2. STRATEGIE
La TERAPIA GENICA mira alla correzione di mutazioni
genetiche che determinano patologie mediante:
• SOSTITUZIONE GENICA
• ELIMINAZIONE MIRATA DI CELLULE SPECIFICHE
• INIBIZIONE MIRATA DELLA ESPRESSIONE GENICA
4. PRINCIPALI PATOLOGIE
Patologia Deficit Incidenza Cellule
bersaglio
Adenosina deaminasI Rara Midollo osseo
SCID Linfociti T
Emofilia A e B Fattori VIII o IX 1:10,000 maschi Fegato, musc.
Ipercolesterolemia familiare Recettore per LDL 1:1,000,000 Fegato
Fibrosi cistica Gene CFTR 1:3,000 caucasici Vie resp.
Emoglobinopatie (tal., SCA) Difetti in α- o β-globina Fino a 1:600 Midollo osseo
Enfisema ereditario α1-antitripsina 1:3,500 Polmoni,fegato
Cancro Vari > 1 milione/anno Vari tipi
Malattie neurologiche Parkinson, Alzheimer,SLA 1 milione/anno Neuroni, glia
Malattie infettive AIDS, epatite C 1 milione/anno CellT, MF,feg.
Retinopatia diabetica Epitelio
Malattie dell’occhio Degenerazione maculare 1 milione/anno
retinico
5. STRATEGIE
MODALITÀ DI TRASFERIMENTO GENICO
• IN VIVO
• EX VIVO
METODI PER IL TRASFERIMENTO GENICO
LIPOFEZIONE LIPOSOMI
VETTORI VIRALI RETROVIRUS
ADENOVIRUS
VIRUS ADENO-ASSOCIATI
HERPESVIRUS
METODI FISICI ELETTROPORAZIONE
PARTICLE GUN
APPLICAZIONI
TERAPIA GENICA
MARCATURA GENICA
6. VETTORI VIRALI: I RETROVIRUS
• Genoma: RNA singolo filamento.
• Integrazione casuale nel genoma (mutagenesi inserzionale).
• Difficile produrli in grandi quantità (titolo elevato).
• Successo della terapia dipendente dalla trasduzione delle cellule
staminali.
• Poco immunogeni.
• L’espressione può andare incontro ad attenuazione nonostante la
persistenza del virus nel genoma.
• In assoluto sono i vettori più utilizzati per la terapia genica.
• Possono infettare solo cellule proliferanti
7. VETTORI VIRALI: I LENTIVIRUS
• Genoma a RNA.
• A differenza degli altri retrovirus possono infettare cellule
proliferanti e post-mitotiche.
• Scarsissime reazioni immunologiche.
• Elevata efficienza di trasduzione e persistenza dell’espressione.
• Ottime prospettive per la terapia genica in vivo.
• Integrazione casuale (mutagenesi inserzionale).
8. VETTORI VIRALI: ADENOVIRUS
• Genoma a DNA doppio filamento.
• Possono infettare cellule proliferanti e post-mitotiche.
• Non si integrano, ma vengono mantenuti in forma episomica.
Pertanto non determinano mutagenesi inserzionale, ma sono
necessari trattamenti ripetuti.
• Relativamente facile produrli in grandi quantità (titolo
elevato).
• Forti reazioni immunologiche.
13. 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)
14. STRATEGIE TERAPEUTICHE
SOSTITUZIONE GENICA
Efficace per le patologie caratterizzate da perdita di funzione
totale o parziale di un gene.
15. STRATEGIE TERAPEUTICHE
INIBIZIONE MIRATA DELL’ESPRESSIONE GENICA
siRNA
Strategia utile per le patologie causate dalla presenza di
mutazioni ad effetto dominante o dominante negativo.
24. STATO DELLA
SPERIMENTAZIONE
1. OLTRE IL 70% DEI PROTOCOLLI SONO IN FASE 1 O
2 (VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA)
2. 75% DEI PROTOCOLLI IN FASE 1 NEL 1995 NON
HANNO SUPERATO QUELLA FASE
3.NESSUN PROTOCOLLO HA AL MOMENTO PRODOTTO
RISULTATI DURATURI E RADICALI NELL’UOMO AD
ECCEZIONE DEGLI INTERVENTI RIGUARDANTI LA
S.C.I.D.
25. LO STATO DELL'ARTE
Primo prodotto di terapia genica disponibile in
commercio:
Adenovirus esprimente p53 contro carcinomi
squamo-cellulari di testa e collo, licenziato in Cina
dall’Industria cinese Shenzen SiBiono (2003)
Prodotto simile che sta per essere registrato negli
USA (ora in fase III della sperimentazione clinica
contro carcinomi sqamo-cellulari di testa e collo,
tumori del polmone e della mammella):
Adenovirus per p53, Advexin
Si ritiene che l’Advexin sara’ il primo farmaco di
terapia genica registrato in USA..
26. ADA (ADENOSINE DEAMINASE)
• Catalizza la deaminazione di adenosina e
desossiadenosina in inosina e desossiinosina
• Mutazioni nel gene dell’ADA causano
immunodeficienza (SCID, Severe Combined
Immunodeficiency): virtualmente assente attivita’ di
linfociti B e T
• Cure possibili: trapianto di midollo, somministrazione
di PEG-ADA bovina
28. TRIAL CLINICO PER DEFICIT ADA
L’espressione di ADA persiste a 12 anni dalla prima infusione di cellule
modificate in una delle 2 pazienti trattate:
20% dei linfociti esprimono ancora ADA
La 2a paziente ha invece sviluppato anticorpi
contro componenti del sistema di infezione
(FCS) e ha perso i linfociti trasdotti e
l’espressione di ADA
29. TRIAL CLINICO PER SCID
Gene therapy of Human Severe Combined
Immunodeficiency
(SCID)-XI Disease:
• Trial successivi hanno dimostrato successo nel correggere il difetto
immunitario in 9 pazienti su 10 trattati
• Tuttavia, dopo 3 anni i due pazienti piu’ giovani (1 e 3 mesi al tempo
del trattamento) hanno improvvisamente sviluppato proliferazione
clonale di linfociti T maturi (Science 2003).
• In entrambi i casi, i linfociti aberranti mostravano inserzione del vettore
retrovirale in prossimita’ del promotore del proto-oncogene LMO2:
MUTAGENESI INSERZIONALE!
30. ATTUALI PROBLEMI TECNICI
DELLA TERAPIA GENICA
• Efficienza di trasferimento genico
• Selettività del sistema di trasferimento
• Espressione instabile nel tempo
• Espressione non regolata
• Reazioni del sistema immunitario
• Possibili interferenze con il genoma
(mutagenesi inserzionale)
31. LIMITI DELLA TERAPIA GENICA
• Rischio troppo elevato in presenza di terapie alternative
• Mancanza di efficacia dovuta a problemi tecnici
(inefficiente trasferimento genico, inattivazione del gene
terapeutico)
• Costi elevati
• Alto rischio di effetti indesiderati (espressione non
regolata, mutagenesi inserzionale, passaggio delle
modifiche alla linea germinale)
