Da ENEA e Associazione Italiana Glicogenosi un brevetto per il possibile trattamento di una malattia genetica rara

Brevetto depositato il 19 febbraio 2020 con numero 102020000003371

Tre ricercatrici e un ricercatore del Dipartimento Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali ENEA, insieme ad una ricercatrice dell’Associazione Italiana Glicogenosi (AIG), con cui l’ENEA collabora da alcuni anni, hanno depositato un brevetto riguardante una sequenza di DNA sintetico capace di sintetizzare l’enzima GDE, che manca in una malattia genetica rara, la Glicogenosi tipo III (GSDIII).

Le glicogenosi sono un gruppo di malattie metaboliche rare dovute ad alterazioni di enzimi coinvolti, a vari livelli, nel metabolismo del glicogeno (polimero del glucosio). L’organismo scompone il glicogeno per liberare glucosio e mantenere la glicemia a livelli normali durante il digiuno e per fornire energia durante la contrazione muscolare. La GSDIII (malattia di Cori o di Forbes) è una malattia genetica molto rara (frequenza stimata: 1 su 80.000-100.000 nati) dovuta all’assenza della proteina GDE. Come conseguenza, nel muscolo scheletrico e cardiaco e nel fegato si accumula glicogeno, causando ingrossamento del fegato, ipoglicemia e ritardo nella crescita. A partire dalla seconda-terza decade di vita i muscoli si indeboliscono, risultando in una forma di distrofia muscolare. Non esiste alcuna terapia mirata se non un trattamento di tipo dietetico.

Per altri tipi di malattie genetiche rare (come un’altra forma di glicogenosi, la GSDII), sono disponibili terapie enzimatiche di sostituzione (ERT). Recentemente, si sono ottenuti successi anche utilizzando approcci di terapia genicamediata da vettori virali. Tuttavia, alcuni problemi associati a questi sistemi (scarsa sicurezza, costi elevati), stanno spingendo la terapia genica verso metodi non virali, che presentano vantaggi come: minore reazione immunitaria contro il prodotto genico introdotto, maggiore capacità di inserire geni molto grandi, costi ridotti e trattamenti ripetibili nel tempo. Il sistema di terapia più semplice utilizza DNA "nudo" e la sua efficienza può essere migliorata notevolmente se combinata con l’elettropermeabilizzazione reversibile (EP, anche detta elettroporazione) della membrana plasmatica.

Nell’invenzione gli autori hanno dimostrato per la prima volta che un gene sintetico codificante la proteina GDE, inserito in un plasmide e veicolato tramite metodi chimici (es. lipofectamina) o fisici (es. campi elettrici pulsati o elettroporazione, EP) in cellule derivanti da pazienti GSDIII, è in grado di produrre elevati livelli della proteina GDE in una forma enzimaticamente attiva, ripristinando quindi la funzione mancante. L’enzima ricombinante è stato anche prodotto e purificato da cellule di batterio: questo enzima è molto stabile e mantiene l’attività catalitica.

Il gene sintetico e/o la proteina ricombinante potrebbero, nel lungo termine, trovare applicazione nella terapia genica preferibilmente dei pazienti adulti con GSDIII, in particolare per il trattamento dei tessuti e organi più colpiti come il muscolo scheletrico.