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Terapia Genica

In questa pagina proveremo a definire i contorni della definizione di terapia genica

Cos’è una Terapia Genica

La terapia genica è una tecnologia in virtù della quale viene artificialmente modificato il DNA umano. 

Una terapia genica si basa sull’impiego di geni, tessuti o cellule. I medicinali per terapia genica utilizzano geni ricombinanti per ottenere un effetto terapeutico, diagnostico o per la prevenzione di malattie. I geni ricombinanti andranno incontro o meno ad integrazione nel genoma dell’ospite.

A cosa serve una Terapia Genica

Si utilizza la terapia genica, ad esempio, per supplementare il prodotto derivante da un gene mutato responsabile di una malattia, per inattivare un gene mal-funzionante o per introdurre nuovi geni con lo scopo di contrastare una determinata patologia.L’obiettivo è quello di trattare una patologia mirando direttamente alle sue basi genetiche.

Come funziona

Il concetto base di questa strategia terapeutica è di fornire all’organismo una copia corretta del gene difettoso o un altro gene che possa compensare il malfunzionamento nelle cellule colpite dalla malattia.

La procedura

La procedura consiste nei seguenti punti: 

  1. Prelievo delle cellule staminali ematopoietiche dal midollo osseo (dell’anca) del paziente; 
  2. la copia corretta del gene difettoso che causa la malattia viene introdotta nelle cellule staminali del paziente tramite elementi, che sono detti vettori, composti da virus o altre molecole;
  3. le cellule staminali vengono manipolate in laboratorio con tecniche di ingegneria genetica;
  4. le cellule vengono quindi reintrodotte nel paziente per ripristinare la funzione del gene malato con la conseguente produzione della proteina sana.

I geni vengono somministrati attraverso un vettore, un veicolo utilizzato per fare penetrare il gene all’interno delle cellule target. I vettori possono essere somministrati al paziente direttamente o dopo averli inseriti in cellule espiantate che poi vengono nuovamente somministrate.

Storia della Terapia Genica

La prima notizia sulla Terapia Genica è risalente al 1972 quando su Science fu pubblicato un articolo di Friedmann e Roblin intitolato Gene therapy for human genetic disease? (“terapia genica per le malattie genetiche umane?”), ma già nel 1970 Rogers aveva proposto l’uso di DNA esogeno “buono” per sostituire quello non funzionante e causa di determinate malattie genetiche.

Negli anni ‘80 poi si svilupparono progressivamente le metodiche della biologia molecolare e l’ingegneria genetica, le quali consentirono il sequenziamento e il clonaggio dei geni.

La prima volta della terapia genica

Nel 1990 William French Anderson realizzò con successo la prima terapia genica applicata a un essere umano. una bambina di 5 anni, Ashanti da Silva,  affetta da ADA-SCID. La correzione avviene sui linfociti T e non sulle staminali e permette alla ragazza di ridurre notevolmente il ricorso alla terapia enzimatica, nonché di condurre finalmente una vita normale. Dopo 4 mesi un’altra bambina, Cindy Kisik, riceve lo stesso trattamento; entrambe sono tuttora vive. 

Il primo fallimento

Nel 1999 in Pennsylvania un paziente con una una rara malattia del fegato muore dopo essersi sottoposto a una terapia genica sperimentale. Jesse Gelsinger, questo il suo nome, fu la diciottesima persona ad essere sottoposta alla terapia genica basata su un vettore adenovirale che veicolava il gene OTC “sano” al fegato. 

I pazienti precedentemente coinvolti avevano sperimentato sintomi simili all’influenza, ma lui ebbe una grave reazione avversa. Nel giro di un giorno divenne disorientato e mostrò segni di ittero: un’intensa risposta infiammatoria e un pericoloso disturbo della coagulazione del sangue hanno poi portato ad una insufficienza renale, epatica e polmonare. Quattro giorni dopo aver ricevuto l’iniezione morì, all’età di 18 anni, apparentemente per aver subito una massiccia risposta immunitaria innescata dall’uso del vettore virale per trasportare il gene nelle sue cellule.

Ultimi tempi


Ma è solo negli ultimi anni, con il sequenziamento del genoma e l’avanzare delle biotecnologie, che si sono cominciati a vedere i primi importanti risultati nelle sperimentazioni sull’uomo e le prime terapie geniche autorizzate dall’European Medicines Agency (EMA) in Europa e della Food and Drug Administration (FDA) negli Stati Uniti.

