Prospettive sull’impiego di terapie geniche e delle cellule staminali nella cura della fibrosi cistica e di altre malattie genetiche

di Dace Shugg

Professor Bob Williamson AO, Membro della Royal Society
Professore di Genetica Medica all’Università di Melbourne, Australia

Recentemente Bob Williamson ha tenuto in Tasmania una serie di quattro conferenze sull’argomento, a cui hanno partecipato ricercatori, medici, studenti, familiari e persone affette da fibrosi cistica. Quello che segue è un sunto del discorso che il professor Williamson ha tenuto di fronte a 42 tra genitori, nonni e malati, tutti interessatissimi e attentissimi, di cui vorrei fare partecipi i lettori della newsletter di CFW.


Ognuno di noi, a suo modo, può sentirsi frustrato a causa del sistema in cui lavora. Ciò è particolarmente vero per i medici e gli scienziati, che si gettano anima e corpo in nuove idee e progetti sperimentali (es. la terapia genica o le cellule staminali), ma finiscono per perdere il loro entusiasmo dopo anni passati a lottare con le restrizioni imposte loro da avvocati, comitati etici, ospedali e autorità sanitarie. Il professor Williamson suggerisce a tutte le persone che hanno a che fare con la FC di leggere un articolo pubblicato sulla rivista New Yorker (http://www.newyorker.com/fact/content/?041206fa_fact), per farsi un’idea di quello che dovremmo fare, di ciò a cui dovremmo aspirare per i nostri bambini e adulti affetti da FC.

Monitoraggio

Si stima che in Australia, su 20 milione di abitanti, un milione di persone siano portatori sani di mutanti che sono causa della FC. In Tasmania, il più piccolo tra gli stati australiani, l’incidenza di questa malattia è elevata, probabilmente perché molti colonizzatori provenivano dall’Irlanda e dalla Scozia. In un luogo piccolo come la Tasmania, abitata da non più di 500.000 persone, sarebbe possibile sottoporre l’intera popolazione ai test per individuare i portatori sani di FC con costi contenuti (intorno a un dollaro a persona). Sarebbe certamente utile sottoporre a tali test i familiari delle persone ammalate di FC. Il vero costo sarebbe rappresentato dal tempo che medici, infermieri e personale dei consultori dovrebbero trascorrere a illustrare i risultati dei test a coloro che prima di sottoporvisi non sapevano di essere portatori sani di FC.

Portatori in salute

Perché ci sono tanti portatori sani in Australia, e perché la FC è così diffusa in questo paese? Sembra che dipenda dal fatto che i portatori sani di FC siano più sani dei non-portatori, perché durante l’infanzia il loro fisico sviluppa una maggiore resistenza alla diarrea: i germi che causano la diarrea (salmonella e E. coli), infatti, attaccano l’organismo legandosi alla proteina CFTR nell’intestino; siccome sulla superficie delle cellule presenti nell’organismo dei portatori sani è presente la metà delle proteine che si trovano sulle cellule dei non-portatori, i primi hanno minori probabilità di essere attaccati da virus intestinali rispetto ai secondi! Sono sicuro che nessuno dei presenti alla conferenza lo sapeva!

Diagnosi prenatale

Le coppie che hanno un figlio affetto da FC e che vorrebbero averne un altro, questa volta sano, possono ricorrere alla diagnosi prenatale già alla 10°-11° settimana di gravidanza, senza dover attendere la 18°-20° settimana, come avveniva in passato. Alcune coppie scelgono di ricorrere alla fecondazione artificiale; in questo caso l’embrione sarà sottoposto a opportuni test prima di essere impiantato, per avere la certezza che il nascituro sia sano.

Ancora nessuna cura

La nostra frustrazione per la mancanza di cure per la FC ci porta a dimenticare che 25 anni fa le prospettive di vita per i bambini affetti da questa patologia erano pessime e che pochi bambini raggiungevano l’età adulta. Attualmente in Australia nel 98% dei casi lo screening prenatale la FC viene diagnosticata entro le prime settimane di vita, anche grazie allo screening prenatale, e i bambini cominciano a essere sottoposti alle terapie adeguate entro poche ore dalla formulazione della diagnosi. In Australia poco meno della metà delle persone affette da FC ha superato i 18 anni, un dato destinato a oltrepassare la soglia del 50% in breve tempo. La situazione è cambiata rispetto al passato: abbiamo antibiotici, mucolitici e enzimi più efficaci e coloro che necessitano un trapianto possono contare su farmaci anti-rigetto migliori.

