Appunti patologia e terminologia medica

Gene di proteina (proteina precursore di amiloide) su cromosoma 21

Amiloide è una di quelle molecole che tendono ad avere conformazione tridimensionale a beta foglietto piuttosto che ad alfa elica, che è condizione che comporta misfolding di proteina e aggregazione in complessi insolubili, cioè placche di sostanza amiloide, che dal punto di vista istopatologico sono malattia di Alzheimer.

Responsabili di neurodegenerazione alla base di sovraespressione di questo gene è indizio per capire motivo per cui incidenza di forme di malattie di Alzheimer sia aumentata rispetto al normale nell'età giovanile.

Patologia dovuta ad alterazione del DNA mitocondriale. DNA mitocondriale è materiale genetico che si trova nei mitocondri, non nel nucleo. Secondo teoria di evoluzione infatti mitocondri derivano da microrganismi simbionti che si sono integrati all'interno delle cellule, quindi questo DNA è residuo di genoma di questi batteri.

Nel nostro

organismo inoltre sono più presenti cellule di microrganismi rispetto a cellule nostre—> es. microbioma intestinale; vantaggio simbiontico: noi riusciamo a digerire, microrganismi invece ricavano cibo. DNA mitocondriale Il (mtDNA) è molto sensibile all'azione di sostanze mutagene, perché è più semplice, è procariotico. Sensibilità maggiore a sostanze mutagene è dovuto a: • mtDNA, più esposto alle che essendo ancorato alla membrana mitocondriale interna, è conseguenze di un'alterazione, specialmente di tipo ossidativo, di quest'ultima; perossidazione lipidica è danno ossidativo che si propaga facilmente —> mtDNA è soggetto a ossidazione di basi per propagazione di meccanismo di perossidazione lipidica di membrana; • privo di proteine istoniche; mtDNA "nudo" essendo istoni infatti sono caratteristici di eucarioti; proteine stabilizzano il DNA dal punto divista della forma e nel mantenimento di stato redox; • sistemi di riparo meno efficienti del mtDNA rispetto al DNA nucleare; ha SOS repair, non altre forme di riparo; SOS repair non è molto efficiente e non riesce a riparare tutti i danni; come tutti i meccanismi di riparo non può fare a meno del sistema di replicazione del DNA; bassa fedeltà di replicazione; • l'mtDNA ha una struttura superavvolta; la doppia elica dell'mtDNA è più sensibile agli insulti esterni, soprattutto quelli del danno ossidativo; • le difese antiossidanti nei confronti delle specie reattive dell'ossigeno, presenti in situ, sono limitate. L'albumina nel sangue è la principale molecola antiossidante quantitativa; • l'mtDNA codifica per proteine usate all'interno del mitocondrio e che hanno poco a che vedere con l'insorgenza di malattie su base genetica nell'uomo. In realtà, l'unica malattia su base genetica associata all'mtDNA è la sindrome di Leber.geneticadovuta ad alterazione di DNA è miopatia mitocondriale, quindi muscolare che colpisce prevalentemente i muscoli oculari, che fanno muovere gli occhi; è condizione fastidiosa ma compatibile con la vita. Uno degli agenti in grado di danneggiare è farmaco aziotioporina, cioè AZT farmaco dileenzione usato in monoterapia usato in epidemia di AIDS. Tra le varie condizioni a parte immunode cienza a cui i malati di AIDS andavano incontro c'erano anche miopatie iatrogene provocate da AZT, che si usa ancora oggi ma a dosaggi molto più bassi e in cocktail terapuetici, quindi con meno e etti collaterali. Terapia genica Attraverso terapia genica si può introdurre all'interno di una cellula un gene, quindi del DNA codi cante, allo scopo potenziale di correggere una malattia ereditaria, migliorare il genoma, rimediare a un difetto genico, ad esempio brosi cistica, distro a muscolare, emo lia. Recentemente si è sperimentata cura conmeno; si basa su prelievo di cellule dal paziente, modifica genetica in laboratorio e successiva reiniezione delle cellule modificate nel paziente stesso; questo tipo di terapia è utilizzato principalmente per malattie del sangue come leucemie e talassemie. Le biotecnologie di terapia genica offrono grandi potenzialità per il trattamento di malattie genetiche e altre patologie. Tuttavia, ci sono ancora molte sfide da affrontare, come la scelta del vettore più adatto, la consegna efficace del gene terapeutico alle cellule bersaglio e la risposta immunitaria del paziente. Nonostante queste difficoltà, la terapia genica rappresenta una promettente frontiera nella medicina moderna e potrebbe offrire nuove speranze per pazienti affetti da malattie genetiche finora incurabili.

più e meglio; si prelevano cellule da donatore, si mettono in contatto con gene clonato in modo da correggere le cellule, in coltura ampli carle e reiniettarle correttamente nell’organismo.

