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Il Cell & Gene Therapy Forum Asia 2011 si terrà al Marina Bay Sands Hotel a Singapore dal 19 al 21 settembre 2011. Aggiornamenti dalla ricerca e nuove opportunità per i mercati asiatici.

Programma aggiornato dell'evento: http://www.phacilitate.co.uk/pages/singapore_cgt/agenda.html

Lista aggiornata degli speakers confermati: http://www.phacilitate.co.uk/pages/singapore_cgt/speakers.html

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La granulomatosi cronica nel mirino di Telethon

La granulomatosi cronica (X-CGD) è una malattia genetica del sistema immunitario caratterizzata dall'incapacità dei globuli bianchi di uccidere alcuni tipi di microbi. Si manifesta sin dai primi anni di vita, rendendo l'organismo vulnerabile alle infezioni causate da funghi e batteri, talvolta letali.

Il medico e ricercatore Alessandro Aiuti del Tiget di Milano ci spiega le prospettive di cura offerte dalla terapia genica. La prima sperimentazione clinica sui pazienti è prevista per il 2013 e, se i risultati dovessero essere positivi, nel giro di 5-7 anni si potrebbe giungere a una cura definitiva per questa malattia.

Fonte: http://www.telethon.it/news-video/video/granulomatosi-cronica-nel-mirino-di-telethon

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Scoperta "gomma genetica" che cancella l'errore dall'RNA

Una sorta di "gomma genetica" permetterà di cancellare un particolare errore dall'RNA che impedisce alla cellula di sintetizzare le proteine nel modo corretto. La scoperta arriva dai ricercatori della University of Rochester Medical Center ed è stata pubblicata su Nature.

Il ruolo chiave nella sintesi delle proteine è svolto dall'RNA messaggero (mRNA). Questa molecola prende le istruzioni dal DNA e viene utilizzata come stampo dai ribosomi, che devono leggere tali informazioni per produrre una proteina corretta e funzionante. Il processo però è tutt'altro che infallibile, infatti frequenti mutazioni sia nel DNA che nell'mRNA possono portare alla produzione di proteine difettose che sono estremamente dannose per l'organismo.

In questo studio, i ricercatori si sono concentrati su un particolare tipo di mutazione che si verifica quando la molecola di mRNA contiene un segnale di "stop" nel punto sbagliato, che ordina ai ribosomi di fermarsi prima che possano aver letto tutte le informazioni. Come conseguenza, viene sintetizzata una proteina incompleta e difettosa.

La "gomma genetica", ideata da Robert Bambara della University of Rochester Medical Center, ha permesso di cancellare questo segnale di "stop" e sostituirlo con un segnale di "go", così che il ribosoma può continuare a scrivere la proteina sintetizzandola nel modo corretto. Si tratta di una nuova forma di terapia genica che utilizza un piccolo frammento di RNA, chiamato RNA guida, capace di legarsi a siti specifici del RNA e modificarne la sequenza. I ricercatori hanno costruito un RNA guida artificiale e l'hanno programmato per cambiare il segnale di stop prematuro sull'mRNA in cellule di lievito, e come risultato è stata prodotta una proteina completa e funzionante.

Questa scoperta è degna di rilievo, secondo gli autori dello studio, perché è la prima volta che si riesce a modificare il codice genetico direttamente sull'RNA e in maniera così specifica. I risultati ottenuti hanno dimostrato che c'è la possibilità di utilizzare questa gomma genetica in ogni cellula per cancellare e successivamente modificare solo la zona che si vuole. Il prossimo passo sarà cercare di capire se questo processo può avvenire anche naturalmente.

I ricercatori ritengono che è molto importante approfondire questi studi poiché, secondo le stime attuali, questo tipo di errore genetico è la causa di circa un terzo delle malattie genetiche, come la distrofia muscolare, la fibrosi cistica e molti tipi di cancro.

Fonte: http://www.urmc.rochester.edu/news/story/index.cfm?id=3226

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Terapia genica ultrasonica contro le malattie vascolari

L'ecocardiografia può migliorare l'esito della terapia genica nella rigenerazione dei vasi sanguigni. E' il risultato di uno studio canadese che sarà presentato al XXII Convegno Annuale dell'American Society of Echocardiography (ASE) dall'11 al 15 giugno 2011.

"Questa ricerca ha dimostrato che una terapia genica mediata dagli ultrasuoni apporta notevoli benefici ai pazienti affetti da malattie vascolari croniche", ha detto Alexandra Smith del St. Michael's Hospital di Toronto.

I ricercatori hanno ipotizzato che una strategia di terapia multi-genica che utilizza una combinazione di fattori di crescita vascolari può migliorare la circolazione del sangue nei muscoli il cui flusso è stato compromesso in maniera cronica. Utilizzando un ultrasuono cardiovascolare a microbolle, gli scienziati hanno trasferito con successo i geni all'interno di topi che presentavano un'occlusione vascolare cronica. I risultati hanno mostrato un incremento del livello del flusso sanguigno, della densità dei vasi e della riserva di flusso.

Secondo i ricercatori, questi dati evidenziano che la terapia multi-genica mediata dagli ultrasuoni permette di migliorare la stabilità e la funzionalità dei vasi di nuova formazione. Se questo studio si dimostrerà vincente, potrebbe venire in aiuto di quelle centinaia di migliaia di americani che soffrono di malattie vascolari periferiche e di malattie dell'arteria coronaria.

Fonte: http://www.prnewswire.com/news-releases/echocardiography-shows-promise-in-guiding-gene-therapy-for-disease-prevention-and-treatment-123742644.html

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Vettori per la terapia genica

La parte decisiva della terapia genica consiste nel metodo da adottare per effettuare il trasferimento del gene terapeutico (trasfezione). Questa tecnica si basa sull'utilizzo di vettori che veicolino il materiale genetico all'interno delle cellule. Vengono attualmente distinti in virali e non virali.

