Bioetica Genetica, Biotecnologie, Clonazione, Cellule Staminali: Elementi Tecnico-Scientifici

Transcript

1 Bioetica Genetica, Biotecnologie, Clonazione, Cellule Staminali: Elementi Tecnico-Scientifici 1 Corso A.M.C.I. di Formazione in Bioetica 22 ottobre 2005

2 Il Genoma e le Malattie Genetiche nell Uomo I Test Genetici Fecondazione Assistita e Clonazione Le Cellule Staminali: Potenziali Impieghi Ai Confini della Vita 2

3 Ai Confini della Vita 3

4 Il Cariotipo Umano Normale (Maschile) 46,XY Ai Confini della Vita 4

8 Organizzazione del Genoma Umano Il DNA è contenuto in molecole distinte (cromosomi), costituite da DNA e proteine Le cellule germinali contengono 23 cromosomi, quelle somatiche ne contengono 46 Ciascun cromosoma contiene in media più di 1000 diversi geni, le unità fondamentali del materiale genetico Il genoma umano contiene geni Ogni gene codifica per (almeno) una diversa proteina Ai Confini della Vita 8

9 Classificazione delle malattie genetiche Monogeniche (o mendeliane) β-talassemia Distrofia muscolare di Duchenne Cromosomiche Sindrome di Down Sindrome di Klinefelter Multifattoriali Diabete Cancro Labiopalatoschisi Ai Confini della Vita 9

14 DETERMINAZIONE DEL GRADO DI FAMILIARITA Incidenza popolazione generale 4/1.000(0.4%) Diabete tipo I (giovanile) Incidenza tra i fratelli di soggetti affetti: 6/100 (6%) 6/0.4 = 15 = grado di familiarità nei fratelli (λs) s=siblings (fratelli/sorelle) Ai Confini della Vita 14

15 Categorie di Test Genetici Diagnostici A cascata Di screening Predittivi/Presintomatici Prenatali Ai Confini della Vita 15

18 I II III 1 2 Fibrosi Cistica Ai Confini della Vita 18

21 I Br. Ca aa. 2 II 1 Br. Ca aa. Br. Ca. 36 aa. III Ai Confini della Vita 21

22 Quesiti Nella mia famiglia c è una predisposizione allo sviluppo di tumori? E possibile stabilire qual è il mio rischio, e quali tipi di tumore riguarda? Si può vedere dalla mappa genetica? Che cosa posso fare per prevenirli? Si può usare la terapia genica? E che cosa succederà ai miei figli? Ai Confini della Vita 22

24 TEST GENETICI: POSSIBILI ESITI Positivo Negativo Non Informativo Dipendono dalla finalità con cui il test viene eseguito e dalla patologia molecolare della specifica malattia Ai Confini della Vita 24

26 CATEGORIE DI TEST PER LA PREDISPOSIZIONE GENETICA A TUMORI E POSSIBILI ESITI Test di screening mutazionale positivo non informativo Test predittivo positivo (vero) negativo Ai Confini della Vita 26

27 TEST GENETICI PER LA PREDISPOSIZIONE A TUMORI: FATTORI COMPLICANTI Eterogeneità allelica Eterogeneità genetica Incompleta conoscenza dei geni implicati e dei meccanismi mutazionali Difficoltà nell interpretazione di alcuni risultati (es. varianti non classificate) Fenocopie Ai Confini della Vita 27

29 Prelievo di tessuti fetali (amniocentesi( amniocentesi, villocentesi, cordocentesi) Coltivazione delle cellule fetali Diagnosi citogenetica Estrazione del DNA Diagnosi molecolare Ai Confini della Vita 29

30 Tecniche di Diagnosi Prenatale Villocentesi (CVS) Amniocentesi Funicolocentesi Fetoscopia biopsia di tessuti fetali Ecografia Diagnosi pre-impianto Analisi di cellule fetali nel sangue materno Ai Confini della Vita 30

31 Diagnosi Genetica Preimpianto Analisi di materiale genetico embrionario effettuata su un campione rappresentativo ad uno stadio di sviluppo precedente l impianto nella parete uterina Ai Confini della Vita 31

32 Tessuti per la Biopsia Preimpianto Oocita Stadio di clivaggio Blastocisti Corpo Polare Blastomero Trofoectoderma Ai Confini della Vita 32

33 Il principio della PGD affetto affetto affetto Trasferire solo gli embrioni sani nella paziente Ai Confini della Vita 33

34 TEST GENETICI SUI MINORI In quali condizioni sono indicati? A quale età iniziare a proporli? Ai Confini della Vita 34

35 Fattori etici in consulenza genetica Autonomia Beneficialità Primum non nocere Ai Confini della Vita 35

36 Autonomia Diritto dell individuo ad agire liberamente, sulla base di informazioni adeguate e senza coercizioni Diritto a non ricevere le informazioni Ai Confini della Vita 36

37 Paternalismo (beneficialità vs. autonomia) Safer vs Pack (1996, USA): una donna affetta da cancro del colon denuncia l ospedale in cui lavorava il medico che 40 anni prima aveva diagnosticato la stessa malattia a suo padre. All epoca il padre aveva espressamente chiesto che la sua famiglia non fosse informata della diagnosi di cancro. La figlia riteneva che fosse dovere inderogabile del medico informarla del suo rischio di cancro determinato dalla storia familiare. Dovere di informazione vs. autonomia decisionale del singolo! Ai Confini della Vita 37