Vantaggi teorici della terapia genica:

• correzione radicale dei difetti
• possibilità di agire su meccanismi molecolari per i quali risulta estremamente difficile sviluppare farmaci specifici
• vantaggi economici (se fosse permanente eviterebbe la necessità di trattamenti ripetuti)

Attuali problemi della terapia genica:

• efficienza di trasferimento genico
• selettività del sistema di trasferimento
• espressione instabile nel tempo —> trans-gene difficilmente si integra in genoma esistente e persiste per un tempo sufficientemente lungo
• espressione non regolata
• reazioni del sistema immunitario
• possibili interferenze con il genoma (mutagenesi inserzionale), cioè inserzione di DNA nel posto sbagliato
• problemi etici

Soprattutto per terapia genica delle cellule germinali, c'è un ricercatore che ha pensato di fare terapia genica su uno zigote originato da progenitori con una malattia genetica, e poi lo ha reimpiantato dopo correzione genica con metodi di biotecnologia. Questo è stato fatto in Cina, ma il medico è stato condannato perché ha fatto qualcosa di sbagliato anche secondo le leggi cinesi.

Un esperimento storico è stato condotto da Rosenberg sulla immunoterapia adattativa. Si prendono linfociti infiltranti un tumore solido (TIL), si mettono in coltura cellulare, si potenziano inserendo il gene per una citochina come il TNF che attiva i linfociti infiltranti il tumore, ma che non diventano linfociti killer. Queste cellule vengono fatte crescere in un mezzo di coltura che contiene interleuchina 2. Una volta amplificate, i cloni di cellule vengono reintrodotti nel paziente, possibilmente all'interno della massa neoplastica, e si osserva una regressione della massa neoplastica.

ma non sua eliminazione. Oggi, rispetto a immunoterapia adattativa di Rosenberg, riusciamo a fare correzione genetica con sistemi più precisi, ad esempio con CRISPR Cas9, dove si è raggiunta una specificità inserzionale: la proteina Cas9 si attacca a una sequenza di RNA complementare a una sequenza conosciuta, quindi una sequenza di RNA guida sintetizzata da noi e complementare a una sequenza conosciuta. L'RNA si ibridizza con la sequenza complementare e Cas9 taglia in quel punto, permettendo l'inserimento di una sequenza di DNA sintetizzata in laboratorio con caratteristiche precise. Abbiamo scoperto una tecnologia per fare mutagenesi inserzionale precisa. Possiamo tagliare una sequenza di DNA scorretta e inserire una corretta. Si può fare immunoterapia molto più precisa, cioè quella con CAR-T, cellule che derivano da linfociti T raccolti dal paziente, portati in laboratorio dove vengono ingegnerizzati con tecnologia Cas9 per renderli reattivi nei confronti di cellule neoplastiche.

dopo aver subito processo di amplificazione per cui si raccolgono poche cellule CAR-T, si ingegnerizzano, si fanno moltiplicare in terreni di coltura e si reiniettano nel paziente.

giovedì 17 marzo 2022

Patologia genetica

Incremento della dose genica

E' utile per le patologie caratterizzate da perdita di funzione totale o parziale di un gene (ad esempio patologie autosomiche recessive o autosomiche dominanti caratterizzate da aploinsufficienza).

LOSS OF FUNCTION

Inibizione mirata di espressione genica

Si può fare in diversi modi, ma uno è dominante. Strategia utile per le patologie causate dalla presenza di mutazioni ad effetto dominante o gain of function, cioè guadagno di funzione.

Malattia neoplastica: guadagno di funzione è ad esempio la capacità di cellule di crescere in ambiente ostile, cioè con concentrazione di ossigeno insufficiente, e loss of function può essere perdita di inibizione da contatto.

Cioè si duplicano anche se a contatto con cellule circostanti. Strategie possono essere:

• Uso di oligonucleotidi antisenso, cioè frammenti di DNA con sequenza contraria a quella di basiazotate che codifica per un determinato polipeptide;
• Oligonucleotidi formanti triplette hanno funzione inibitrice di espressione genica; campi di acidinucleici sotto forma di DNA;
• Small interfering uso di RNAs, cioè piccoli RNA che interferiscono con mRNA. È campo di medicina molecolare che si occupa di siRNA.

Non-coding RNA

Nel DNA ci sono sequenze che non vengono trascritte. Buona parte del nostro DNA è composta da queste sequenze. Il nostro DNA deriva da milioni di anni di evoluzione. Ci possono essere sequenze che una volta erano trascritte perché codificavano per geni che avevano un'utilità che poi è andata persa -> es. gene che codifica per capacità di emettere amme nei dinosauri a noi non serve più.

lncRNA sono anche sequenze di RNA che non hanno funzione di mRNA: (long non Coding RNA) e (microRNA non codificanti).

Nel meccanismo di trascrizione dell'informazione contenuta nelle basi azotate di triplette di DNA si ha la formazione di mRNA, prima del precursore e poi dell'RNA maturo, che è quello che viene catturato nel citoplasma dai ribosomi e che serve come stampo per il tRNA nella sintesi proteica.

Il miRNA, invece di essere catturato da un ribosoma e servire da vettore di informazione per la sintesi proteica, si accoppia a una proteina particolare, detta proteina RISC, che insieme alla sequenza nucleotidica di mRNA riesce a riconoscere sequenze nucleotidiche specifiche di un mRNA bersaglio. Quindi il miRNA complessato con RISC serve per avere la complementarizzazione di sequenze specifiche di mRNA con sequenze RISC.