Test genetici
I test genetici comprendono l'analisi del DNA di una persona e di solito si effettuano partendo da un campione di sangue. In genere, tali...
Terapia genica
Genetica
Indice del contenuto
Che cos'è una terapia genica?
La terapia genica fa parte dei trattamenti innovativi della medicina moderna e consiste nell’utilizzare i geni come veri e propri farmaci.
In alcuni casi si può inserire materiale genetico (DNA o RNA) all’interno della cellula umana allo scopo di prevenire o di combattere una malattia.
Questi speciali farmaci genetici sono oggi utilizzati in clinica per curare alcune malattie rare causate da problemi in specifici geni, ma sono in fase di studio terapie geniche per la prevenzione o il trattamento di numerose altre patologie, dai tumori alle malattie infettive, dal diabete ad alcune malattie cardiovascolari.
In alcuni casi si può inserire materiale genetico (DNA o RNA) all’interno della cellula umana allo scopo di prevenire o di combattere una malattia.
Questi speciali farmaci genetici sono oggi utilizzati in clinica per curare alcune malattie rare causate da problemi in specifici geni, ma sono in fase di studio terapie geniche per la prevenzione o il trattamento di numerose altre patologie, dai tumori alle malattie infettive, dal diabete ad alcune malattie cardiovascolari.
In quali casi si effettua la terapia genica?
Tra le diverse terapie avanzate e di precisione, la terapia genica è una delle prime ad essere state ideate e ha l’obiettivo di trattare una patologia mirando direttamente alle sue basi genetiche.
Il concetto base di questa strategia terapeutica è di fornire all’organismo una copia corretta del gene difettoso o un altro gene che possa compensarne il malfunzionamento nelle cellule colpite dalla malattia. Il potenziale della terapia genica è di enorme portata poiché potrebbe rappresentare una cura per tutta una serie di gravissime malattie per cui oggi non esistono valide opzioni terapeutiche o che richiedono terapie croniche.
Ad oggi la ricerca nell’ambito della terapia genica spazia dalle malattie genetiche, in particolar modo quelle rare, al cancro, passando per le malattie autoimmuni e le malattie infettive.
Il concetto base di questa strategia terapeutica è di fornire all’organismo una copia corretta del gene difettoso o un altro gene che possa compensarne il malfunzionamento nelle cellule colpite dalla malattia. Il potenziale della terapia genica è di enorme portata poiché potrebbe rappresentare una cura per tutta una serie di gravissime malattie per cui oggi non esistono valide opzioni terapeutiche o che richiedono terapie croniche.
Ad oggi la ricerca nell’ambito della terapia genica spazia dalle malattie genetiche, in particolar modo quelle rare, al cancro, passando per le malattie autoimmuni e le malattie infettive.
Quali sono le tecniche della terapia genica?
Esistono due principali modalità di somministrazione per la terapia genica:
- in vivo: il “gene terapeutico” viene somministrato direttamente nell’organismo del paziente, mediante un’iniezione per via locale (organo bersaglio) o per via sistemica (nella circolazione sanguigna);
- ex vivo: la correzione avviene all’esterno dell’organismo del paziente. Infatti, le cellule bersaglio vengono prelevate dal paziente, modificate geneticamente, e reintrodotte nel paziente stesso.
Esistono anche diverse modalità per trasportare il materiale genetico all’interno della cellula per correggere il difetto genetico, tra cui:
Tecniche di trasferimento non virale
Tecniche di trasferimento non virale
- DNA nudo: è la procedura più lineare e più semplice ed inoltre permette di trasferire costrutti genici di grandi dimensioni. Consiste nell'iniettare il gene terapeutico, legato ad un plasmide, direttamente nella cellula tramite l'utilizzo d'una micropipetta. Lo svantaggio di questa metodica consiste nel fatto che bisogna iniettare il DNA in ogni cellula, una per una. Il rendimento, inoltre, è decisamente basso.
- Liposomi: sono vescicole sferiche la cui parete è composta da un doppio strato fosfolipidico. Usando liposomi cationici è possibile far complessare ad essi il DNA, che a pH neutro presenta carica negativa. Il complesso DNA-liposoma può fondersi con la membrana cellulare ma nella maggior parte dei casi viene internalizzato tramite endocitosi. Successivamente, il DNA viene liberato nel citoplasma, entra nel nucleo e viene espresso. Sfortunatamente questo processo è a bassa efficienza in quanto si è visto che solo lo 0,1% del DNA introdotto viene espresso. Per ovviare a ciò nei liposomi sono state anche inserite proteine ed anticorpi che possano aumentare l'efficacia della procedura minimizzando la degradazione del DNA e facilitando il corretto direzionamento della vescicola.
- Polimeri cationici: polimeri dotati di molteplici cariche positive interagiscono con il DNA, che, come già detto, a pH fisiologico è un polianione, provocandone la condensazione e proteggendolo da aggressivi sia chimici che enzimatici, oltre che da radiazioni ionizzanti. Anche i complessi DNA-policatione vengono internalizzati dalla cellula per endocitosi, e possono essere attivamente indirizzati verso specifiche linee cellulari o tessuti utilizzando anticorpi o altre molecole direzionanti.