38 Rischi dei test genetici Possono indurre eccesso di ansia Possono rovinare i rapporti familiari Possono determinare discriminazione in ambito assicurativo (vita; sanitaria), in ambito lavorativo, e nelle relazioni sociali. Ai Confini della Vita 38

39 Rischi dei test genetici Ai Confini della Vita 39

40 Anamnesi familiare e personale Esame obiettivo, indagini di laboratorio/strumentali Verifica documentazione clinica Diagnosi Formulazione rischio a priori e informazione su storia naturale e aspetti genetici (Sessione Educativa ) Test disponibile Test non disponibile Test eseguito Test rifiutato Positivo Negativo Sorveglianza popolazione generale Offerta protocollo specifico di sorveglianza Ai Confini della Vita 40

41 Consulenza genetica il ruolo del genetista clinico è quello di stabilire (o verificare) una diagnosi accurata su cui basare la consulenza e definire prognosi e follow-up, identificare il rischio di trasmettere la malattia e le modalità con le quali questa può essere prevenuta o controllata. Questo processo è di tipo comunicativo e deve essere in grado di fornire adeguato supporto nella comprensione del significato della malattia genetica e sulle conseguenti decisioni da affrontare (mod. da Kingston, 1994) Ai Confini della Vita 41

42 The greatest threat to our democracy comes from. oligarchy, the rule of the few who claim to be the best Democracy could be eroded by the cunning merchants of genetic superiority (Charles Van Doren) Ai Confini della Vita 42

43 Galacidalacidesoxiribunucleicacid (Omaggio a Crick e Watson) Salvador Dalì, Ai Confini della Vita 43

44 Clonazione cellulare Si ottiene dalla divisione di una singola cellula posta in una piastra di coltura in questo modo si ottiene una popolazione di cellule identiche

45 Clonazione Animale: Tappe Storiche (1) 1892: Driesch dimostra che ogni singola cellula di un embrione di riccio animale allo stadio di 2-4 cellule può dare origine ad un embrione perfettamente formato 1894: Loeb dimostra nel riccio di mare che singoli nuclei di cellule embrionali possono dare origine ad embrioni che giungono a maturazione completa 1928: Spemann dimostra nella salamandra che i nuclei di cellule provenienti da embrioni allo stadio di 16 cellule possono dare origine ad individui completi Ai Confini della Vita 45

48 UN ESPERIMENTO FANTASTICO Immaginiamo che si possa introdurre il nucleo di una cellula differenziata, magari di una cellula adulta, in un oocita privato del proprio nucleo. Che cosa accadrebbe? Hans Spemann, 1938 Ai Confini della Vita 48

49 Clonazione Animale: Tappe Storiche (2) 1952: Briggs e King ottengono girini di Rana pipiens effettuando per la prima volta esperimenti di trasferimento nucleare 1958: Fischberg, Elsdale e Gurdon ottengono esemplari adulti di rana sudafricana mediante trasferimento nucleare 1962: Gurdon effettua con successo esperimenti di trasferimento nucleare utilizzando cellule intestinali differenziate di rana adulta 1986: Willadsen clona una pecora mediante trasferimento nucleare utilizzando cellule embrionali (stadio di 8 cellule) Ai Confini della Vita 49

51 Clonazione Animale: Tappe Storiche (3) 1995: Wilmut e Campbell producono Megan e Morag, nate dopo esperimenti di trasferimento nucleare a partire da cellule embrionali differenziate 1997: viene segnalata la nascita di Dolly, il primo essere prodotto mediante clonazione da cellule adulte 1997: nasce Polly, ottenuta per clonazione da un fibroblasto fetale nel quale è stato introdotto il gene che codifica per il fattore VIII della coagulazione 1998: vengono allestite linee cellulari pluripotenti da embrioni umani Ai Confini della Vita 51

52 CELLULA STAMINALE TOTIPOTENTE E UNA CELLULA DOTATA DI DUE PROPRIETA FONDAMENTALI: 1. Capacità di autoriproduzione illimitata (ovvero di riprodursi senza differenziarsi) 2. Capacità di dare origine a cellule progenitrici di transito, con capacità proliferativa limitata, dalle quali discendono popolazioni di cellule altamente differenziate Ai Confini della Vita 52

60 CLONAZIONE: PROBLEMI Bassa efficienza delle procedure attuali (Dolly è l unico embrione sopravvissuto su 277 ricostruiti) La probabilità che una gravidanza ottenuta da trasferimento nucleare arrivi a termine è 10 volte inferiore rispetto a quelle naturali La frequenza di morti neonatali negli animali prodotti per clonazione è 3 volte superiore rispetto alle gravidanze naturali Gli animali nati da queste procedure tendono ad avere dimensioni superiori alla norma ( large fetus syndrome ) difetto del normale Imprinting Genomico? Ai Confini della Vita 60

61 CLONAZIONE: POTENZIALI APPLICAZIONI Miglioramento delle conoscenze Miglioramento della qualità degli animali da allevamento Conservazione di specie in via di estinzione Produzione di animali geneticamente trasformati (es., per produrre farmaci utili, o animali resistenti a malattie) Xenotrapianti Produzione di cellule staminali per la terapia cellulare o riparativa Clonazione umana (es., per evitare la trasmissione di difetti genetici) Ai Confini della Vita 61

62 CELLULE STAMINALI Ai Confini della Vita 62

64 Cellule Staminali Adulte Ai Confini della Vita 64

65 Medicina Rigenerativa con Cellule Staminali Ai Confini della Vita 65