2.

Tecniche

L’identificazione dei geni portatori di anomalie si avvale di tecniche proprie della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica, come il sequenziamento del DNA (identificazione della sequenza delle basi azotate che formano le molecole di acido nucleico), la mappatura genica (localizzazione della posizione dei geni nei cromosomi), la clonazione dei frammenti di DNA e la reazione a catena della polimerasi (PCR).

Per inserire un determinato gene nelle cellule umane, vengono utilizzate varie tecniche.

1.

Iniezione diretta di DNA

Una tecnica consiste nella microiniezione diretta del DNA estraneo direttamente nel nucleo della cellula, mediante una micropipetta (metodo relativamente rapido, ma non sempre molto efficiente; la micropipetta rischia in molti casi di rompere la cellula ospite). Lo scopo è di rendere le cellule che verranno poi impiantate nel paziente, funzionanti, ovvero dotate di geni normali e, quindi, capaci di controllare la sintesi delle proteine necessarie all’organismo, delle quali il paziente è deficitario.

2.

Trattamento delle cellule in soluzione di fosfato di calcio

Un’altra tecnica si basa sulla immersione delle cellule riceventi in una soluzione di fosfato di calcio contenente i geni da integrare; ciò permette la penetrazione dei geni all’interno della cellula fino al nucleo; l’integrazione dei geni non sempre ha successo.

3.

Impiego di retrovirus

Una terza metodica consiste nell’inserimento del frammento di DNA contenente i geni estranei, all’interno di un virus-vettore, capace di introdursi nelle cellule riceventi e di iniettare nel nucleo di queste il frammento stesso. I virus più utilizzati a tale scopo appartengono al gruppo dei retrovirus; tali agenti infettivi permettono l’inserimento dei geni in siti prescelti del genoma dell’organismo ricevente, e la possibilità di trattare contemporaneamente un elevato numero di cellule; ciò aumenta le probabilità di successo dell’operazione. Lo svantaggio principale nell’impiego di virus è dovuto al fatto che risulta efficace solo su cellule in fase di mitosi (cioè, durante la divisione cellulare); pertanto, questa tecnica non può essere applicata a tessuti le cui cellule, dopo essersi differenziate nel corso dello sviluppo dell’organismo, hanno perso la capacità di dividersi (come le cellule del cervello), o la possiedono in misura molto ridotta (ad esempio, cellule dei muscoli e del fegato). Attualmente, il virus più comunemente usato è il virus della leucemia di Moloney, agente patogeno responsabile di una particolare forma di leucemia del topo.

4.

Impiego di adenovirus

Anche i virus appartenenti a un altro gruppo, gli adenovirus, possono essere applicati alla terapia genica. Possono agire da vettori anche su cellule che non si trovano in fase di mitosi e, una volta che siano stati modificati con i geni umani che si intende trasferire alle cellule del paziente, possono essere moltiplicati rapidamente in grandi quantità. Tuttavia, le cellule trattate con adenovirus (e, dunque, contenenti il gene estraneo) possono diventare il bersaglio del sistema immunitario dell’organismo ricevente, ed essere distrutte; inoltre, tali cellule sembrano avere una funzionalità limitata nel tempo, e devono pertanto essere sostituite con nuove cellule modificate.