I progressi della terapia genica creano nuove possibilità di trattamento
La terapia genica è una delle opzioni terapeutiche più promettenti per patologie come le malattie genetiche e il cancro. Si tratta di trasferire materiale genetico in una cellula mirata per sostituire o inattivare un gene che causa la malattia o introdurre geni modificati per aiutare a trattare una malattia specifica. Tuttavia, questo campo di ricerca è ancora relativamente nuovo e rimangono molte sfide da affrontare. Ad esempio, la maggior parte dei geni terapeutici trasportati nelle cellule si accumulano all'interno di compartimenti cellulari chiamati endosomi, dove vengono scomposti e degradati. «Una cellula che funziona normalmente scompone tutto ciò che assorbe», spiega Hendrik Fuchs, coordinatore del progetto ENDOSCAPE presso Ospedale universitario della Charité di Berlino in Germania. «Ma se si introduce un gene terapeutico nella cellula, lo si vuole introdurre intero.»
Sviluppare molecole che favoriscono la fuga endosomiale
Trovare il modo di consentire ai geni inseriti di «sfuggire» da questi endosomi e garantire la somministrazione di terapie geniche sicure e mirate ai pazienti sono stati gli obiettivi principali di ENDOSCAPE. Per questo, il team del progetto si è rivolto a molecole che favoriscono la fuga endosomiale, che erano state identificate e isolate dalle radici delle piante diversi anni prima. Il progetto ha riconosciuto il potenziale della combinazione di queste molecole per fornire terapie geniche mirate ed efficaci. Alcune parti del progetto sono state dedicate all'identificazione delle condizioni ideali per la «coltivazione» di queste molecole, alla produzione delle molecole in laboratorio e alla creazione di una catena di approvvigionamento affidabile.
Impalcature molecolari per la terapia genica
Queste molecole che favoriscono la fuga endosomiale sono state poi incorporate in «impalcature» molecolari. «Il DNA si degrada se viene iniettato direttamente nel corpo, per questo è necessario proteggerlo», aggiunge Fuchs. «In questo progetto, abbiamo ottenuto questo risultato con molecole caricate positivamente che circondano il DNA caricato negativamente.» Il progetto ENDOSCAPE ha identificato nuove sostanze con cui costruire queste impalcature. Queste erano anche in grado di trasportare il potenziatore di fuga endosomiale e le molecole di targeting, o ligandi. «L'idea era quella di avere tutto legato in un'unica molecola», spiega Fuchs. Il team del progetto ha riconosciuto che l'inclusione di stimolatori della fuga endosomiale nella molecola di somministrazione consentiva di ridurre significativamente il dosaggio dei composti attivi, dato che la loro degradazione da parte della cellula bersaglio era di gran lunga inferiore. Ciò potrebbe ridurre le possibilità che i pazienti subiscano effetti negativi del farmaco più avanti nel tempo. Una sfida persistente, tuttavia, è stata quella di garantire che queste impalcature, che riuniscono tutte queste molecole, potessero essere interamente incorporate dalle cellule. «C'è un limite alle dimensioni delle particelle che le cellule possono assorbire», spiega Fuchs. «Abbiamo dimostrato che il sistema terapeutico che abbiamo sviluppato funziona in linea di principio, ma la questione della somministrazione mirata deve ancora essere affrontata in modo completo. Ci vorranno ancora diversi anni prima di vederlo nella pratica clinica.»
Un pioniere delle tecniche mediche d'avanguardia
Attualmente, l'unica opzione clinica disponibile è l'uso di virus per veicolare i geni. Questa procedura è costosa - un singolo trattamento può costare milioni di euro - e molto spesso è possibile effettuare un solo tentativo di trattamento, perché il sistema immunitario del paziente lo immunizza contro i trattamenti futuri. «Per questo motivo, i trattamenti non virali, sicuri ed efficaci, hanno il potenziale per ridurre i costi dell'assistenza sanitaria e portare benefici a un numero maggiore di pazienti», afferma Fuchs. I progressi compiuti grazie al progetto ENDOSCAPE contribuiranno a far sì che l'UE sia all'avanguardia nello sviluppo di queste tecniche.
Parole chiave
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