Le terapie geniche mirano a trattare o curare le patologie correggendo i problemi del DNA. Il DNA, compresi i geni specifici, contiene le istruzioni per la produzione di proteine essenziali per la salute. Le mutazioni, o cambiamenti nel DNA, possono portare a proteine che non funzionano correttamente o che mancano del tutto. Queste mutazioni possono causare disturbi genetici, o ereditari, come la fibrosi cistica, la talassemia, l’emofilia e la malattia falciforme.

Che cosa è la Terapia Genica

Le terapie genetiche sono approcci che trattano le malattie genetiche fornendo nuovo DNA a determinate cellule o correggendo il DNA. Gli approcci di trasferimento genico, chiamati anche aggiunta di geni, ripristinano la funzione mancante di un gene difettoso o mancante aggiungendo un nuovo gene alle cellule colpite. Il nuovo gene può essere una versione normale del gene difettoso o un gene diverso che aggira il problema e migliora il funzionamento della cellula.

L’editing del genoma è un approccio più recente che consente una correzione precisa o altre modifiche mirate al DNA delle cellule per ripristinarne la funzione. L’editing del genoma può:

• rimuovere un tratto di DNA che causa una malattia
• spegnere un gene per evitare che produca una proteina dannosa
• Attivare un gene o istruire una cellula a produrre una quantità maggiore di una proteina necessaria.

Cosa sono i geni?

I geni contengono le informazioni che determinano i nostri tratti, ovvero le caratteristiche che ereditiamo dai nostri genitori, come il colore degli occhi, l’altezza, il colore e la consistenza dei capelli. Determinano anche aspetti come il fatto che i bambini siano maschi o femmine, la quantità di ossigeno che il sangue può trasportare e la probabilità di contrarre alcune malattie.

Gli scienziati ritengono che ogni essere umano abbia circa 20.000-25.000 geni. Se anche uno solo di questi geni manca o è cambiato (mutato), può causare una malattia. A volte una mutazione è ereditaria, come i capelli ricci o gli occhi marroni. Altre volte si verifica senza una ragione nota, senza che sia stata trasmessa da un genitore.

Correggere un gene mutato

I trattamenti di trasferimento genico o di editing del genoma possono modificare direttamente le cellule del vostro corpo, oppure le vostre cellule possono essere raccolte e trattate al di fuori del vostro corpo e poi restituite a voi. Ad esempio, il medico può prelevare dal corpo cellule del sistema immunitario, che fanno parte del sistema di difesa naturale dell’organismo, o cellule del midollo osseo, modificarne il DNA e poi reintrodurle nel corpo.

Le uniche terapie geniche attualmente approvate riguardano una rara malattia ereditaria degli occhi e alcuni tipi di cancro. Le terapie genetiche in fase di sviluppo potrebbero trattare o curare altri disturbi ereditari, altri tipi di cancro o infezioni, tra cui l’HIV.

Tipi

Le terapie geniche possono utilizzare approcci di trasferimento genico o di editing del genoma per modificare il DNA nelle cellule di un paziente al fine di trattare una condizione.

Trasferimento genico

Il trasferimento genico introduce un gene aggiuntivo in cellule specifiche. Questo gene può rimanere come pezzo aggiuntivo di DNA nella cellula o essere inserito nei cromosomi della cellula stessa per diventare parte del suo DNA.

Un pacchetto molecolare, chiamato vettore, trasporta il gene nel nucleo della cellula, la parte centrale della cellula dove il DNA è impacchettato nei cromosomi. I vettori vengono creati in laboratorio, spesso a partire da virus modificati per eliminare i geni virali che causano la malattia e per trasportare un gene terapeutico.

Una volta che il gene si trova all’interno del nucleo, la cellula inizia a produrre le proteine critiche necessarie per il suo corretto funzionamento. Le nuove proteine sostituiscono quelle mancanti o difettose e sono destinate a migliorare la salute delle persone che ricevono terapie genetiche.

Editing del genoma

L’editing del genoma introduce nelle cellule componenti che lavorano insieme. Un componente è una proteina che taglia il DNA, simile a un paio di forbici molecolari. Un altro componente è una molecola guida che può aderire al DNA in siti specifici. Quando la molecola guida si attacca a un’area di DNA difettoso, la proteina forbice si attacca alla molecola guida e taglia il DNA difettoso.