  I vettori virali

Si ottengono inserendo il gene di interesse nel genoma di diversi tipi di virus, sotto il controllo di un promotore forte. Il virus viene reso difettivo, cioè incapace di riprodursi autonomamente per evitare la diffusione di virus ricombinanti. Il genoma viene ingegnerizzato con le tecniche del DNA ricombinante, e trasfettato in particolari linee cellulari capaci di produrre le particelle virali ricombinanti (linee di packaging). Queste complementano i difetti introdotti nel genoma.

In linea di massima, il principale vantaggio dei vettori virali consiste nell'elevata efficienza di trasduzione (fino al 100% delle cellule). Gli svantaggi invece risiedono nella possibilità di generare nuovi virus patogeni per ricombinazione con eventuali virus presenti nell'ospite, nel rischio di mutagenesi inserzionale (per quelli che si integrano in maniera casuale nel genoma) e nell'insorgenza di reazioni immunitarie. Possono poi trasportare generalmente molecole di DNA di dimensioni limitate. Un altro problema sono i costi elevati.

I virus attualmente studiati quali vettori per la terapia genica sono: i retrovirus; i lentivirus; gli adenovirus; i virus adenoassociati; gli herpes simplex virus. Ognuno di questi vettori presenta vantaggi e svantaggi.

  Retrovirus

I retrovirus sono stati i primi virus ad essere studiati nella terapia genica, il loro genoma è costituito da un singolo filamento di RNA delle dimensioni di circa 10kb, contenente 3 geni essenziali: gag (codifica per le proteine del core), pol (codifica per la trascrittasi inversa) ed env (codifica per le proteine del capside). A questi si aggiunge una regione y per l'impacchettamento. A ciascuna estremità vi sono le LTR (long terminal repeats) con sequenze implicate nell'integrazione e regioni promotore ed enhancer. Una volta infettata la cellula, attraverso un processo di trascrizione inversa si forma il doppio filamento di DNA che si integra nel genoma della cellula ospite esprimendo così le proteine virali. I retrovirus comunemente usati derivano dal virus della leucemia murina (Mo MLV) che deve essere però opportunamente modificato: i 3 geni essenziali vengono sostituiti col gene di interesse mentre vengono mantenute le sequenze regolatrici; possono essere aggiunti geni marcatori (NEO) e promotori alternativi di origine virale (CMV) o cellulare (beta actina,tirosina).

Vantaggi:

Non provocano malattie umane.

Inducono scarsa risposta immunitaria nell'ospite.

I transgeni possono essere espressi per tutta la vita dell’ospite.

Capacità di infettare efficientemente una vasta gamma di tipi cellulari.

Integrazione del materiale genetico recato dal vettore nel genoma delle cellule bersaglio.

Alta efficienza di trasduzione.

Svantaggi:

Potenziale oncogeno perché si integrano nel genoma dell’ospite in molteplici siti.

Possono subire inattivazione trascrizionale in vivo.

Infettano solo cellule in attiva divisione.

Sono difficili da coltivare.

Basso titolo.

  Lentivirus

I lentivirus appartengono alla famiglia dei retrovirus di cui condividono la morfologia ed il ciclo replicativo ma, a differenza dei precedenti, possono infettare anche cellule non replicanti, il che li rende dei buoni candidati per modificare l'espressione delle cellule a differenziazione terminale, come quelle del cuore o del sistema nervoso centrale. Oggi vengono utilizzati lentivirus derivati dal virus HIV opportunamente modificati per garantire la sicurezza del ricevente.

Vantaggi:

Possono essere somministrati in vivo.

Non sono inattivati dal complemento.

Infettano sia cellule in divisione che quiescenti.

I transgeni possono essere espressi per tutta la vita dell’ospite.

Integrazione del materiale genetico recato dal vettore nel genoma delle cellule bersaglio.

Svantaggi:  

Potenziale oncogeno perché si integrano nel genoma dell'ospite in molteplici siti.

Possono provocare malattia nell'uomo.

Sono difficili da coltivare.

  Adenovirus

Gli adenovirus, che nell'uomo provocano infezioni del tratto respiratorio, presentano un genoma costituito da un doppio filamento di DNA di circa 35 kb, 30 dei quali possono essere rimpiazzati col gene di interesse. Una volta all'interno della cellula, l'adenovirus non si integra nel genoma ma si replica nel nucleo come un episoma.         

Vantaggi:

Sicuri (non integrano nel genoma).

Facilmente manipolabili.

Stabili.

Si ottengono alti titoli.

Ampio trofismo.

Infettano anche cellule quiescenti.

Possono veicolare inserti di grosse dimensioni (36Kb).

Svantaggi:

Espressione transiente.

Alta risposta immunitaria.

  Virus adenoassociati

I virus adenoassociati appartengono alla famiglia dei parvovirus, piccoli virus non patogeni per l'uomo, hanno un genoma formato da una molecola di DNA a singolo filamento di circa 5 kb e possono infettare cellule proliferanti e non. Per replicarsi autonomamente necessitano però di un altro virus che in genere è un adenovirus o un herpesvirus.

Vantaggi:

Non sono patogeni per l’uomo.

Sono stabili.

Vengono ottenuti con alti titoli.

Alta efficienza di trasferimento genico.

Ampio trofismo.

Infettano sia cellule in divisione che non.

Integrazione del transgene.

Svantaggi:

Dimensioni ridotte del transgene (4.7 Kb). Recentemente la capacità di questi vettori è stata aumentata sfruttando concatamerizzazione del genoma dei AAV dopo il traferimento. Si usano due vettori, ciascuno codificante metà della proteina di interesse.

