terapie genetiche

terapie genetiche

Sostituire geni malati con geni sani

Le terapie genetiche, o geniche, sono biotecnologie utilizzate per correggere geni mutati responsabili di malattie ereditarie. Consistono nell’introduzione di DNA contenente il gene normale nel nucleo di cellule di un organismo ammalato. Il DNA da inserire è trasportato tramite un virus modificato, privo di effetti patologici. La terapia genica può essere gametica, cioè condotta sul nucleo della prima cellula del pre-embrione, oppure somatica, cioè condotta sulle cellule degli organi ammalati

Difetti di fabbricazione

Ogni tanto si legge sul giornale un messaggio rivolto a chi ha recentemente acquistato un nuovo modello di automobile o di un elettrodomestico; questi messaggi avvertono che l’oggetto ha un difetto di fabbricazione e invitano chi lo ha acquistato a riportarlo indietro per farlo riparare: il pezzo sbagliato viene sostituito e, comunque, da quel momento il progetto viene modificato, in modo che i nuovi prodotti funzionino bene.

Anche l’organismo umano, come appunto accade talvolta ai modelli di automobile o di qualche elettrodomestico, può presentare difetti più o meno gravi ‘di fabbricazione’ che chiamiamo malattie genetiche; purtroppo, a differenza di automobili e frullatori, i difetti che riguardano gli esseri umani non possono essere riparati tanto facilmente. La terapia genetica (o genica) è una biotecnologia che cerca appunto di modificare l’informazione sbagliata scritta nel progetto genetico (DNA e RNA) di un essere umano, in modo da eliminare, o almeno mitigare, la malattia che ne consegue.

Intervenire sullo zigote

Il progetto genetico per costruire un essere umano non è scritto da un ingegnere che progetta macchine, ma ha origine nell’utero materno con l’unione del dna contenuto nei gameti, l’uovo della madre e lo spermatozoo del padre. Dopo la fecondazione la cellula uovo diventa la prima cellula del nuovo organismo e si chiama zigote. Se il dna è modificato a causa di una mutazione genetica, si può intervenire sullo zigote per correggere il dna sbagliato. Se avviene la correzione, l’organismo che nasce sarà sano, ma soprattutto saranno sani anche i figli nati dai suoi gameti. Per questo motivo, questo tipo di terapia genetica si chiama gametica.

L’operazione di terapia genica gametica è una biotecnologia molto simile a quella con cui si ottengono gli organismi chiamati transgenici, animali e piante, nei laboratori di tutto il mondo, inclusa l’Italia (ingegneria genetica). All’inizio dello sviluppo lo zigote si divide in due cellule e poi in quattro, fino ad almeno un centinaio di cellule tutte uguali fra loro e ancora senza una funzione precisa (cellule staminali). Questo gruppo di cellule viene definito pre-embrione, mentre si chiama embrione la fase di sviluppo dell’organismo in cui le cellule, divenute molto più numerose, sono ormai capaci di esercitare funzioni diverse. Ogni cellula del pre-embrione, separata dalle altre, è capace di fare ripartire la crescita di un nuovo organismo. Ne consegue che da quelle 100 cellule derivate dalla prima possono avere origine 100 organismi, tutti fra loro geneticamente identici come lo sono i gemelli.

Come si ripara una cellula

La biotecnologia per la ‘riparazione’ genetica di una cellula è simile a quella che si applica per ottenere animali transgenici e prevede alcuni passaggi. L’incontro dei due gameti si fa avvenire in provetta, poi si fa continuare lo sviluppo dello zigote fino ad arrivare a 8 cellule, ancora tutte fra loro identiche, e da queste se ne preleva una. Questa viene esaminata per avere la conferma che il suo dna contiene la mutazione causa della malattia; quindi si preleva un’altra cellula dal pre-embrione di sette cellule e con una microsiringa si inserisce nel suo nucleo un dna corrispondente al gene normale.