Dopo che il DNA bersaglio è stato tagliato, possono accadere diverse cose. La cellula può lasciare un vuoto, riportare il DNA al suo stato originale o riempire questo vuoto con il DNA corretto. La cellula può riempire il DNA corretto se dispone di un DNA modello che la indirizzi a ricostruire una versione più sana del DNA rimosso. Pertanto, a volte viene introdotto un piccolo pezzo di DNA modello come terzo componente. Questo DNA è una versione corretta del DNA difettoso e viene utilizzato per ricostruire correttamente il DNA dopo l’apertura.

Cosa succede durante la terapia genetica?

Le terapie genetiche sono ancora nelle prime fasi della ricerca, dello sviluppo e degli studi clinici, ma i ricercatori sanno già molto su come potrebbero funzionare come trattamento. Per esempio, se in futuro parteciperete a uno studio clinico o riceverete una terapia genetica, il trattamento potrà avvenire in due modi. Le vostre cellule possono essere modificate direttamente all’interno del vostro corpo, oppure possono essere raccolte e modificate al di fuori del vostro corpo e poi restituite. Il metodo può dipendere dalla vostra condizione e dall’organo o dai tipi di cellule del vostro corpo che devono essere trattati.

Trattamenti

Condizioni del sangue e immunitarie

Se avete una malattia del sangue o del sistema immunitario, il medico può prelevare il sangue dalle vene o il midollo osseo dall’osso dell’anca per modificarlo in laboratorio con una terapia genetica. Il sangue e il midollo osseo contengono cellule staminali ematopoietiche, che producono altre cellule chiave che costituiscono il sangue e il sistema immunitario.

In laboratorio, gli scienziati possono utilizzare il trasferimento di geni o l’editing del genoma per modificare il campione di cellule staminali fornito dal paziente. Le cellule modificate vengono reintrodotte nel corpo attraverso una linea endovenosa (IV) in uno dei vasi sanguigni. Questa procedura è chiamata terapia cellulare o trapianto di sangue e midollo osseo. Le cellule staminali ematopoietiche modificate produrranno sangue sano o cellule immunitarie.

Le terapie geniche per la malattia falciforme sono un esempio di come si sta sviluppando questo approccio. Attualmente, un trapianto di sangue e midollo osseo di cellule staminali provenienti da un parente o da un donatore non consanguineo ben assortito può curare la malattia falciforme, ma molti pazienti non hanno a disposizione un donatore ben assortito.

Le terapie genetiche che modificano le cellule staminali ematopoietiche di una persona possono fornire una cura alle persone che non hanno un donatore compatibile. Le cellule staminali ematopoietiche modificate possono essere iniettate nel sangue, quindi le cellule viaggiano nel flusso sanguigno fino agli spazi del midollo osseo. Una volta all’interno del midollo osseo, le cellule possono produrre globuli rossi sani e non falciformi. Guardate il video qui sotto per saperne di più su come l’editing del genoma viene testato per la malattia della falce.

Trattamenti per organi o tessuti

A volte, le terapie geniche sono necessarie per modificare le cellule che non possono essere facilmente rimosse dal paziente per essere trattate in laboratorio. I ricercatori stanno ancora lavorando su come somministrare la terapia genetica per queste condizioni. I metodi allo studio includono l’infusione endovenosa nel flusso sanguigno, l’iniezione diretta in un organo e altri modi per somministrare direttamente la terapia nei tessuti interessati.

Una condizione che potrebbe essere trattata in questo modo è l’emofilia B. L’emofilia è causata da un gene difettoso che impedisce la produzione di una proteina necessaria per coagulare il sangue dopo una lesione. La terapia genica che si sta sviluppando per l’emofilia B prevede l’infusione nel sangue di un vettore che trasporta il gene del normale fattore di coagulazione. Il vettore raggiunge quindi le cellule epatiche per produrre il fattore di coagulazione necessario per una migliore salute.