Vettore ricombinante non ha integrazione sito specifica e talvolta resta episomale.

    Herpes simplex virus

Gli herpes simplex virus, grazie alla loro naturale capacità di stabilire infezioni latenti nei neuroni, vengono utilizzati per il trasporto di geni nel CNS. L'espressione a lungo termine del transgene viene ottenuta utilizzando dei promotori neurone-specifici, attivati durante il periodo di latenza. Il genoma degli herpes virus è costituito da un doppio filamento di DNA di 152kb, contiene più di 80 geni, la metà dei quali non risulta essenziale per la crescita in cellule di coltura; una volta eliminati tali geni è possibile inserire un transgene di grosse dimensioni (circa 40-50kb).

  I vettori non virali

Le metodologie adottate per trasferire il DNA senza ricorrere a virus comprendono: l'iniezione di DNA nudo; l'inserimento tramite liposomi; l'inserimento attraverso l'uso di polimeri cationici; il bombardamento tramite particelle (gene gun).

  DNA nudo

L'inserzione di DNA nudo è la procedura più lineare e più semplice ed inoltre permette di trasferire costrutti genici di grandi dimensioni. Consiste nell'iniettare il gene terapeutico, legato ad un plasmide, direttamente nella cellula tramite l'utilizzo d'una micropipetta. Lo svantaggio di questa metodica consiste nel fatto che bisogna iniettare il DNA in ogni cellula, una per una. Il rendimento, inoltre, è decisamente basso.

  Liposomi

I liposomi sono vescicole sferiche la cui parete è composta da un doppio strato fosfolipidico. Usando liposomi cationici è possibile far complessare ad essi il DNA, che a pH neutro presenta carica negativa. Il complesso DNA-liposoma può fondersi con la membrana cellulare ma nella maggior parte dei casi viene internalizzato tramite endocitosi. Successivamente il DNA viene liberato nel citoplasma, entra nel nucleo e viene espresso. Sfortunatamente questo processo è a bassa efficienza in quanto si è visto che solo lo 0,1% del DNA introdotto viene espresso. Per ovviare a ciò nei liposomi sono state anche inserite proteine ed anticorpi che possano aumentare l'efficacia della procedura minimizzando la degradazione del DNA e facilitando il corretto direzionamento della vescicola.

  Polimeri cationici

Molto simile è la procedura di trasfezione che utilizza polimeri cationici, infatti macromolecole dotate di molteplici cariche positive possono interagire con il DNA, il quale a pH fisiologico è un polianione, provocandone la condensazione e proteggendolo da aggressivi sia chimici che enzimatici, oltre che da radiazioni ionizzanti. Anche i complessi DNA-policatione vengono internalizzati dalla cellula per endocitosi, e possono essere attivamente indirizzati verso specifiche linee cellulari o tessuti utilizzando anticorpi o altre molecole direzionanti.

  Bombardamento tramite particelle (gene gun)

Il bombardamento tramite particelle consiste nell'utilizzo di particolari strumenti elettrici o ad alta pressione, dette pistole geniche (gene gun), che permettono di inviare nella cellula particelle microscopiche d'oro o di tungsteno ricoperte di DNA. Al momento non esistono studi sull'uomo di questa metodica ma solo su animali.

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Tutto quello che c'è da sapere sulla terapia genica. Un documento online sul sito dell'Università di Trieste che è possibile consultare e scaricare sul proprio pc.

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Terapia genica e cellule iPS: una cura per il sistema immunitario

Arriva dagli Stati Uniti una nuova tecnica di terapia genica che agisce sulle cellule staminali del midollo osseo per correggere in coltura la malattia granulomatosa cronica (CGD), un raro disordine del sistema immunitario. Lo studio, pubblicato sulla rivista Blood dell’American Society of Hematology, è stato condotto dai ricercatori della Johns Hopkins University School of Medicine e del National Institute of Allergy and Infectious Disease (NIAID) facente capo ai National Institutes of Health (NIH).

La CGD impedisce ai neutrofili, un tipo di globuli bianchi, di produrre il perossido di idrogeno (acqua ossigenata), che costituisce una difesa naturale contro i batteri potenzialmente mortali e le infezioni provocate da funghi, per cui il sistema immunitario ne risulta gravemente compromesso. La maggior parte dei casi di CGD sono causati da mutazioni sul cromosoma X, e questo tipo di malattia è chiamata “X-linked” (X-CGD).

Gli antibiotici possono trattare le infezioni causate dalla X-CGD, ma non sono in grado di curare la malattia. Ciò di cui hanno bisogno i pazienti è un trapianto delle cellule staminali ematopoietiche (HSCs) del midollo osseo da un donatore compatibile, ma trovarne uno è molto difficile. Anche con un donatore adatto, però, i pazienti corrono il rischio di sviluppare delle serie complicazioni post-trapianto, spesso mortali, tipo la malattia del trapianto contro l’ospite (GVHD), che si verifica quando il nuovo sistema immunitario, ricreato da zero dalle cellule staminali trapiantate, “rifiuta” l’organismo ospite e aggredisce il corpo del paziente.

Un’opzione alternativa che si sta facendo strada negli ultimi anni è la terapia genica. Per il momento, le tecniche standard non hanno dato buoni risultati sulla X-CGD poiché i virus ingegnerizzati che vengono utilizzati per trasferire i geni nelle cellule distribuiscono il materiale genetico in maniera casuale all’interno del genoma delle HSCs, e ciò aumenta il rischio per i pazienti di sviluppare mutazioni nel DNA che potrebbero causare tumori.