L’importanza dei piccoli progressi

Ogni anno negli Stati Uniti vengono raccolti 170 milioni di dollari a favore della ricerca sulla FC. La Cystic Fibrosis Foundation finanzia un programma di ricerca innovativo e molto attivo in campo farmacologico, che consiste nel testare decine di farmaci e composti, alcuni nuovi e altri già conosciuti, per verificarne l’efficacia nella cura della FC. Trovare un farmaco ogni anno che consenta di migliorare la qualità della vita delle persone affette da FC e di allungare la loro vita di 6-12 mesi è già un passo avanti. Questo però non è abbastanza per chi, come il professor Williamson, è impegnato nella ricerca di terapie sempre più efficaci.

Il professor Williamson ha poi illustrato i progressi fatti nell’ambito della ricerca sulla terapia genica e sulle cellule staminali, e le prospettive per un loro impiego nella cura della FC.

Terapia genica

Quando il gene della FC fu scoperto e isolato, si pensò che sarebbe stato semplice ottenerne una copia sana, inserirla nelle cellule che rivestono i polmoni e ripristinare così la normale funzione di trasporto del sale biliare. È proprio così? Sfortunatamente non è così.
Effettivamente è stato semplice ottenere una copia sana del gene da persone non affette da FC. Molte copie poi possono essere prodotte in laboratorio ricorrendo ad agenti fermentativi simili a quelli usati per fare la birra! Tuttavia medici e ricercatori non avevano fatto i conti con la grande difficoltà di impiantare i nuovi geni nelle cellule polmonari. L’organismo umano è dotato di difese molto efficaci contro l’intrusione di un DNA sconosciuto. Il professor Williamson e la sua équipe nel 1994 provarono a introdurre o geni sani nel corpo di 12 volontari affetti da FC tramite l’inalazione di un composto grasso che mascherava i geni, ottenendo una correzione del 50% per poche ore. Un risultato positivo dal punto di vista scientifico, perché costituisce un punto di partenza per nuove ricerche; ma l’esperimento non ha apportato nessun beneficio ai 12 volontari.

Tumori e virus freddi

Sono stati fatti esperimenti per il trasporto dei geni sani nelle cellule per mezzo dei virus. Pur adattandosi molto bene allo scopo, in alcuni casi questi ultimi hanno provocato gravi effetti collaterali: per esempio quando si è fatto ricorso a virus tumorali su pazienti affetti da immunodeficienza (bambini costretti a vivere sotto una specie di campana di vetro per mancanza di difese immunitarie contro le infezioni), 4 su 12 si sino ammalati di leucemia. Si teme che lo stesso possa accadere qualora i virus fossero usati nella cura della FC.
La terapia genica potrebbe essere una soluzione; purtroppo la strada verso i risultati desiderati è irta di difficoltà.

Cellule staminali

Il professor Williamson ritiene che parte della soluzione potrebbe venire dalle cellule staminali. Che cosa sono? Come potrebbero aiutare i malati di FC? Perché la ricerca sulle cellule staminali suscita forti divergenze di opinioni? Le cellule staminali sono cellule totipotenti, ovvero cellule che possono svilupparsi di diversi tipi di altre cellule, a seconda di come vengono stimolate. Le cellule staminali sono presenti sia negli embrioni che nei tessuti adulti.

Abbiamo sempre pensato che per ottenere un embrione servissero una cellula uovo e uno spermatozoo, ma la pecora Dolly ha dimostrato che gli spermatozoi non sono necessari. Sostituendo il nucleo di una cellula uovo con quello di una cellula di tessuto adulto (es. pelle) si ottengono cellule staminali che possono dare vita a qualsiasi tipo di cellula specializzata. Nel caso della pecora Dolly è stato usato il nucleo di una cellula mammaria prelevata dalla madre di Dolly. In laboratorio, dopo 300 tentativi falliti, da questo embrione artificiale è stato sviluppato un embrione reale e infine è nata Dolly, la pecora-clone.

