Esplorazione della terapia genica: potenzialità e sfide

Con questo termine si intendono pratiche che utilizzano il trasferimento o la manipolazione di geni per la cura delle malattie. Moltissime malattie sono dovute a cause genetiche, con mutazioni ereditabili che portano alla produzione di proteine difettose. Anche nelle malattie tumorali la causa è un’alterazione a livello genetico ma in questi casi il problema si verifica solo in una parte delle cellule dell’adulto (perciò si tratta di un disordine genetico non ereditabile). L’idea di curare le tare genetiche sfruttando le tecnologie del DNA ricombinante è stata concepita fin dagli anni 70 del secolo scorso. Attualmente, questo tipo di terapia è in fase di sperimentazione. Si possono seguire due diversi approcci, in funzione della patologia e del quadro clinico.

Approcci alla modifica genetica

Nel primo caso, le cellule da modificare vengono prelevate dal paziente e poste in coltura. Qui, esse vengono manipolate geneticamente e fatte riprodurre, dopodiché sono reintrodotte nel paziente.

Nel secondo caso, le modificazioni genetiche sono prodotte in loco, direttamente all’interno del paziente. I tessuti bersaglio vengono trattati in modo da ottenere i cambiamenti desiderati a livello genetico. Sono disponibili varie tecniche per modificare i geni delle cellule: iniettando direttamente il DNA al loro interno o più spesso utilizzando dei virus modificati. Questi trasportano il DNA desiderato all’interno delle cellule e lo integrano nel loro genoma.

Sfide e potenzialità della terapia

Molto spesso la mutazione che causa la malattia impedisce a un gene di produrre una proteina funzionante. Se si riesce a introdurre una copia del gene corretto, la presenza del gene difettoso non impedirà al nuovo di produrre proteine corrette.

A volte invece il gene mutato produce proteine difettose che iniziano a fare qualcosa che non dovrebbero, o impediscono ad altre di funzionare correttamente. Per risolvere il problema diventa necessario inattivare il gene difettoso e sostituirlo con uno corretto.

La terapia genica permetterebbe di risolvere alla base certe malattie. Quando esse sono curate mediante l’uso dei farmaci, questi agiscono sui sintomi. Se invece si riescono a modificare i geni difettosi, le cause della malattia vengono rimosse.

Normalmente, per inserire il DNA nelle cellule sono utilizzati come vettori dei virus modificati. Questi vengono costruiti in modo da perdere la loro capacità infettiva, in particolare eliminando la capacità di riprodursi. Essi invece conservano la capacità di integrare il loro DNA nel genoma della cellula e quindi anche i geni che sono stati inseriti al loro interno. I geni inseriti possono a questo punto funzionare nei tessuti e negli organi bersaglio.

Limitazioni e requisiti della terapia

Ma non tutte le malattie genetiche possono essere trattate con la terapia genica. Quelle più adatte devono presentare le seguenti caratteristiche.

La malattia è causata dall’azione di uno o pochi geni difettosi. Se invece il problema è causato da difetti diffusi in molti geni diventa più difficile poter intervenire.

Chiaramente, deve essere conosciuto il difetto genetico e si deve disporre di un gene corretto.

È necessario conoscere in modo approfondito gli aspetti fisiopatologici della malattia: per esempio quali tessuti sono coinvolti, qual è il ruolo della proteina prodotta dal gene ecc.

Deve essere possibile accedere al tessuto e alle cellule bersaglio, per poter inserire i geni al loro interno.

Per fare un esempio, una delle malattie che potrebbe essere curata è la fibrosi cistica.

Problemi tecnici e rischi

Come il lettore avrà intuito, uno dei problemi maggiori per poter applicare queste tecniche riguarda la capacità di inserire il DNA nelle cellule bersaglio, nella giusta posizione del genoma (gene targeting). A priori non è determinabile con esattezza il luogo in cui si inserirà il DNA esogeno e neanche la quantità di DNA che si andrà a inserire in ogni cellula. Questo può portare a vari effetti indesiderati. I geni possono non funzionare correttamente (per esempio perché inseriti in regioni inattive o perché inattivati da meccanismi di regolazione genica) oppure essi possono inserirsi all’interno di un altro gene e inattivarlo.