L’idea degli scienziati americani, allora, è stata di sviluppare una tecnica di terapia genica che garantisse un’efficacia ed una sicurezza maggiore, senza ricorrere all’impiego di virus. Dopo aver prelevato le cellule staminali adulte dal midollo osseo di un paziente con X-CGD, le hanno riprogrammate geneticamente per farle diventare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSCs) che sono state poi corrette con la “zinc finger nuclease”, una proteina artificiale costruita per trasportare un gene terapeutico in una regione specifica del genoma delle iPSCs. Esattamente come le embrionali, le cellule staminali pluripotenti indotte possono poi essere fatte crescere in coltura e differenziare in tutti i tipi di cellule dell’organismo. Nel caso in esame, le iPSCs sono state manipolate per farle sviluppare in nuove HSCs che, derivando dallo stesso paziente, non presentano la problematica del rigetto.

Tuttavia, c’è ancora molta strada da fare, come sottolinea Harry L. Malech, il leader della ricerca. Il problema principale è che produrre un grande numero di cellule staminali ematopoietiche disponibili per il trapianto è ancora un’operazione tecnicamente difficile. Per il momento, è stato riscontrato che le iPSCs in un terreno di coltura sono capaci di differenziarsi in molti neutrofili sani, compatibili con il tessuto del paziente, che producono la giusta quantità di perossido di idrogeno, “correggendo” effettivamente il disordine genetico della X-CGD.

Avendo dimostrato che la “zinc finger nuclease” lavora bene su una malattia come la X-CGD causata dalla mutazione di un singolo gene, i ricercatori ritengono che questa specifica tecnica di terapia genica indirizzata sulle iPSCs possa essere utile per correggere anche altri disordini genetici caratterizzati dal difetto di un unico gene.

Fonti: http://medicalxpress.com/news/2011-04-gene-therapy-technique-ips-cells.html

http://bloodjournal.hematologylibrary.org/content/early/2011/03/16/blood-2010-12-328161.abstract

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Trial clinico di terapia genica per la talassemia

E' in arrivo una sperimentazione clinica di terapia genica per la ß-Talassemia, una malattia del sangue causata da una insufficiente produzione delle catene ß dell'emoglobina. Ad annunciarlo è l'Associazione Franco e Piera Cutino, nata nel 1998 al fine di promuovere, migliorare e sostenere l'assistenza sanitaria ai pazienti affetti da emoglobinopatie e di sensibilizzare l'opinione pubblica rispetto a queste patologie.

Al momento l'unica speranza di cura per questi pazienti è data dal trapianto di midollo osseo, ma solamente pochi riescono a trovare un donatore compatibile e possono beneficiare di questo trattamento. A ciò si aggiungono anche le complicanze dell'operazione e dei rischi di rigetto post-trapianto. La maggior parte dei pazienti è costretta, quindi, a fare periodicamente delle trasfusioni di sangue, accoppiate a terapia chelante.

Una strada alternativa, molto attraente, è rappresentata dalla terapia genica, che consiste nell'inserimento del gene sano della ß-globina nelle cellule staminali ematopoietiche del paziente per sostituire il gene difettoso. Queste cellule geneticamente modificate saranno poi "ridate" allo stesso paziente in una forma di autotrapianto, eliminando quindi ogni problema di compatibilità. A tal fine sono stati costruiti dei vettori lentivirali ricombinanti per trasportare il gene della ß-globina umano. Uno di questi vettori è stato recentemente usato in due pazienti in un trial francese, mentre un secondo vettore (Thalagen) verrà a breve sperimentato sull'uomo in un trial clinico di terapia genica che si svolgerà, in collaborazione con l'Associazione Franco e Piera Cutino, al Memorial Sloan-Kettering Cancer Centre (MSKCC) di New York.

Il protocollo prevede quattro fasi:

mobilizzazione delle cellule staminali ematopoietiche CD34+ con G-CSF

aferesi delle cellule staminali CD34+

trasduzione delle stesse CD34+ selezionate con il vettore lentivirale Thalagen

terapia di condizionamento seguita dalla reinfusione delle cellule staminali trasdotte

Prima di dare il definitivo assenso al protocollo di terapia genica, però, la Food and Drug Administration (FDA) ha richiesto uno studio di fase I per valutare la fattibilità e la sicurezza della mobilizzazione mediante G-CSF di cellule staminali CD34+ su 5 pazienti con ß-Talassemia. I criteri di inclusione e di esclusione sono elencati nella Tabella 1.

Il protocollo è risultato essere sicuro, e gli effetti collaterali verificatisi sono stati lievi. I risultati ottenuti hanno dimostrato la possibilità di mobilizzare e raccogliere un quantitativo di cellule CD34+ sufficiente per una successiva applicazione di terapia genica, con un'efficienza di trasduzione di 0.8-1 copia di vettore per cellula (valori che ricadono nel range suggerito dalla FDA per l'approvazione del protocollo di terapia genica).

Si attende adesso il via libera definitivo della FDA per la prosecuzione dello studio, in cui saranno reclutati 54 pazienti affetti da ß-Talassemia Major secondo i criteri elencati nella Tabella 2.

HANNO PARTECIPATO ALLO STUDIO:

U.O.C. Ematologia per le Malattie rare del Sangue e degli Organi Ematopoietici: Santina Acuto, Rita Barone, Aurelio Maggio, Gaetano Restivo;

U.O.C. Ematologia con Trapianto di Midollo Osseo: Alessandro Indovina, Alessandra Santoro, Rosanna Scimè;

Medicina Trasfusionale: Gaetano Lucania, Renato Messina.

Tabella 1, Tabella 2

Fonte: http://www.pieracutino.it/read-news.asp?id=76

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Staminali e terapia genica contro l'invecchiamento precoce

L'unione fa la forza. Uno studio di prossima pubblicazione ci spiegherà come le cellule staminali e la terapia genica possono allearsi per combattere un prematuro invecchiamento. La ricerca è stata condotta dall'equipé di Juan Carlos Izpisùa Belmonte del Salk Institute di La Jolla in California, e uscirà il prossimo 3 giugno sulla rivista Cell Stem Cell.