Da questa cellula modificata si fa crescere un nuovo pre-embrione fino a 448 cellule e su una di queste si conduce ancora l’esame per verificare la presenza della mutazione; se il gene mutato non si è riparato, si ricomincia. Se invece il gene mutato di quella cellula è divenuto normale, si prende un’altra cellula di questo pre-embrione ormai sano e questa volta la si fa moltiplicare nell’utero materno. Le manovre sopra descritte spesso fanno crescere un embrione difettoso; perciò si tengono di riserva, congelate, le altre cellule del pre-embrione guarito, per poter ripartire da quelle, sperando di riuscire ad avere infine la nascita di un organismo normale.

Dalla descrizione della procedura utilizzata per gli animali transgenici si può facilmente comprendere che la terapia genica a partire dallo zigote non è impossibile, ma è molto rischiosa e moralmente inaccettabile, sulla base di criteri di bioetica fatti propri da tutti i governi del mondo (clonazione).

Sostituire il dna nelle cellule somatiche

Le cellule dei tessuti sono responsabili di tutte le funzioni dell’organismo, a eccezione della riproduzione (riservata alle cellule gametiche), e vengono chiamate somatiche (dal greco sòma «corpo»). In queste cellule, i geni mutati a causa di malattie genetiche producono proteine mal funzionanti o dannose per l’organismo. La terapia genica somatica, meno rischiosa di quella gametica, viene condotta cercando di correggere il dna mutato soltanto nelle cellule degli organi responsabili della malattia.

L’Italia è ai primissimi posti in questa attività di ricerca clinica avanzata. Un esempio permette di comprendere in concreto in che cosa consista questa biotecnologia applicata alla medicina: le persone nelle quali il gene ADA (adenosina deamminasi) è mutato sono affette fin dalla nascita da gravi difetti immunologici. Un gruppo di ricercatori di Milano, guidati da Alessandro Aiuti, si è prefisso il compito di introdurre il gene normale nei globuli bianchi difettosi.

A questo scopo è stato clonato il gene umano normale ADA ed è stato introdotto nel genoma di un virus MLV (Murine leukemia virus, cioè virus che provoca leucemia nel topo), innocuo nell’uomo. Il genoma del virus è stato usato come vettore, cioè come trasportatore di geni. Il nuovo virus ricombinante mantiene pienamente la capacità di infettare i globuli bianchi e introduce così il gene ADA nel DNA di cromosomi umani. A questo punto, da una persona malata fin dalla nascita a causa della mutazione del gene ADA, vengono prelevate le cellule staminali (cioè le cellule progenitrici non differenziate) del sangue; dopo averle fatte crescere brevemente fuori dell’organismo, in coltura, sono trattate con il virus. Una volta verificata la loro piena capacità di crescere e di svilupparsi nei globuli bianchi normali, le cellule staminali trattate sono reintrodotte nel sangue del malato in modo da assicurarsi che venga comunque prodotto il gene normale.

Una cura ancora rischiosa

Ancora oggi la terapia genica, che pure riempie le pagine scientifiche dei quotidiani, non viene utilizzata comunemente negli ospedali, ma solo in istituti di ricerca. Questa cautela nel suo uso è dovuta alla sua complessità (pochi medici sono capaci di praticarla) ma soprattutto perché presenta ancora incertezze.

Perché la terapia genica abbia successo, si devono verificare alcune condizioni: il gene normale deve permanere costantemente nelle cellule trattate con il virus vettore; le cellule staminali introdotte devono continuare a proliferare e svilupparsi nell’organo del malato (sangue, fegato, cervello, a seconda della malattia), rimpiazzando il più possibile la popolazione di cellule difettose; il virus deve mantenersi innocuo e non sviluppare mai capacità patologiche; il gene introdotto non deve inserirsi in un gene normale, bloccandone la funzione. Quest’ultima condizione purtroppo non si è verificata in una sperimentazione condotta in Francia nel 1999: un virus usato come vettore ha prodotto in due bambini in cura una grave forma di leucemia perché il nuovo gene si è inserito in un gene che controlla la riproduzione delle cellule, scatenandone una proliferazione incontrollata che ha portato alla leucemia.

È prevedibile che la terapia genica possa, in un futuro non lontano, rappresentare una cura efficace per alcune gravi malattie genetiche. Però ancora molte difficoltà devono essere superate perché questa cura sia priva di grossi rischi. Certamente, il tipo di virus usato come vettore ha un’importanza fondamentale.