Benefici della Terapia Genica

In futuro, le terapie genetiche potranno essere utilizzate per prevenire, trattare o curare alcune patologie ereditarie, come la fibrosi cistica, il deficit di alfa-1 antitripsina, l’emofilia, la beta-talassemia e la malattia falciforme. Possono anche essere utilizzate per trattare tumori o infezioni, tra cui l’HIV.

Le terapie geniche attualmente approvate, negli USA dalla FDA sono disponibili per le persone affette da amaurosi congenita di Leber, una rara condizione ereditaria che porta alla cecità. La terapia con cellule T CARLink esterno è approvata dalla FDA per le persone affette da tumori del sangue, come la leucemia linfoblastica acuta (ALL)link esterno e il linfoma diffuso a grandi cellule B.

La terapia genica in italia

In Italia, la terapia genica è una tecnologia medica relativamente nuova che prevede l’introduzione di materiale genetico in un paziente per correggere o sostituire un gene difettoso o mancante. In Italia, la terapia genica è stata utilizzata in alcuni studi clinici per il trattamento di malattie rare e genetiche come la sindrome di Wiskott-Aldrich, la malattia di Huntington e la talassemia.

Uno dei primi studi clinici di terapia genica in Italia è stato condotto nel 2006 dal professor Luigi Naldini dell’Istituto San Raffaele di Milano per il trattamento della malattia di ADA-SCID, una malattia genetica rara del sistema immunitario. In questo studio, i pazienti sono stati trattati con un vettore virale modificato che conteneva una copia funzionante del gene mancante. I risultati sono stati molto promettenti, con un’efficacia a lungo termine nella correzione del difetto genetico.

Dal 2006, sono stati effettuati anche altri studi clinici di terapia genica in Italia, come quello per la talassemia, una malattia genetica del sangue che causa anemia grave. In questo studio, i pazienti sono stati trattati con un vettore virale modificato che ha inserito una copia funzionante del gene difettoso, migliorando significativamente i livelli di emoglobina e riducendo la necessità di trasfusioni di sangue.

Tuttavia, la terapia genica in Italia e nel resto del mondo è ancora in fase di sperimentazione e sviluppo, e non tutte le malattie genetiche possono essere trattate con questa tecnologia. Inoltre, ci sono anche alcune preoccupazioni riguardo alla sicurezza e all’efficacia della terapia genica, e sono necessari ulteriori studi clinici per comprendere appieno i suoi potenziali benefici e rischi.

La terapia genica rappresenta una nuova frontiera della medicina personalizzata e offre la possibilità di curare malattie genetiche finora incurabili, ma è ancora un campo in evoluzione e con molte incertezze.

Limitazioni della terapia genica in italia

Nonostante i progressi della terapia genica, ci sono ancora alcune limitazioni che devono essere affrontate per garantire che la tecnologia sia sicura ed efficace per tutti i pazienti. Di seguito sono riportate alcune delle principali limitazioni della terapia genica in Italia:

• Difficoltà nella consegna del gene terapeutico: la consegna di un gene terapeutico al tessuto o all’organo target può essere molto complessa e inefficace. In alcuni casi, il gene terapeutico potrebbe non essere in grado di raggiungere il suo bersaglio nel corpo del paziente, riducendo l’efficacia del trattamento.
• Rischi di sicurezza: la terapia genica utilizza virus o altri vettori per consegnare il gene terapeutico. Questi vettori possono essere associati a rischi di sicurezza, come reazioni avverse o attivazione di risposte immunitarie indesiderate.
• Limiti nella selezione dei pazienti: la terapia genica è al momento utilizzata solo per alcune malattie rare e genetiche, il che significa che solo un numero limitato di pazienti potrebbe potenzialmente trarne beneficio. Inoltre, alcuni pazienti potrebbero non essere idonei per la terapia genica a causa di problemi di salute preesistenti.
• Costi elevati: la terapia genica è una tecnologia relativamente costosa, il che potrebbe limitare l’accesso a questa terapia per molti pazienti.
• Lunghe procedure di autorizzazione: la terapia genica deve essere approvata dalle autorità regolatorie prima di poter essere utilizzata sui pazienti. Queste procedure di autorizzazione possono richiedere molto tempo e ritardare l’accesso dei pazienti alla terapia.