È stato così provato che è possibile ottenere cellule in laboratorio tramite trasferimento nucleare e coltivare le cellule totipotenti in capsule di Petri. Queste ultimepoi, con l’impiego di fattori biochimici che inneschino il processo, possono essere trasformate in cellule respiratorie. La domanda è: è possibile inserire una copia sana del gene della FC in una cellula staminale, e introdurre quest’ultima nel paziente? Come si comporterà l’organismo: l’accetterà o la rigetterà? Ovviamente, se il nucleo originario proviene da una persona portatrice di FC, l’organismo riconoscerà la cellula e non la rigetterà. Questo però comporta la necessità di trovare un modo per correggere il mutante della fibrosi in laboratorio.

Fecondazione artificiale e embrioni sovranumerari

Il modo più semplice per ottenere cellule staminali è quello di prelevarle dagli embrioni non impiantati nell’ambito della procedura di fecondazione assistita: con il consenso della coppia, infatti, essi potrebbero essere usati nella ricerca invece di essere eliminati. Tuttavia alcuni, pur essendo consapevoli che gli embrioni vengono in ogni caso eliminati, sono fortemente convinti che tale utilizzo a scopo di ricerca sia un modo per sminuire il significato della vita umana.per questo motivo ogni singola richiesta di utilizzo degli embrioni congelati deve essere valutata e approvata da comitati etici.

Se la fecondazione artificiale viene usata per permettere a una coppia di dare alla luce un figlio sano, gli embrioni affetti da FC che non vengono impiantati possono rivelarsi estremamente utili alla ricerca su tale patologia. Se i ricercatori riusciranno a correggere il difetto nelle cellule degli embrioni affetti da FC, potrebbe aprirsi la strada alla cura dei pazienti affetti da questa patologia con le loro proprie cellule corrette, eliminando così ogni problema di rigetto.

Sangue placentare

Il sangue presente nella placenta espulsa a seguito di un parto è molto ricco di cellule staminali. In un caso su quattro le cellule del sangue placentare di un bambino non affetto da FC hanno lo stesso modello immunitario di quelle del fratello germano malato. In caso di buona corrispondenza di HLA, le cellule staminali estratte dal sangue placentare potrebbero essere indotte a trasformarsi in cellule respiratorie per poi essere usate per curare il fratello malato.

Cellule staminali adulte

Sembra che anche in molti tessuti adulti siano presenti cellule staminali, anche se spesso è difficile farle crescere. La ricerca in questo campo attira molti fondi perché ciò potrebbe costituire la cura non solo per la FC, ma anche per altre malattie quali il morbo di Alzheimer e quello di Parkinson, le lesioni spinali e il cancro. Prima di morire, Christopher Reeve, che ha sempre sostenuto questo tipo di ricerca, ha mostrato qualche miglioramento nella funzione motoria. Per quanto minimi siano stati, forse solo il 5%, questi miglioramenti rappresentano pur sempre una speranza per tutti i tetraplegici che sognano di riacquistare almeno una parte della loro indipendenza.

Aspetti legali

La legislazione australiana nel campo non sembra essere dettata né dalla logica né dal buon senso. È possibile usare embrioni sani non impiantati con la fecondazione artificiale a scopo di ricerca previa autorizzazione del Comitato Etico, però una coppia non può donare cellule uovo e spermatozoi per ottenere un embrione che possa curare il figlio affetto da FC. È proibito trasferire il nucleo da una cellula ad un’altra, anche se quest’ultima non sarà impiantata in un utero. Sotto alcuni aspetti le leggi australiane sono molto liberali, ma in altri casi (es. il trasferimento nucleare) sono molto più restrittive di quelle statunitensi e dei paesi europei. È comunque in corso una revisione della legislazione e la speranza è che questa possa portare benefici a tutti coloro che, in un modo o nell’altro, si interessano di FC, e che possa consentire agli scienziati australiani di continuare a lavorare nel loro paese alla ricerca di una cura.

Perché fare ricerca in Australia?

Molti si domandano perché è così importante fare ricerca in Australia. Perché non aspettare invece che vengano fatti progressi negli Stati Uniti o in Gran Bretagna? Perché continuare a cercare fondi per fare ricerca in Australia? Che cosa potrebbe succedere se si smettesse di fare ricerca in Australia? Il professor Williamson ritiene che inizialmente all’apparenza non ci sarebbero problemi; dopo 5-10 anni, però, la grande maggioranza dei ricercatori e medici potrebbero abbandonare il paese, cosicché gli australiani affetti da FC sarebbero costretti ad aspettare pazientemente per poter beneficiare delle cure scoperte all’estero. Per evitare che ciò accada, ogni paese dovrebbe stimolare i propri scienziati a continuare in patria le loro ricerche sulla FC.