"La capacità di manipolare le cellule staminali pluripotenti indotte (IPSCs) in laboratorio ha creato enormi aspettative nella comunità biomedica per l'elevato potenziale di trapiantabilità nelle applicazioni cliniche", ha detto Izpisùa Belmonte. "Se a ciò combiniamo lo sviluppo di tecnologie sempre più efficienti e sicure per inserire geni dentro le cellule staminali umane, possiamo davvero sperare di realizzare queste aspettative."

Ci sono comunque ancora degli ostacoli da superare, infatti molti geni terapeutici restano attivi solo temporaneamente prima di essere "silenziati" dalla cellula ospite, oppure può capitare che non si inseriscano nel modo corretto nel genoma e che vadano ad occupare posizioni sbagliate, col forte rischio di generare mutazioni dannose per l'organismo.

Per superare queste barriere, la comunità scientifica ha sviluppato dei metodi che permettono di eliminare la sezione del genoma corrispondente al gene difettoso, e di rimpiazzarla con un gene sano che va ad inserirsi al posto delle regione rimossa. Questi metodi si basano generalmente sull'utilizzo di proteine artificiali, le "zinc finger nucleases", che si legano ad una regione specifica del DNA, la tagliano e poi ricuciono la nuova sequenza. Anche in questo caso, comunque, bisogna ottimizzare ancora la tecnica, soprattutto per limitare l'attività della proteina alle sole zone recanti la mutazione ed evitare che faccia danni alle altre regioni del genoma.

Ma veniamo al lavoro del team americano. I ricercatori del Salk Institute hanno combinato le staminali e la terapia genica per cercare di curare la progeria di Hutchinson-Gilford, una malattia che provoca un invecchiamento precoce, causata da una mutazione puntiforme presente sul gene lamina A. Sono state identificate circa 400 mutazioni su questo gene, che sono associate ad un gran numero di malattie degenerative umane comprendenti la distrofia muscolare, le lipodistrofie e le neuropatie.

La procedura sviluppata da Izpisùa Belmonte e colleghi si basa sull'utilizzo di un adenovirus Helper Dependent per trasportare grandi molecole di DNA prive di mutazioni all'interno delle cellule. Una volta giunte a destinazione, le molecole iniziano un processo noto come "ricombinazione omologa", che funziona in modo simile al comando "find and replace" del computer. Se un pezzo di DNA è abbastanza lungo, infatti, sarà in grado di identificare una sequenza omologa all'interno del genoma e di sostituirsi ad essa. In questo modo, il gene difettoso lamina A è stato rimpiazzato da una copia funzionale dello stesso gene all'interno delle iPSCs dei pazienti, così da usarlo per rigenerare i tessuti danneggiati.

La tecnica è stata testata solo in vitro, ma ha avuto successo e non si è riscontrata alcuna instabilità genomica o aberrazioni epigenetiche. Ma la cosa più importante, secondo i ricercatori, è che consentirebbe di correggere simultaneamente tante mutazioni sparse lungo una grande porzione del genoma.

E' un risultato molto importante per la medicina rigenerativa. Un passo indispensabile per poterlo poi sperimentare sulle persone.

Fonte: http://www.salk.edu/news/pressrelease_details.php?press_id=487

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La terapia genica ridona la vista ai topi

Il topo che vediamo è cieco. Messo in una vasca piena d'acqua, non riesce a trovare la via d'uscita. E' affetto da retinite pigmentosa, una malattia genetica che impedisce all'occhio di comunicare con il cervello, portando alla cecità.

Alan Horsager, professore di Neuroscienze alla University of Southern California, sta testando una tecnica sperimentale di terapia genica che consegna delle proteine foto-attivate nella retina dei topi, per creare nuove cellule fotorecettori in grado di ridare la vista. E i risultati ottenuti sono stati davvero incoraggianti.

"Grazie a questa tecnica i topi hanno riacquistato la capacità della visione, e rappresentano dei modelli per la retinite pigmentosa nell'uomo", ha detto lo scienziato.

Il successo degli esperimenti ha spinto Horsager a creare la EOS Neuroscience, un'azienda che si propone di mettere in commercio il trattamento per le persone che soffrono di malattie della retina. La cura è basata sui principi dell'optogenetica, una scienza emergente che utilizza la luce per controllare le cellule modificate geneticamente.

Ed Boyden, professore al Massachussets Institute of Technology (MIT), è uno dei pionieri dell'optogenetica, ed è specializzato nel potenziale controllo dei neuroni, le cellule che costituiscono il sistema nervoso. Nel suo laboratorio sta compiendo ricerche sui topi per mostrare come attraverso i neuroni ingegnerizzati foto-attivati sia possibile controllare diverse regioni del cervello. Secondo lo scienziato, tutto ciò sarà applicabile anche all'uomo.

"Se pensiamo alla grande complessità del cervello e alla sua immensa rete di neuroni interconnessi, dobbiamo dire che ne abbiamo studiato in dettaglio solo una minima parte. La cosa davvero importante sarebbe cercare di capire come controllare questi circuiti nervosi per riuscire a ripararli nel momento in cui si danneggiano", ha detto Boyden.

Lo scienziato ritiene inoltre che l'optogenetica potrebbe essere utile per il trattamento di altri disordini neurologici come il Parkinson e l'Alzheimer.

L'optogenetica è ancora in una fase embrionale, ma Horsager crede che abbia davvero il potenziale di ridare la vista alle persone cieche nell'immediato futuro, e spera di iniziare i primi trials clinici nel giro di un paio d'anni.

Sia Horsager che Boyden, ritengono che la cura di certe forme di cecità saranno i primi successi di questa scienza giovane.