La terapia genica in Italia è ancora in fase di sviluppo e sono necessari ulteriori studi per garantire la sua sicurezza ed efficacia. Mentre la tecnologia ha il potenziale per curare alcune malattie genetiche, ci sono ancora molte sfide da affrontare per garantire che la terapia genica possa essere utilizzata in modo sicuro ed efficace per tutti i pazienti.

Il futuro della terapia genica

Il futuro della terapia genica è molto promettente, poiché la tecnologia continua a evolversi e migliorare. Di seguito sono riportate alcune delle principali tendenze che si prevede avranno un impatto sul futuro della terapia genica:

• Miglioramenti nella tecnologia di consegna: i ricercatori stanno sviluppando nuovi vettori per consegnare i geni terapeutici, come nanoparticelle o sistemi di consegna basati su RNA, che potrebbero migliorare l’efficacia e la sicurezza della terapia genica.
• Personalizzazione della terapia: la tecnologia sta avanzando verso la possibilità di personalizzare la terapia genica per il singolo paziente, utilizzando tecniche come la terapia genica esomica, che prevede l’uso di esosomi per consegnare il gene terapeutico.
• Espansione delle applicazioni della terapia genica: la terapia genica sta mostrando potenziale nel trattamento di una vasta gamma di malattie, tra cui malattie cardiovascolari, neurologiche e oncologiche.
• Incremento della sicurezza: i ricercatori stanno sviluppando nuovi approcci per aumentare la sicurezza della terapia genica, come l’utilizzo di tecniche di editing genetico per rimuovere eventuali rischi associati alla terapia.
• Riduzione dei costi: con l’avanzamento della tecnologia, si prevede una riduzione dei costi associati alla terapia genica, rendendola più accessibile ai pazienti.

I rischi della Terapia genica

Le terapie genetiche sono promettenti per il trattamento di molte malattie, ma sono ancora un nuovo approccio al trattamento e possono presentare dei rischi. I rischi potenziali possono includere alcuni tipi di cancro, reazioni allergiche o danni agli organi o ai tessuti in caso di iniezione.

I recenti progressi hanno reso le terapie genetiche molto più sicure. Ci sono stati alcuni studi clinici sull’editing del genoma, ma l’approccio è molto più recente del trasferimento genico. I ricercatori stanno ancora studiando i rischi.

La maggior parte dei governi o instituti privarti, non eseguono né finanziano studi sull’editing del genoma mirato a spermatozoi, ovuli o embrioni negli esseri umani. Queste modifiche verrebbero trasmesse ai figli del paziente e potrebbero avere effetti imprevisti.

Le questioni etiche legate alla terapia genica

Poiché la terapia genica comporta la modifica dei mattoni di base dell’organismo (DNA), essa solleva molti problemi etici. Le questioni etiche che circondano la terapia genica e l’editing del genoma includono:

• Come si possono distinguere gli usi “buoni” e “cattivi” di queste tecnologie?
• Chi decide quali tratti sono normali e quali costituiscono una disabilità o un disturbo?
• I costi elevati della terapia genica la renderanno disponibile solo ai ricchi?
• L’uso diffuso della terapia genica potrebbe rendere la società meno accettante nei confronti delle persone diverse?
• Dovrebbe essere consentito l’uso della terapia genica per migliorare tratti umani fondamentali come l’altezza, l’intelligenza o le capacità atletiche?

La ricerca attuale sul trattamento di terapia genica si è concentrata sulle cellule corporee (somatiche), come quelle del midollo osseo o del sangue. Questo tipo di alterazione genetica non può essere trasmessa ai figli. Tuttavia, la terapia genica potrebbe essere mirata alle cellule uovo e spermatiche (cellule germinali), il che consentirebbe di trasmettere le modifiche genetiche alle generazioni future. Questo approccio è noto come terapia genica germinale.

L’idea di queste alterazioni germinali è controversa. Se da un lato potrebbe evitare che le generazioni future di una famiglia siano affette da una particolare malattia genetica, dall’altro potrebbe influenzare lo sviluppo di un feto in modo inaspettato o avere effetti collaterali a lungo termine non ancora noti. Poiché le persone che verrebbero colpite dalla terapia genica germinale non sono ancora nate, non possono scegliere se sottoporsi al trattamento.