Farmaci e genoma - Università degli Studi di Verona

Il libro
della vita
svelato
In una serie di conferenze stampa
organizzate a Parigi, Londra,
Tokyo, e Washington il 12 febbraio
dell’anno 2001, i ricercatori
dell’International Human Genome
Sequencing Consortium e quelli
della società privata Celera
Genomics hanno annunciato ufficialmente
il completamento della
lettura del genoma umano e presentato
i primi risultati e le prime
scoperte. Contemporanea la pubblicazione
dei dati sulle due riviste più
prestigiose del circuito scientifico,
Science e Nature (8, 9).
In realtà la notizia della conclusione
di questo ambizioso progetto
era stata già comunicata a giugno
dell’anno 2000. Solo ora però i due
gruppi di ricerca che si sono contrapposti
nell’ultimo anno per la
corsa alla conclusione del progetto
– l’uno guidato da Francis Collins e
l’altro da Craig Venter –, hanno
comunicato i dati che riguardano la
stima dei geni presenti nel nostro
organismo, che funzione hanno
alcuni di questi e come si organizza
il DNA, la materia di cui è fatto il
genoma.
Le scoperte interessanti sono molte.
La prima è che i geni, le unità che
portano le informazioni per la produzione
di tutte le proteine del
nostro organismo, non sono oltre
100 mila come avevano predetto
alcuni, ma si aggirano intorno ai
30-40 mila.
«Se questo è vero – osserva in proposito
David Baltimore del
California Institute of Technology e
autore di un editoriale sulla rivista
Nature –, allora gli essere umani
avrebbero solo 13 mila geni in più
10
rispetto al moscerino della frutta
Drosophila melanogaster, un modello
animale molto utilizzato nella
ricerca. Con una differenza però, e
cioè che la struttura dei geni dell’uomo
è più articolata di quella
degli invertebrati e questo rifletterebbe
la maggiore complessità
delle funzioni dei vertebrati».
Un’altra interessante osservazione
riguarda il fatto che la stragrande
maggioranza del genoma è costituito
da sequenze ripetute, che non
codificano per proteine e la cui funzione
non è ancora conosciuta, ma
che rappresentano un interessante
ambito di studio soprattutto per gli
evoluzionisti.
A questo si aggiunga che circa 200
dei geni umani sono stati importati,
in tempi lontani nell’evoluzione,
da diversi ceppi batterici, una situazione
questa ancora misteriosa per
gli scienziati.
E’ da sottolineare che la sequenza
non è stata ancora assemblata in
modo completo, ma queste prime
scoperte rappresentano già un
punto di partenza per tutti gli studiosi
coinvolti in questo tipo di
ricerca.
«Siamo solo all’inizio – dice Craig
Venter nell’articolo pubblicato su
Science –. Ora che finalmente disponiamo
di una seppure imperfetta
sequenza possiamo cominciare a
conoscere meglio noi stessi. Ci si
aprono le porte per capire molti dei
meccanismi che fanno funzionare il
nostro organismo, anche se non
bisogna cadere nel pericolo di considerare
i geni alla base di tutto. Il
fatto che il numero dei nostri geni
non sia così diverso da quello di
altri organismi più semplici dimostra
proprio che molte delle nostre
funzioni dipendono da come i geni
si esprimono nello sviluppo interagendo
con l’ambiente esterno (epigenesi)».
quenza degli alleli normali e
mutati di questi geni, si potrebbe
calcolare in anticipo quanti individui
avranno una determinata
reazione a un farmaco specifico,
una osservazione questa che invece
oggi è possibile fare solo al
momento delle sperimentazioni
cliniche dei farmaci. Da questo
punto di vista il fatto che le frequenze
alleliche siano diverse
nelle varie popolazioni spiega perché,
se per esempio si sperimenta
un farmaco in Svezia, i risultati
del trial possano essere diversi da
quelli che si ottengono in un paese
dell’Europa meridionale o in un
altro paese del mondo.
Il punto
della ricerca
Alla luce di quanto indicato fino a
ora è comprensibile come sarebbe
cruciale individuare, prima della
somministrazione di un farmaco,
quali soggetti avranno una reazione
favorevole e quali invece sono
a rischio di effetti collaterali più o
meno gravi. Per poterlo fare, la
ricerca è già molto avanti, avendo
individuato una certa quantità di
geni polimorfici che sono coinvolti
nel metabolismo dei farmaci.
Quest’ultimo prevede sostanzialmente
due fasi: l’attivazione del
farmaco e successivamente il suo
legame con altre molecole per
essere escreto con le urine. Nella
figura 3 a pagina 11 sono indicati
alcuni dei geni coinvolti nell’attivazione
dei farmaci (la prima
torta) e nella loro coniugazione ed
escrezione (seconda torta). La
porzione delle fette indica la percentuale
di farmaci metabolizzati
da un certo gene; la famiglia di
geni CYP3A4/5/7, per esempio,
metabolizza circa il 40 per cento
dei farmaci conosciuti.
Anche la metilazione del DNA è
stata recentemente indicata come