Dossier

La terapia genica

In generale: l'idea e il metodo

Nella definizione di terapia genica è implicita la possibilità di utilizzare diverse strategie molecolari.

In particolare si può pensare sia all'inserimento di geni umani clonati sia di segmenti genici che possono derivare da altri genomi o venire direttamente sintetizzati in laboratorio. Normalmente in terapia genica, il trasferimento di geni è studiato per modificare geneticamente esclusivamente le cellule patologiche, 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.

Inoltre il materiale genetico può venire trasferito direttamente nelle cellule nel corpo di un paziente (terapia genica in-vivo) oppure può essere trasferito nelle cellule precedentemente prelevate dal paziente e solo in seguito reintrodotte nel paziente stesso (terapia genica ex-vivo).

Poiché le basi molecolari responsabili delle diverse malattie possono essere tra loro molto differenti, la terapia genica è particolarmente adatta a certi tipi di patologia tra i quali:

- le malattie infettive (causate dall'infezione di un singolo agente patogeno sia virale sia batterico)

- i tumori (causati dall'errata prosecuzione della divisione e della proliferazione cellulare a seguito dell'attivazione di un oncogene o dell'inattivazione di un oncosoppressore)

- le malattie ereditarie (dovute a deficienze genetiche di un singolo prodotto genico o dall'errata espressione di un gene)

- le malattie del sistema immunitario (che comprendono soprattutto le allergie, le infiammazioni e le malattie autoimmuni)

Come si nota dai dati presentati dal biologo molecolare Inder M. Verma, un bambino su cento nasce con una malattia genetica grave che in genere si manifesta durante l'infanzia e che il più delle volte causa anomalie fisiche o mentali con sofferenza e morte precoce del soggetto. Poiché per la maggior parte delle oltre 400 malattie ereditarie sinora note purtroppo non si conoscono ancora terapie efficaci, non meraviglia che, dai primi sviluppi dell'ingegneria genetica, la ricerca medica si sia impegnata nel trovare una cura per le malattie genetiche mediante il reimpianto di geni "buoni" capaci di funzionare nelle cellule difettose in modo da correggere il difetto dell'organismo.

L'idea della terapia genica è nata verso la fine degli anni '70 quando per la prima volta è stato clonato un gene. Il primo gene clonato era quello codificante per la b-globina, una proteina che da sola costituisce circa il 97% del globulo rosso maturo e che se viene espressa in modo errato o in quantità ridotta causa la talassemia. La possibilità di intervenire su questo gene in modo da ottenere globuli rossi sani e quindi non più talassemici ha dato il via ai primi numerosi tentativi di terapia genica. Purtroppo senza considerare che il globulo rosso è un tipo cellulare particolarmente inadatto ad una terapia genica. Infatti, poiché il globulo rosso adulto non ha il nucleo, non è in grado di tradurre il DNA del gene sano in una proteina sana per cui per curare la talassemia occorre trasfettare il gene della b-globina nelle cellule progenitrici del globulo rosso che sono però numericamente pochi e difficili da isolare. Inoltre l'emogobina è una proteina espressa in modo strutturale dal globulo rosso e per correggere la talassemia occorre raggiungere altissimi livelli di espressione del gene inserito.

La principale motivazione per sviluppare la terapia genica consiste proprio nella necessità di curare malattie per le quali non si conoscono ancora terapie efficaci.

Una volta caratterizzato il gene che determina una malattia, si possono usare strumenti genetico-molecolari che ne permettano il clonaggio, il trasferimento all'interno del nucleo di cellule riceventi dette anche cellule bersaglio e quindi l'espressione in queste cellule della molecola per cui il gene codifica.

Perché gli esperimenti di terapia genica possano avere successo e cioè siano in grado di riparare in modo definitivo il difetto cellulare senza che il paziente debba sottoporsi contemporaneamente ad altri trattamenti o a trattamenti ripetuti, è necessario approfondire le conoscenze bio-molecolari e acquisire strumenti e tecnologie che consentano di:

- ottenere una quantità notevole del gene normale da impiantare e comprenderne bene i meccanismi cellulari che ne regolano l'espressione

- mettere a punto un metodo efficiente per introdurre i geni desiderati nei cromosomi delle cellule bersaglio in modo tale che una volta integrati essi siano stabilmente espressi

- costruire o conoscere vettori capaci di trasportare i geni di ricambio solo nelle cellule dove è necessario senza intaccare gli altri tessuti

- poter introdurre i geni di ricambio in una proporzione significativa di cellule bersaglio: in modo da garantire un efficacia medica significativa

- realizzare questi interventi in utero o durante i primissimi mesi dopo la nascita di un individuo ovvero prima che la malattia porti all'organismo dei danni che spesso sono irreparabili

I primi esperimenti sono stati condotti agli inizi degli anni '90 ed erano esperimenti di gene-marking nei quali si provava a vedere se si poteva inserire un gene esogeno nelle cellule ex-vivo studiando quante cellule erano effettivamente in grado di integrare il costrutto, quanto questo veniva espresso e per quanto tempo.

Suggerimenti