Fonte: http://english.ntdtv.com/ntdtv_en/ns_na/2011-03-17/518044545351.html

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14th Meeting Annuale dell'American Society of Gene & Cell Therapy

I più autorevoli ricercatori nel campo della terapia genica e cellulare presenteranno al Washington State Convention Center di Seattle, in occasione del 14th Meeting Annuale dell'American Society of Gene & Cell Therapy (ASGCT), le ultime scoperte in questo settore. I risultati clinici, riportati sulle riviste Science, The Lancet ed il The New England Journal of Medicine, hanno rivelato i continui progressi di questa scienza emergente nel trattamento di numerose malattie a carattere ereditario.

Fonte: http://www.asgct.org/UserFiles/file/ASGCT14thAnnualMeeting-SeattleWA.pdf

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Anche la terapia genica nella futura Health Care

La terapia genica sarà parte integrante della futura Health Care. Questo è il risultato di un sondaggio su internet tra i visitatori di Gene Therapy Net, lanciato dal Dr. D.A. Bleijs, proprietario e webmaster del sito, per scoprire se la terapia genica si potrebbe considerare come il trattamento standard per curare diverse malattie nel futuro immediato. 

Più del 60% delle persone ritiene che la terapia genica giocherà un ruolo fondamentale nella futura Health Care, il 28% degli intervistati invece crede che ci vorrà molto più tempo per valutare la potenzialità di questo nuovo trattamento, il 6% è dell'opinione che sarà efficace solo per "semplici" malattie genetiche tipo la X-Scid, mentre solo il 3% pensa che non abbia avvenire poiché causa molti più danni che benefici. 

Secondo Bleijs, questi dati sono molto incoraggianti, considerando che l'opinione comune è normalmente scettica sull'efficacia di una nuova scienza, come la terapia genica. Questo è dovuto principalmente al fatto che si ha una conoscenza limitata in materia e che si sono verificati alcuni effetti collaterali molto gravi nel corso dei trials clinici.

Il sondaggio è partito nel luglio 2009 e hanno risposto più di 200 visitatori.

Al momento i ricercatori stanno studiando la terapia genica per numerose malattie, come la Scid, la cecità, l'emofilia, il morbo di Parkinson, il cancro e l'AIDS.

Fonte: http://www.free-press-release.com/news-gene-therapy-will-be-a-vital-part-of-future-health-care-results-of-poll-on-gene-therapy-net-1304277432.html

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Consorzio TAGTC: la terapia genica mette una marcia in più

È sempre più vicino l’ingresso della terapia genica nei protocolli clinici dopo un lungo periodo di sperimentazione pieno di ostacoli, iniziato circa 25 anni fa. Le collaborazioni internazionali tra università, istituti di ricerca, aziende, hanno accelerato ancora di più lo sviluppo di questa tecnologia che si pone come obiettivo la cura di gravi malattie genetiche.

Il Children’s Hospital Boston è uno dei membri fondatori del Transatlantic Gene Therapy Consortium (TAGTC), un consorzio internazionale nato per favorire un avanzamento più rapido della terapia genica, migliorare la sicurezza dei reagenti, dividere le spese di produzione e implementare nuove procedure sperimentali per i trials futuri indirizzati al trattamento delle malattie rare. L’associazione è stata istituita subito dopo i primi studi clinici di terapia genica sulla X-Scid, una forma di immunodeficienza legata al cromosoma X, che hanno portato gravi effetti collaterali.

Nello specifico, il Consorzio TAGTC si è posto come obiettivo principale quello di aumentare la sicurezza dei vettori virali – i virus che vengono utilizzati per trasportare il gene nelle cellule del paziente in modo da correggere il difetto genetico. Nel caso della X-Scid, il difetto si trova nelle cellule staminali ematopoietiche che formano il midollo osseo.

Il TAGTC ha già avviato le prime sperimentazioni di terapia genica per la X-Scid, reclutando pazienti da Londra, Parigi, Boston, Cincinnati e Los Angeles. Tutti i membri del consorzio hanno già dato un contributo significativo per lo sviluppo del progetto, dividendosi i dati, il lavoro preclinico, i costi di produzione del vettore e il protocollo del trattamento.

I ricercatori del Children’s Hospital Boston credono fermamente che, con questo sviluppo collaborativo internazionale, si possa formare un modello di trial clinico efficace e sicuro per il trattamento delle malattie genetiche rare, che consenta allo stesso tempo di ridurre le spese e di avere accesso ad un maggior numero di pazienti provenienti da tutto il mondo.

Fonte: http://vectorblog.org/2011/04/moving-gene-therapy-into-high-gear/

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Accordo tra MolMed e Telethon per la terapia genica di sei malattie rare

MolMed e Fondazione Telethon annunciano la firma di un accordo per sviluppare e produrre nuovi trattamenti di terapia genica per sei malattie genetiche rare, per le quali non sono oggi disponibili cure adeguate.

Fonte: http://www.molmed.com/files/110328%20CS%20Accordo%20MM-Telethon%20per%20sei%20malattie%20rare.pdf

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Una rivoluzionaria terapia genica contro il Parkinson è stata messa a punto dai ricercatori statunitensi del NewYork-Presbyterian Hospital e del Weill Cornell Medical College. Un gene inserito nel cervello dei pazienti riscrive le istruzioni date alle cellule nervose, dettando un nuovo sistema di funzionamento. A capo del progetto il neurochirurgo Michael Kaplitt.

