Progressi della terapia genica quale possibile trattamento della SMA
di Christine DiDonato, Robin Parks e Rashmi Kothary

La debolezza muscolare e la paralisi di cui soffrono i malati di SMA è dovuta ad una ridotta quantità di una proteina assolutamente essenziale per la corretta funzione e per la conservazione di muscoli e nervi. Questa proteina cruciale è sintetizzata da un gene denominato survival motor neuron (SMN). A causa di un recente sviluppo evolutivo della razza umana, l'uomo possiede due geni SMN quasi identici (SMN1 e SMN2). L'SMN1 produce soprattutto un trascritto RNA usato per la produzione di grandi quantità di proteina SMN. L’SMN2, per contro, produce due specie di RNA: piccole quantità di un trascritto RNA completo (uguale a quello prodotto dall’SMN1) e grandi quantità di un trascritto RNA più breve.
Tutti i malati di SMA sono privi della copia funzionale del gene SMN1 ma posseggono almeno una copia del gene SMN2 che è capace di produrre una piccola quantità di proteina SMN. Questa piccola quantità di proteina sembra essere sufficiente per tutti i tipi di cellule tranne che per le cellule motoneuronali del midollo spinale; da ciò la degenerazione e morte dei nervi che controllano i movimenti volontari. Precedenti studi di correlazione genotipo-fenotipo SMN2 e di complementazione genetica su topi SMN hanno dimostrato che la severità della SMA è attenuata dal livello di SMN endogena. Perciò i metodi che mirano ad aumentare i livelli intracellulari di proteina SMN sono potenziali strategie per il trattamento della SMA.

Come mezzo per aumentare i livelli intracellulari di SMN stiamo studiando il potenziale costituito dalla terapia di sostituzione del gene SMN. Il nostro lavoro, DiDonato ed Altri (2003), pubblicato sul numero del 20 gennaio 2003 della rivista Human Gene Therapy è il primo passo di questo processo. Sebbene i motoneuroni siano il bersaglio finale della terapia, abbiamo verificato la possibilità di rimpiazzare il gene SMN in cellule epiteliali (fibroblasti) prelevate da pazienti gravi con SMA di tipo I. Abbiamo scelto queste cellule perché sono relativamente facili da coltivare, hanno bassi livelli di SMN e mancano di una struttura nel nucleo che chiamiamo "gemma". Queste "gemme" nucleari sono ricche di SMN e di altri tipi di proteine. Quando l’SMN è presente a livelli elevati all'interno della cellula, le gemme sono in grado di formarsi. Le normali cellule della pelle contengono gemme, mentre le cellule dei pazienti SMA tipo I hanno un numero notevolmente inferiore di gemme o ne sono prive.
Abbiamo usato questa peculiarità per valutare il potenziale di trasferimento del gene SMN alle cellule epiteliali dei pazienti SMA. I nostri risultati dimostrano che la SMN può essere efficientemente espressa da un vettore virale e che la risultante proteina SMN ricombinante può interagire con le altre proteine intracellulari. Quando abbiamo importato nelle cellule dei pazienti la SMN tramite il nostro vettore adenovirus, siamo stati in grado di aumentare i livelli intracellulari di SMN e far ricomparire le gemme nelle cellule dei pazienti SMA tipo I. Inoltre, quando la SMN si è rilocata nelle gemme, ha causato pure la rilocazione in queste strutture anche di altre proteine associate. In base ai nostri risultati, crediamo che una strategia terapeutica basata sul trasferimento del gene SMN possa essere efficace. Tuttavia, abbiamo solo iniziato il processo di determinazione del potenziale di questa strategia. Il nostro prossimo passo sarà quello di fare un test in vivo. In questo caso, useremo il vettore adenovirale contenente SMN nei modelli murini della SMA. In tal modo verificheremo se, fornendo SMN, si possono correggere i danni derivanti dai bassi livelli intracellulari di SMN, cioè se i motoneuroni ed i muscoli scheletrici possono essere recuperati. Inoltre capiremo se il trattamento richiederà una terapia cronica. Per risolvere questo problema stiamo sviluppando un adenovirus privo di tutto il codice virale e contenente l'intero locus genomico SMN1. Simili tipi di vettori si sono dimostrati in grado di fornire per tutta la vita l'espressione del transgene, migliorando la patologia della malattia in modelli murini di altre malattie dell’uomo.

Nel complesso il lavoro presentato da DiDonato ed Altri (2003) su Human Gene Therapy dimostra la fattibilità del trasferimento genico SMN. Invitiamo altri ricercatori ad unirsi a noi usando altri metodi per il trasferimento dell’SMN (sia virali che non virali) in modelli animali della SMA. Così facendo sarà possibile disporre di una vasta base di conoscenze che ci permetterà di progredire per impiegare il miglior trattamento di terapia genica sui pazienti SMA. Questo è molto importante poiché una strategia globale di trattamento della SMA può richiedere un intervento sia farmacologico che genetico.

Gennaio 2003

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