Terapia genica della SMA
a cura di Angela Berardinelli
Un metodo di terapia genica rivolto all'amiotrofia spinale (SMA), che non utilizza virus, ma solo particelle "terapeutiche" di DNA. I risultati di un'importante ricerca italiana, le prospettive e le speranze
Come anticipato in DM 155 (www.uildm.org/dm/155/scienza/42novelliweb.html), cerchiamo di approfondire i risultati ottenuti da una ricerca italiana, in ambito di amiotrofia spinale (SMA), condotta presso l'Università Tor Vergata di Roma (Dipartimento di Biopatologia, Sezione di Genetica Umana) e coordinata da Giuseppe Novelli.
Il riferimento è il numero di luglio della rivista internazionale «Human Gene Therapy» (n. 16, pp. 869-880), che ha appunto pubblicato gli esiti dello studio romano, con il titolo Terapia genica della SMA (F. Sangiuolo, A. Filareto, P. Spitalieri, M.L. Scaldaferri, R. Mango, E. Bruscia, G. Citro, E. Brunetti, M. De Felici, G. Novelli).
La ricerca
I risultati di tale studio costituiscono senz'altro un ulteriore importante elemento di speranza rispetto ad eventuali terapie dell'amiotrofia spinale. Si tratta infatti della dimostrazione della possibilità di modificare in vivo l'espressione genica, ovvero su cellule fetali umane affette da SMA. E questo tramite piccoli frammenti di sintesi, inducendo le cellule affette a produrre una normale proteina SMN (quella che causa la SMA), che "si comporta" cioè normalmente nel nucleo e che chiameremo Full-Lenght (FL).
In realtà questo non è né il primo né l'unico tentativo di terapia genica delle SMA. Infatti, sia nel 2001 che nel 2003 e ancora nel 2004 il gruppo di Di Donato (Canada) e Azzouz (Oxford, Gran Bretagna) aveva dimostrato l'efficacia della terapia genica sul modello murino (del topo) di SMA. Nella ricerca pubblicata in luglio, però, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica diversa per modificare il gene e inoltre l'esperimento è stato effettuato su cellule umane fetali.
Approcci terapeutici nella SMA
Abbiamo già detto in altri articoli pubblicati su queste colonne che l'amiotrofia spinale è dovuta all'assenza (delezione) della copia telomerica (quella situata all'estremità del cromosoma 5) del gene SMN (SMN1) e che tale gene ha un omologo - detto SMN2 - identico in tutto tranne che per cinque aminoacidi.
Abbiamo anche spiegato che la copia centromerica (quella situata nella parte centrale del cromosoma 5), pur essendo presente nei soggetti affetti da SMA e in grado di modificare la gravità della malattia, non è tuttavia capace di supplire alla mancanza di SMN1 perché non riesce a produrre una proteina SMN completa (Full-Length).
Le ricerche di possibili strategie terapeutiche si sono quindi concentrate sulla modificazione di SMN2, al fine di indurlo alla produzione di una proteina SMN-FL, sia attraverso sostanze come il fenilbutirrato [vedi anche l'articolo SMA e fenilbutirrato: speranze e realismo di Simona Orcesi, in DM 152, www.uildm.org/dm/152/scienza/05fenil.html, N.d.R.], sia attraverso tecniche di terapia genica, intendendo con tale termine una modificazione cromosomica sito-specifica, specifica cioè per il sito responsabile della malattia, che conduce ad un'espressione corretta del gene di lunga durata ed ereditabile.
L'utilizzo di vettori virali per modificare il gene è stato studiato nel modello murino della SMA, con buoni risultati per quanto riguarda la quantità e la funzionalità della proteina SMN FL prodotta, e tuttavia la durata della vita dei topi ha subito solo modeste variazioni rispetto alla storia naturale della malattia.
Tra le varie possibili cause della scarsa efficacia sull'andamento della malattia vi può essere la finestra temporale nella quale la terapia è stata somministrata: topi già nati, nei quali quindi la malattia aveva già determinato alterazioni, poi irreversibili.
Una tecnica differente
Lo studio proveniente dall'Università di Tor Vergata ha utilizzato invece una tecnica differente, impiegando piccoli frammenti di sintesi (Small Fragment Homologous Replacement, SFHR), in grado di indurre una modificazione nell'esone 7 del gene SMN2 (gli esoni - va ricordato - sono le parti del DNA codificanti) e conseguentemente il recupero di un livello fisiologico di proteina SMN-FL.
L'esperimento è stato condotto su colture cellulari di feti umani affetti da SMA, diagnosticata mediante analisi molecolare. Tali colture sono state poi transfettate mediante particolari tecniche (elettroporazione e microiniezione) e le analisi condotte successivamente hanno dimostrato un aumento significativo della quantità di SMN-FL, oltre che una crescita nel rapporto tra SMN-FL prodotta da SMN1 e SMN2, rispetto alle cellule non trattate. La proteina prodotta svolge inoltre le normali funzioni di SMN.
Prospettive e speranze
Il lavoro dimostra quindi che lo splicing del gene SMN2 (lo splicing è quel processo in cui le parti del DNA non codificanti, chiamate introni, vengono rimosse e le parti del DNA codificanti, dette esoni, vengono unite tra di loro) può essere modificato nelle cellule embrionarie, portando alla produzione di un livello di SMN quasi normale.
I protagonisti della ricerca ritengono in conclusione che questo approccio alla terapia genica (SFHR) offra dei vantaggi rispetto all'impiego di vettori virali, quali ad esempio l'espressione stabile e di lunga durata del gene ricombinante e ipotizzano un impiego terapeutico precoce di tale metodica.