Terapia Genica

LA TERAPIA GENICA

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

STRATEGIE IN VIVO EX-VIVO

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

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

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

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).

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.

VETTORI VIRALI: SPECIFICITÀ

LA LIPOFEZIONE

LA TRASFEZIONE

CELLULA PACKAGING

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)

STRATEGIE TERAPEUTICHE SOSTITUZIONE GENICA Efficace per le patologie caratterizzate da perdita di funzione totale o parziale di un gene.

STRATEGIE TERAPEUTICHE INIBIZIONE MIRATA DELL’ESPRESSIONE GENICA siRNA Strategia utile per le patologie causate dalla presenza di mutazioni ad effetto dominante o dominante negativo.

STRATEGIE TERAPEUTICHE UCCISIONE DIRETTA DI CELLULE PATOLOGICHE

STRATEGIE TERAPEUTICHE TERAPIA GENICA “IN SITU”

STRATEGIE TERAPEUTICHE UCCISIONE DI CELLULE PATOLOGICHE MEDIATA DAL SISTEMA IMMUNITARIO (TUMORI)

STRATEGIE TERAPEUTICHE TERAPIA GENICA DEL CANCRO: POTENZIAMENTO DELLA RISPOSTA IMMUNE

LO STATO DELL’ARTE

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.

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..

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

TRIAL CLINICO PER DEFICIT ADA

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

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!

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)

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)

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Terapia Genica

by Gene News on Nov 16, 2009

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