Tipi di Terapia Genica

Esistono due tipologie di terapia genica: quella delle cellule germinali e quella delle cellule somatiche.

Cellule Germinali

La prima si propone di trasfettare le cellule della linea germinale come spermatozoi ed ovociti o le cellule staminali totipotenti dei primissimi stadi dello sviluppo dell’embrione (alla fase di 4-8 cellule), ma attualmente essa non viene messa in pratica sia per ragioni tecniche e, soprattutto, per i grandissimi dilemmi etici che solleva.

Cellule Somatiche

La seconda tipologia, invece, si propone di modificare solamente le cellule somatiche, senza intaccare, quindi, la linea germinale; oggigiorno è la via più studiata e tentata. La terapia genica delle cellule somatiche, a sua volta, viene suddivisa in due gruppi: la terapia genica ex vivo e quella in vivo.

Aree applicazione della Terapia Genica

Gli studi di terapia genica sono effettuati su alcune malattie: 

  • immunodeficienze primarie;
  • malattie neurodegenerative;
  • malattie metaboliche;
  • disturbi legati all’emoglobina;
  • tumori solidi;
  • tumori ematologici;
  • malattie autoimmuni;
  • patologie del sistema neuromuscolare

Alcuni esempi di applicazione sono:

  • ADA-SCID (immunodeficienza combinata da deficit di adenosina deaminasi);
  • leucodistrofia metacromatica;
  • sindrome di Wiskott-Aldrich;
  • l’amaurosi congenita di Leber.
  • beta-talassemia;

Vaccino COVID e Terapia Genica

Il vaccino anti Covid-19 mRNA BNT162b2 (Comirnaty), conosciuto anche come Pfizer-BioNTech, e il Covid-19 Vaccine Moderna mRNA -1273 funzionano in modo diverso rispetto ai vaccini tradizionali: non contengono virus vivi, attenuati o frammenti del rivestimento virale. 

I vaccini attualmente in uso in Italia usano la tecnologia a mRNA (Pfizer-Biontech e Moderna) e quella a vettore virale (Astrazeneca). Nel primo caso il vaccino a Rna favorisce l’immunità fornendo a cellule umane esclusivamente le istruzioni per produrre un frammento del virus, la proteina Spike, che indurrà la produzione di anticorpi specifici verso il virus SARS-CoV-2. Con questi vaccini, quindi, non viene somministrato alcun virus, né vivo né attenuato, e la sola proteina spike non può causare  infezione o malattia. Nel secondo caso si tratta di un vaccino a vettore virale che utilizza una versione modificata dell’adenovirus dello scimpanzé, non più in grado di replicarsi, come vettore DNA  per fornire le istruzioni per sintetizzare nel nucleo delle cellule umane la proteina spike di SARS-CoV-2. Una volta prodotta, la proteina può stimolare una risposta immunitaria specifica, sia anticorpale che cellulare. La tecnologia è la stessa alla base del primo vaccino approvato per Ebola alla fine del 2019.

La proteina Spike

Queste terapie sfruttano molecole di acido ribonucleico messaggero (mRNA) per “insegnare” alle nostre cellule come assemblare la proteina Spike, che è la chiave con cui il Coronavirus SARS-CoV- 2 entra nell’organismo e lo infetta.

La proteina Spike così assemblata viene riconosciuta come estranea dal sistema immunitario che, a sua volta, produce anticorpi neutralizzanti in grado di bloccare il Coronavirus. L’RNA è il materiale genetico che contiene le istruzioni per la sintesi di nuove proteine: in questi vaccini c’è solo l’informazione genetica che serve alla cellula per costruire copie della proteina Spike.

Chi Sono i principali adottatori delle terapie geniche?

Le grandi aziende farmaceutiche alla fine degli anni 2000 sono entrate nel campo dell’mRNA. BioNTech e Moderna sono state rispettivamente fondate nel 2012 e nel 2010. Moderna nel 2015 aveva messo in campo più di un miliardo di dollari per provare a sfruttare l’mRNA.

BioNTech sarà poi l’azienda che collaborerà insieme a Pfizer per la creazione di un vaccino Covid basato su terapia genica mentre Moderna correrà da sola per la creazione della propria versione di vaccino sempre basato su terapia genica.

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