- Gene-gun particolari strumenti elettrici o ad alta pressione, dette pistole geniche, che permettono di inviare nella cellula microscopiche particelle d'oro o di tungsteno ricoperte di DNA. Al momento esistono studi su modelli animali ma non sull'uomo.
Tecniche di trasferimento virale
Si basa sull'utilizzo di opportuni virus ricombinanti. I virus, infatti, hanno un'ottima tendenza ad infettare le cellule e ad inserirvi il proprio materiale genetico sia integrandolo nel genoma dell’ospite che sotto forma d'episoma.
Rispetto ai sistemi di trasferimento non virali hanno un'efficienza nettamente maggiore. I virus da impiegare, tuttavia, devono possedere alcune caratteristiche:
Si basa sull'utilizzo di opportuni virus ricombinanti. I virus, infatti, hanno un'ottima tendenza ad infettare le cellule e ad inserirvi il proprio materiale genetico sia integrandolo nel genoma dell’ospite che sotto forma d'episoma.
Rispetto ai sistemi di trasferimento non virali hanno un'efficienza nettamente maggiore. I virus da impiegare, tuttavia, devono possedere alcune caratteristiche:
- Le particelle virali ricombinanti, rispetto al wild-type (tipo selvaggio cioè il virus non ricombinato), devono essere difettive rispetto alla replicazione.
- Il virus non deve possedere alcune qualità non desiderabili (come la produzione di composti tossici o l'attivazione del sistema immunitario).
- Vi dev'essere spazio a sufficienza per il gene terapeutico (vincolo di dimensione).
I virus attualmente utilizzati per produrre vettori per la terapia genica sono:
1. i retrovirus
2. i lentivirus
3. gli adenovirus
4. i virus adeno-associati
5. gli herpes virus
Quali sono i rischi della terapia genetica?
Se la terapia genica rappresenta oggi una speranza concreta per la cura di alcune patologie ad oggi incurabili, non bisogna dimenticare i rischi che questo nuovo modo di trattare i pazienti porta con sé.
Non si possono infatti escludere reazioni anomale del sistema immunitario, che potrebbe riconoscere come un “nemico” la particella virale introdotta nell’ambito della terapia genica e scatenare reazioni anche gravi. C’è inoltre la possibilità che il vettore virale e i geni finiscano per inserirsi nella cellula sbagliata, magari sana, o nella posizione sbagliata causando cambiamenti potenzialmente pericolosi. Tutti questi rischi si riducono sempre di più man mano che gli scienziati perfezionano le tecniche di terapia genica.
Restano però anche questioni etiche legate all’uso della terapia genica, che aumentano di numero quando si include la terapia genica germinale, ovvero effettuata sulle cellule della linea germinale e che quindi introduce modifiche che verranno trasmesse alle successive generazioni.
Di fronte alla terapia genica ci si chiede allora come sia possibile distinguere un uso “buono” da uno “cattivo” della tecnica stessa, oppure chi possa decidere quali tratti genetici sono “normali” e quali no, o ancora se sia giusto che la terapia genica – dati i costi elevati – sia disponibile solo per i più ricchi e se sia possibile utilizzarla anche per modificare aspetti quali intelligenza, altezza o capacità atletica. Nel caso della terapia genica germinale c’è anche il dubbio legato al fatto che il trattamento influenza il destino genetico di individui non ancora nati e che non possono quindi decidere per se stessi.
Non si possono infatti escludere reazioni anomale del sistema immunitario, che potrebbe riconoscere come un “nemico” la particella virale introdotta nell’ambito della terapia genica e scatenare reazioni anche gravi. C’è inoltre la possibilità che il vettore virale e i geni finiscano per inserirsi nella cellula sbagliata, magari sana, o nella posizione sbagliata causando cambiamenti potenzialmente pericolosi. Tutti questi rischi si riducono sempre di più man mano che gli scienziati perfezionano le tecniche di terapia genica.
Restano però anche questioni etiche legate all’uso della terapia genica, che aumentano di numero quando si include la terapia genica germinale, ovvero effettuata sulle cellule della linea germinale e che quindi introduce modifiche che verranno trasmesse alle successive generazioni.
Di fronte alla terapia genica ci si chiede allora come sia possibile distinguere un uso “buono” da uno “cattivo” della tecnica stessa, oppure chi possa decidere quali tratti genetici sono “normali” e quali no, o ancora se sia giusto che la terapia genica – dati i costi elevati – sia disponibile solo per i più ricchi e se sia possibile utilizzarla anche per modificare aspetti quali intelligenza, altezza o capacità atletica. Nel caso della terapia genica germinale c’è anche il dubbio legato al fatto che il trattamento influenza il destino genetico di individui non ancora nati e che non possono quindi decidere per se stessi.