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Speranze di cura per il Parkinson: la terapia genica supera l'ultimo test

Punto di svolta nello studio del Parkinson. Dopo una serie di trials clinici, la terapia genica ha superato l'esame finale e si avvia a diventare un trattamento efficace a disposizione dei pazienti. Il nuovo approccio terapeutico, dimostratosi sicuro e ben tollerato, ha ridotto notevolmente i sintomi tipici della malattia, che includono tremori, lentezza di movimenti, rigidità muscolare e un equilibrio precario. Lo studio, pubblicato sulla rivista The Lancet Neurology, rappresenta il culmine di 20 anni di ricerca in questa direzione. A guidare il progetto scientifico sono stati Andrew Feigin del Feinstein Institute for Medical Research di Manhasset, NY, USA, Michael Kaplitt del Weill Cornell Medical College di New York e Matthew During dell'Ohio State University College of Medicine di Columbus, OH, USA.

Già nel 2007, Michael Kaplitt e collaboratori avevano condotto degli esperimenti per valutare l'efficacia della terapia genica nel trattamento del Parkinson, e scoprirono che un gene codificante per l'enzima GAD (glutamic acid decarboxylase) può migliorare notevolmente le condizioni dei pazienti, quando viene iniettato nel loro cervello. Questo enzima riveste un ruolo di primaria importanza nello sviluppo della malattia poiché catalizza la produzione del neurotrasmettitore inibitorio GABA (gamma-aminobutyric acid), che regola l'eccitabilità neuronale in tutto il sistema nervoso. Nei malati di Parkinson, la quantità di GABA è molto bassa, di conseguenza si verifica una iperattività dei neuroni in un'area del cervello nota come nucleo subtalamico. Questa "agitazione" esercita una pressione sulle cellule nervose che producono dopamina, un neurotrasmettitore che è cruciale per il controllo dei movimenti. In una reazione a catena, la riduzione di GABA porta a una riduzione di dopamina, e da qui si originano tutti i sintomi tipici della malattia.

Prima di vedere il seguito delle ricerche che hanno condotto allo stato attuale, apriamo una piccola parentesi. Quando è necessario testare l'efficacia di una farmaco, bisogna tenere conto del cosiddetto effetto placebo, cioè quelle reazioni dell'organismo ad una terapia che non derivano dai principi attivi della terapia stessa, ma dalle attese dell'individuo. In pratica, nella risposta del paziente ad un trattamento, potrebbe esserci anche una componente di placebo, di autoconvincimento che la terapia funzioni, e questo impedisce di valutare l'efficacia "specifica" del farmaco. Occorre quindi trovare una procedura che permetta di discriminare tra queste due componenti, somministrando ad un campione di pazienti il principio attivo, e all'altro un placebo, ossia una sostanza farmacologicamente inerte. Ovviamente, nessun paziente di entrambi i campioni deve sapere che cosa sta assumendo. Un nuovo farmaco si giudica efficace solo se dà risultati significativamente diversi dal placebo.

I trials clinici del 2007 sono stati condotti secondo una procedura open-label, in cui sia i pazienti che i ricercatori erano a conoscenza di chi stava ricevendo la terapia genica e chi il placebo. La terapia consisteva nell'iniezione del gene GAD nel cervello dei pazienti per "calmare" i neuroni iperattivi e normalizzare la funzione del circuito motorio. La tecnica ha dato risultati promettenti senza effetti collaterali. In questo tipo di approccio, però, i dati potrebbero essere influenzati a priori non solo dal condizionamento del paziente ma da quello dello stesso medico che sta effettuando la ricerca. Per eliminare ogni possibile fonte di suggestione sia sullo sperimentatore che sul soggetto esaminato, si ricorre allora ad una procedura chiamata "studio randomizzato in doppio cieco", nella quale sia i ricercatori che i pazienti non sono a conoscenza di chi ha ricevuto il farmaco e chi il placebo. Questa si è rivelata l'unica strada percorribile per valutare correttamente i risultati di un esperimento, per cui si può considerare il test finale che un farmaco deve superare per poter essere ritenuto efficace.

Per avere una conferma della validità della terapia genica nel trattamento del Parkinson, Kaplitt e colleghi sono passati allora alla Fase 2 del progetto, descritta nello studio attuale. I ricercatori hanno portato avanti un trial clinico in doppio cieco, in cui sono stati reclutati 45 pazienti: in 22 di essi è stato applicato il trattamento "reale", iniettando il gene GAD nel loro cervello tramite il vettore virale AAV (virus adeno-associato); gli altri 23 invece hanno ricevuto iniezioni di una soluzione salina farmacologicamente inerte, ossia un'operazione "fasulla" che desse l'impressione al paziente di essere stato sottoposto ad un vero intervento chirurgico.

Nessuno dei pazienti e dei ricercatori sapeva "chi" aveva ricevuto "che cosa", per cui si è potuto procedere ad una valutazione oggettiva dei risultati. A distanza di sei mesi, è stato riscontrato che i soggetti sottoposti alla terapia genica hanno manifestato un recupero del 23.1% delle loro funzioni motorie, mentre per chi aveva ricevuto il placebo si è verificato un miglioramento del 12.7% (che secondo il Dr. Kaplitt è un dato chimera, attribuibile all'effetto placebo).

"Questa è una grande notizia per i pazienti affetti dal morbo di Parkinson", ha affermato Matthew During, uno dei leader della ricerca. "Si tratta del primo successo della terapia genica su una malattia neurologica applicando la procedura randomizzata in doppio cieco."

"Per la prima volta siamo vicini ad applicare la terapia genica per il trattamento di qualsiasi malattia neurologica, poiché abbiamo superato quest'esame finale", ha aggiunto Michael Kaplitt, un altro degli autori a capo del progetto.

Insomma, i risultati sono incoraggianti e la terapia genica è un approccio innovativo e ingegnoso, anche se è presto per cantare vittoria. I pazienti dovranno essere monitorati costantemente per valutare l'efficacia della terapia a lungo termine. Intanto i ricercatori si preparano a compiere la Fase 3 del progetto, ma bisognerà attendere il via libera del Food and Drug Administration che dovrà approvare il trattamento per un uso generale.

