Terapia Genica

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Terapia Genica

• E un approccio moderno per trattare, curare o in
  ultima analisi prevenire una malattia cambiando
  lespressione di uno o più geni. Può essere
  applicata a cellule somatiche o a cellule
  germinali.
• La terapia genica allo stato attuale è largamente
  sperimentale. La terapia genica germinale non è
  ad animali di grossa taglia e alluomo.

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Gene therapy in medicina interna

• Definizione modificazione di un fenotipo
  mediante trasferimento di (un) gene.
• Notevolmente sviluppata dal punto di vista
  sperimentale in modelli cellulari ed animali.
• Relativamente avanzata dal punto di vista
  clinico.

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Cosa è realmente la terapia genica?

• Per inserire un gene in un sistema complesso
  bisogna innanzitutto avere un gene.
• La terapia genica fornisce quindi uno strumento
  per conoscere meglio le funzioni dei geni e delle
  proteine da essi codificati.

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A cosa serve la terapia genica?

• Cancro cellule tumorali, progenitori
  ematopoietici,T-cells, fibroblasti, cellule
  muscolari.
• Disordini ereditari monogenici cellule
  epiteliali polmonari, macrofagi, progenitori
  ematopoietici, epatociti, cellule muscolari.
• Malattie infettive cellule T, progenitori
  ematopoietici, cellule muscolari.
• Malattie cardiovascolari cellule endoteliali,
  cellule muscolari.
• Artrite Reumatoide cellule epiteliali sinoviali.
• Sindrome del tunnel Carpale cellule nervose.

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Sistemi di gene transfer

• DNA nudo
• Lipidi cationici
• Particelle di DNA condensato
• Gene guns
• Virus

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Dna nudo

• Funziona meglio in vivo che in vitro.
• Uso vaccini.
• Pro economico e facilmente maneggiabile.
• Contro poco efficiente, breve espressione, non
  si presta a selettività tissutale, crea
  infiammazione (CpG non metilate).

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Lipidi Cationici

• Legano il DNA mediante interazioni
  elettrostatiche (non covalenti)
• Transitorio
• Uso Fibrosi Cistica (entra bene nellepitelio
  polmonare)
• Pro come il DNA nudo.
• Contro bassa efficienza, breve espressione.

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DNA condensato

• I polimeri usati sono polilisine,
  oligopeptidi,imine polietileniche.
• Pro si presta a future manipolazioni può
  prababilmente favorire la selettività se usato
  insieme ad altre tecnologie.
• Contro come si fa a far andare il dna nel nucleo
  (dove deve replicarsi).

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Gene Guns

• Cannoncini che sparano il DNA nudo o nelle
  cellule (difficile in vivo) o nellinterstizio.
  E un alternativa alliniezione.
• Pro bassa immunogenicità. Sostituirà lago
  nelliniezione di DNA nudo.
• Contro Si può sparare sulla pelle, ma quali
  altri organi?

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Elettroporazione

• Mediante delle differenze di potenziale
• (scariche elettriche) si fanno dei buchi sulla
  membrana citoplasmatica e il DNA entra nelle
  cellule.
• Poco applicabile in vivo, in vitro uccide molte
  cellule.

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Vettori virali

• Adenovirus.
• Retrovirus.
• Virus Adeno associati (AAV) Parvo virus.

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Adenovirus

• I più efficaci sistemi di gene transfer a
  disposizione.
• Oltre 50 sierotipi di AV umani.
• In G.T si usano quasi esclusivamente il
  sierotipo 2 e 5, in più comuni.
• 36 Kb DS-DNA.
• gt50 polipeptidi divisi in
• -E1 fattori di trascrizione.
• -E2 replicatori genoma virale
• -E3 Fattori prottetivi immunogeni
• -E4 replicatore genoma virale
• First generation E3 def. Circa 7.5 KB
• Newer generations E1,E2/E4.

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• Promotore CMV.
• Fegato sito di maggiore uptake.
• Pro molto efficaci, elevata e rapida
  espressione, relativa specificità.
• Contro tossici, rapida eliminazione, molti umani
  sono già sensibilizzati, spesso contaminati.

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Retrovirus

• SS-RNA avviluppato in lipidi, 7-11 KB, si
  inseriscono nel genoma dopo essere stato
  retrotrascritto.
• Si divide in Onco Retrovirus, Lenti virus, Spuma
  virus.
• Infezioni croniche. Ben tollerati dall ospite in
  cui si slatentizzano di tanto in tanto.
• GAG proteine strutturali POL polimerasi ENV
  proteine di superficie.
• 83 KB di Dna eterologo che si può inserire nel
  genoma.

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• Prolonged transgene expression.
• Ridotti livelli di espressione.
• Le proteine di superficie hanno recettori
  specifici sulle membrane cellulari, per cui
  entrano più facilmente in alcuni tessuti che in
  altri.
• Vengono rapidamente eliminati dal circolo.
• Molto usati ex vivo, poco usati in vivo.

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Virus Adeno Associati (AAV)

• Parvovirus.
• Necessitano di un helper.
• 6 sierotipi, si usa il 2.
• Non ci sono malattie associati agli AAV.
• Nel genoma ci sono 2 geni che producono multipli
  polipeptidi
• REP produce prodotti per la
  replicazione.
• CAP produce proteine strutturali.

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• REP permette l integrazione nel cromosoma 19.
• Espressione lenta ma duratura
• 5.0 KB di spazio.
• Pro espressione stabile e duratura.
• Contro poco spazio, difficile da produrre su
  larga scala.

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Studi clinici

• Malattia Ischemia (Miocardio,Claudicatio
  intermittens).
• Gene VEGF.
• Transfer in vivo.
• Vettore Dna nudo.
• Risultati VEGF è un fattore solubile.
  Liniezione di DNA nudo IM conduce allaumento
  dei livelli circolanti del fattore induzione
  della neoangiogenesi. Rivascolarizzazione
  eterotropa del vaso.
• Obiezioni Studio in fase 1, mancano i controlli.
  Per il miocardio, mancano evidenze angiografiche
  di rivascolarizzazione, solo evidenze
  morfologiche e funzionali ottenute alla
  scintigrafia.

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Studi di fase I/II per valutare la tossicità

• 1 studio Malattia SCID.
• Gene ADA.
• Transfer ex vivo in T Cell.
• Vettore LASN (Retrovirus).
• Risultato miglioramento del quadro clinico
• Obiezioni scarso numero di pazienti (n2)
  assenza di controlli. La terapia tradizionale non
  fu discontinuata.
• NIH trial.
• Telethon study.

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Caso Gelsinger

• Malattia Iperammonemia.
• Gete OTC (Ornithyne Transcarbamylase).
• Transfer in vivo, target il Fegato.
• Vettore Adenovirus, replicatio deficient.
• Risultato morte per ARDS nell ambito di SIDS.

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Gene therapy in Hypertension

• L ipertensione è una sindrome (malattia) a
  trasmissione familiare, ma multifattoriale.
  Probabilmente più di un gene vi è coinvolto e
  alcuni geni in certi tipi di ipertensione sono
  più colpevoli di altri.
• Si definisce iperteso
• Sistolica gt140 mmHg.
• Diastolica gt 90 mmHg

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Condizioni cliniche che derivano dallipertensione

• Stroke
• Cardiopatia ipertrofica e poi dilatativa.
• Cardiopatia ischemica.
• Arterosclerosi.
• Insufficienza renale.