Anche se la terapia genica si definisce come qualsiasi trattamento che altera la funzione di un gene, spesso si ritiene che consista nell’impianto di geni normali nelle cellule di un individuo con carenza di tali geni normali a causa di uno specifico disturbo genetico. Questa tecnica viene definita terapia di inserimento genico o terapia di inserimento dei geni. I geni normali possono essere prodotti mediante l’impiego della reazione a catena della polimerasi (polymerase chain reaction, PCR), a partire da acido desossiribonucleico (DNA) normale donato da un altro individuo. Attualmente, la terapia di inserimento genico sembra poter essere più efficace nella prevenzione o nel trattamento dei difetti di un singolo gene, come la fibrosi cistica. (vedere anche Geni e cromosomi.)
Il trasferimento di DNA normale nelle cellule di un individuo può avvenire con diversi metodi.
Trasfezione virale
Uno è l’uso di un virus, poiché certi virus hanno la capacità di inserire il proprio materiale genetico nel DNA umano. Il DNA normale viene inserito con una reazione chimica nel virus, che successivamente infetta (transfetta) le cellule dell’individuo, trasmettendo in tal modo il DNA nel nucleo di tali cellule.
Uno dei dubbi sull’inserimento mediante l’impiego di un virus riguarda le potenziali reazioni al virus stesso, simili a un’infezione. Un altro dubbio è legato al fatto che il nuovo DNA normale può “perdersi” o non riuscire a integrarsi nelle nuove cellule dopo un certo periodo di tempo, portando alla ricomparsa del disturbo genetico. Inoltre, esiste il rischio di sviluppo di anticorpi contro il virus, che causa una reazione simile al rigetto di un organo trapiantato.
Liposomi
Un altro metodo per l’inserimento di geni si basa sull’impiego dei liposomi, piccoli involucri contenenti il DNA, che vengono inglobati dalle cellule alterate, dove rilasciano il loro DNA nel nucleo cellulare. Talora questo metodo non funziona perché i liposomi non vengono assorbiti nelle cellule dell’individuo o il nuovo gene non funziona come dovrebbe oppure si perde.
Tecnologia antisenso
Un altro metodo usato nell’ambito della terapia genica si basa sulla tecnologia antisenso, che non prevede l’inserimento di geni normali. In questo caso, avviene una semplice disattivazione dei geni alterati. Con la tecnologia antisenso, i farmaci possono combinarsi a specifiche parti del DNA, prevenendo il funzionamento dei geni interessati. La tecnologia antisenso è attualmente in fase di studio per la terapia dei tumori, ma è ancora a livello molto sperimentale. Tuttavia, sembra avere il potenziale di essere più efficace e sicura della terapia a inserimento genico.
Variazione chimica
Un altro approccio alla terapia genica è rappresentato dall’aumento o dalla riduzione delle attività di certi geni attraverso una modifica di reazioni chimiche nella cellula deputata al controllo dell’espressione genica. Ad esempio, la modifica di una reazione chimica detta metilazione può alterare la funzione di un gene, facendo sì che aumenti o riduca la produzione di certe proteine o che produca proteine di tipo diverso. Tali metodiche sono in corso di sperimentazione per il trattamento di certe forme di cancro.
Terapia di trapianto
La terapia genica è inoltre in fase di studio sperimentale nella chirurgia dei trapianti. Alterando i geni degli organi trapiantati per renderli più compatibili con i geni del destinatario, il destinatario degli organi ha meno probabilità di sviluppare il rigetto dell’organo trapiantato. Il destinatario potrebbe, quindi, non dover essere sottoposto a terapia farmacologica per la soppressione del sistema immunitario, che può avere effetti collaterali seri. Tuttavia, finora questo tipo di trattamento non ha generalmente mostrato efficacia.
CRISPR-CAS9
CRISPR-CAS9 sta perclustered regularly interspaced short palindromic repeats–CRISPR-associated protein 9 (brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari–proteina 9 associata a CRISPR). CRISPR-CAS9 è uno strumento di editing genetico che esegue un taglio preciso in un filamento di DNA, lasciando quindi che intervenga il normale processo di riparazione del DNA che integra un gene inserito di recente nel DNA. Questa tecnica è ancora in fase sperimentale, ma è stata eseguita su diversi embrioni umani nel tentativo di riparare dei difetti genetici.