Abbiamo esaminato alcuni punti dello studio con il Dr. Matthew During dell'Ohio State University College of Medicine di Columbus, OH, USA, uno dei leader della ricerca.

- Dr. During, la terapia genica che avete utilizzato per trattare il Parkinson va ad agire sulla causa della malattia, offrendo così una guarigione definitiva, o invece è una terapia sintomatica che deve essere somministrata per tutta la vita?

- La nostra terapia permette di introdurre in maniera stabile il DNA all'interno delle cellule nervose e il gene rimane espresso per tutta la durata della vita del paziente. Quindi, prevediamo che il trattamento debba essere effettuato una sola volta e che continuerà a funzionare finché la persona è in vita. Sebbene l'aumento della produzione del neurotrasmettitore GABA sia indirizzato appositamente per trattare i sintomi del Parkinson, i miei studi pubblicati su Science nel 2002 hanno dimostrato che quest'approccio può avere anche una funzione neuroprotettiva e quindi potrebbe far variare il decorso naturale della malattia.

- Perchè avete scelto proprio un virus adeno-associato (AAV) per trasportare il gene GAD nel cervello dei pazienti? Potrebbe essere utilizzato per trattare altre malattie neurologiche?

- Il virus adeno-associato AAV appartiene alla categoria chiamata Risk Group 1, che indica il livello minimo di tossicità di un microorganismo, infatti non è dannoso per l'uomo, ed è stato impiegato senza pericolo come vettore nei precedenti trial di terapia genica. E' quindi il vettore virale più sicuro di tutti. Ma è anche enormemente efficace nella trasduzione dei neuroni quando viene iniettato nel cervello. Inoltre abbiamo constatato che non ha scatenato una reazione immunitaria. Crediamo quindi che rappresenti il tipo di vettore virale ideale, e questo lo rende particolarmente adatto per poter essere adoperato nell'ambito della terapia genica per trattare anche altre malattie neurologiche.

- Qual è lo scopo della Fase 3 del progetto che vi accingete a compiere?

- L'obiettivo della Fase 3 è di confermare l'efficacia e la sicurezza del trattamento. Recluteremo un numero più grande di pazienti, nella speranza di ottenere risultati molto più sicuri, che serviranno alla Food and Drug Administration per decidere se la nostra terapia potrà essere definitivamente messa in commercio o no.

- Una terapia alternativa per il Parkinson è la stimolazione cerebrale profonda, che richiede l'impianto di vari elettrodi nel cervello. Rispetto a questo trattamento, la terapia genica può offrire benefici maggiori? E quale delle due procedure si è rivelata la più efficiente?

- Se per efficiente intendiamo il rapporto beneficio-rischio, ad esempio benefici senza conseguenze pericolose, allora la nostra tecnica è più efficiente. In termini di efficacia, fino ad ora la stimolazione cerebrale profonda si è dimostrata mediamente leggermente migliore in diverse misure, ma rischia di compromettere le facoltà cognitive e la fluenza verbale del paziente, a differenza del nostro approccio che non danneggia nessun tratto neurofisiologico, e potrebbe anche dare benefici sulla scioltezza del linguaggio. La stimolazione cerebrale profonda presenta circa un 40% di effetti collaterali, la maggior parte dei quali sono molto gravi, mentre il nostro trattamento di terapia genica non causa effetti dannosi, se non qualcuno molto leggero dovuto per lo più alle conseguenze dell'anestesia locale dell'intervento neurochirurgico.

Fonti: http://www.newscientist.com/article/dn20254-gene-therapy-for-parkinsons-passes-the-ultimate-test.html

http://www.businessweek.com/lifestyle/content/healthday/650940.html

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110316222026.htm

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6X3F-52D8R0P-2&_user=10&_coverDate=04%2F30%2F2011&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=gateway&_origin=gateway&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=c2d72847b2b3211aad40bee11690284b&searchtype=a

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Primo trattamento di terapia genica contro il dolore

Ottimi risultati dalla terapia genica contro il dolore cronico. I primi trials clinici sui pazienti hanno dimostrato che il trattamento aiuta significativamente ad alleviare le sofferenze. Lo studio, pubblicato sulla rivista Annals of Neurology, è stato condotto dai ricercatori del University of Michigan Department of Neurology.

L'agente innovativo messo a punto dagli scienziati è il vettore di trasferimento genico NP2, che esprime il neurotrasmettitore encefalina, un oppioide endogeno coinvolto nella regolazione della sensazione dolorifica.

In una fase di sperimentazione preclinica, i ricercatori hanno scoperto che l'iniezione di NP2 dentro la pelle riduce il dolore in modelli animali soggetti a danni nervosi, infiammazioni e tumori.

Si è passati così ad un trial clinico su 10 pazienti che manifestavano un dolore incessante causato da tumori, inserendo l'agente NP2 nella zona della pelle dove era localizzata la sensazione di sofferenza. L'effetto di questo vettore è di indurre la produzione e il rilascio di una sostanza chimica antidolorifica, l'encefalina appunto, che attraversa tutti i siti specifici lungo la "corsia" del dolore.

Nei pazienti che hanno ricevuto dosi basse di NP2, la riduzione del dolore è stata minima; una quantità più alta di NP2, invece, ha portato ad una riduzione maggiore dell'80% a 4 settimane di distanza dal trattamento.

Sulla scia di questi risultati molto promettenti, i ricercatori stanno già pianificando la Fase 2 del progetto, in cui un campione di pazienti sottoposti alla terapia sarà confrontato con un altro campione che invece riceverà un placebo. Questo porterà a risultati più attendibili.

Fonti: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.22446/abstract

http://medicalxpress.com/news/2011-04-clinical-trial-gene-therapy-pain.html