Terapia genica, Tecnologie per terapia genica e cellulare

Terapia genica

La terapia genica è una disciplina che si basa sull'introduzione di un transgene (gene ingegnerizzato tramite vettore) all'interno di una cellula bersaglio per correggere un errore innato del metabolismo (per malattie monogeniche di tipo ereditario tramite aggiunta di wild-type), per fornire una nuova funzione cellulare o per neutralizzare un prodotto espresso dalla cellula.

La terapia cellulare si avvale dell'uso di cellule come le staminali embrionali e adulte. In questo tipo di terapia, le cellule sono trattate e modificate in vitro. Quando si potenzia una funzione cellulare tramite terapia genica, si parla di terapia additiva; quando si neutralizza un prodotto espresso dalla cellula tramite terapia genica, si parla di terapia ablativa.

Terapia genica nelle cellule germinali e somatiche

Con l'utilizzo della terapia genica di cellule germinali si ha un intervento diretto al patrimonio genetico delle cellule germinali dell'individuo, quindi le modificazioni possono essere trasmesse alla progenie. Questo tipo di terapia genica non sarà approvato nel futuro.

Con l'utilizzo della terapia genica di cellule somatiche vengono introdotti geni funzionanti in cellule somatiche che ne contengono una versione difettosa ossia non funzionale. Gli effetti di questa terapia restano limitati alla persona che sta ricevendo il trattamento e non verranno trasmessi ai discendenti. Gli sforzi più intensi in questo tipo di terapia si sono incentrati sulla correzione di condizioni causate da mutazioni di singoli geni come fibrosi cistica, talassemia, emofilia. Attualmente, la terapia genica cura malattie multifattoriali come il Parkinson e il cancro, dove si deve correggere non solo un gene ma anche altri elementi.

Applicazioni e tecnologie della terapia genica

La terapia genica comporta una complessa serie di applicazioni basata su nuove tecnologie. Per la costruzione di un vettore funzionante bisogna infatti avvalersi di:

• Biologia molecolare: per la costruzione, il clonaggio e la ricombinazione
• Biologia cellulare: per l’infezione delle cellule con il virus
• Farmacologia: per la comprensione degli effetti di un'infezione sulle cellule
• Inoltre, sono comunque compresi la clinica medica e l’interazione con il paziente.

Un vettore, per essere funzionante, deve entrare selettivamente nelle cellule cancerogene. Per poter fare terapia genica bisogna avere una completa conoscenza del meccanismo con cui il gene difettoso produce i propri effetti sul paziente, quindi bisogna avere la capacità di sostituirlo con un gene che funzioni normalmente.

Cenni storici

Nel 1970, il primo tentativo di terapia genica da parte di S. Rogers che trattò pazienti affetti da deficit dell'arginasi con il papilloma virus di Shape (venne usato il virus di coniglio, il virus esprime arginasi): nonostante fu un'intuizione geniale, non ebbe successo.

Nel 1980, l'ematologo Cline trattò cellule midollari di pazienti talassemici con DNA-ricombinante che esprimeva il gene della β-globulina. Questo tipo di terapia fu ex-vivo, le cellule venivano espiantate dal paziente malato, trattate e reimpiantate nel paziente stesso. Gli esperimenti di Cline furono non-autorizzati quindi non lavorò negli Stati Uniti ma ad Israele ed in Italia. L’effetto ottenuto non era duraturo.

Nel 1989, Rosemberg trattò pazienti malati terminali di cancro con linfociti TIL (tumor infiltrating lymphocytes) trattati con il gene che codificava per la neomicina (un antibiotico). Si tratta di DNA ricombinante. Se viene marcata una cellula tumorale, si potrà seguire il suo spostamento in modo selettivo.

Nel 1990, Blaise ed Anderson usarono un vettore retrovirale ca...