazione di
particolari genotipi/fenotipi che possono condizionare le scelte terapeutiche. Questi interventi non riguardano
solo il paziente adulto e il neonato, ma anche l’embrione/feto (diagnostica prenatale). In questo caso ricerche
su tecniche innovative ad alta sensibilità e applicabili alla diagnostica prenatale non invasiva sono di grande
interesse. In quest’ ambito, insieme al gruppo del Prof. Giuseppe Spoto (Dip. Scienze Chimiche, Università di
Catania) abbiamo per la prima volta dimostrato la possibilità di utilizzare una tecnologia di avanguardia, la
risonanza plasmonica di superficie, combinata con tecniche di analisi di immagine (SPR-Imaging o SPR-I) per
identificare in tempo reale la base molecolare delle beta-talassemia senza ricorrere a procedure complesse,
dispendiose e comportanti sovente problemi di contaminazione (ci riferiamo alla procedura nota come
amplificazione enzimatica del DNA basata sulla reazione di polimerizzazione a catena, PCR). La tecnica si
base sull’utilizzo in SPR-I di sonde a PNA e di nanoparticelle funzionalizzate con oligonucleotidi per
l’amplificazione del segnale. La metodica sviluppata permette di diagnosticare mutazioni puntiformi della
beta-talassemia in modo riproducibile e molto efficiente utilizzando direttamente DNA genomico senza
prevedere PCR. La quantità di DNA genomico sufficiente per questa analisi equivale a quella ottenuta da
200-400 cellule, e questo è compatibile con l’efficienza richiesta per una diagnostica prenatale non invasiva
basata sul semplice prelievo di sangue.
Per approfondimenti: (1) Gambari R. Alternative Options for DNA-based Experimental Therapy of βThalassemia. Expert Opinion on Biological Therapy, in press, 2012; (2) Breda L, Kleinert DA, Casu C, Casula
L, Cartegni L, Fibach E, Mancini I, Giardina PJ, Gambari R, Rivella S. A preclinical approach for gene therapy
of beta-thalassemia. Ann N Y Acad Sci. 2010;1202:134-40. (3) Gambari R. Recent patents on therapeutic
applications of the transcription factor decoy approach. Expert Opin Ther Pat. 2011;21(11):1755-71. doi:
10.1517/13543776.2011.629605. (4) D'Agata R, Breveglieri G, Zanoli L, Borgatti M, Spoto G, Gambari R.
(2011). Direct Detection of Point Mutations in Non-amplified Human Genomic DNA. ANALYTICAL
CHEMISTRY, Vol.83, pp.8711- 8717. (5) Gambari R, Fibach E. Medicinal chemistry of fetal hemoglobin
inducers for treatment of beta-thalassemia. Curr Med Chem 2007;14:199-212.