Farmaci e genoma - Università degli Studi di Verona

2 luglio 2001
INCONTRI GLAXOSMITHKLINE
SOCIETÀ ITALIANA DI GENETICA UMANA
Farmaci
e genoma
Promesse e limiti
di una scienza nuova

Promesse
e limiti
LL
LL
a seconda tavola rotonda organizzata
dalla Società italiana di genetica
umana e da GlaxoSmithKline è
stata dedicata alla farmacogenetica, cioè
allo studio delle variazioni nel DNA e ai
loro riflessi sulla risposta individuale ai
farmaci. Questo termine viene impropriamente
assimilato alla farmacogenomica,
che, di fatto, definisce lo studio del genoma
e dei suoi prodotti e i loro rapporti con la
scoperta e lo sviluppo dei farmaci.
La farmacogenetica è di solito presentata
come una scienza moderna, una delle derivazioni
più stimolanti e promettenti dell’era
postgenomica. Tuttavia l’idea non è
nuova. Roberto Barale ci ricorda che re
Mitridate è stato il primo sperimentatore
inconscio di questa scienza. Infatti, circa
2.000 anni fa il sovrano del Ponto aveva
individuato nell’autosomministrazione di
piccole dosi di veleno la strategia per
sopravvivere agli attentati alla sua vita. E’
stato scoperto recentemente che questa
pratica, agendo sul recettore SXR, lo attiva
e porta a neutralizzare i veleni.
Negli ultimi 50 anni sono state ottenute
prove del controllo genetico dei farmaci ed
è stata identificata una ventina di famiglie
di geni coinvolti nel loro metabolismo, nel
loro trasporto e nella loro escrezione.
L’idea basilare della farmacogenetica è
che, se un farmaco è in grado di interagire
con una specifica proteina cellulare e la
inattiva, il fenotipo della cellula trattata
con quel farmaco dovrebbe essere simile a
quello di una cellula nella quale è stato
inattivato il gene che codifica per quella
proteina. Pertanto il confronto tra il profilo
d’espressione di una cellula trattata con
un farmaco e quelli delle cellule contenenti
singoli geni inattivati consente di correlare
le mutazioni con specifiche molecole e,
perciò, alcuni bersagli con i farmaci.
Questa tavola rotonda ha dibattuto tre
aspetti principali: i principi generali che
guidano la terapia farmacologia personalizzata
(Roberto Barale) e che sono potenzialmente
applicabili allo sviluppo dei farmaci
(Giuseppe Recchia e Antonella
Pirazzoli); gli studi preliminari sulla terapia
dell’asma (Pier Franco Pignatti), sull’analisi
della suscettibilità e della resistenza
alle infezioni (Giuseppe Novelli), sulla
risposta alla terapia del diabete di tipo 2
(Giorgio Sesti) e delle malattie cardiovascolari
(Enrico Agabiti Rosei); gli aspetti
etici connessi con questo settore della ricerca
(Antonio G. Spagnolo e Maurizio Mori).
La farmacogenetica, come scienza, contribuisce
a rafforzare un concetto generale
della medicina: esistono malati e non
malattie; superando l’idea fatta propria
dalla medicina di fine novecento, di una
terapia basata su protocolli, piuttosto che
su individui, riporta alla medicina vista
come arte e non come scienza, in quanto
considera il paziente come individuo e non
come soggetto depersonalizzato a causa di
una patologia condivisa con altri.
Inoltre, la farmacogenetica, percorre
paradigmaticamente uno degli obiettivi
della scienza postgenomica, quello di deci-
PREMESSA
1

2
frare la complessità biologica, compresa
l’interazione tra i geni e tra geni e ambiente.
Infine, aiuta a razionalizzare l’uso dei
farmaci. Integrandosi con le nuove prospettive
della terapia genica e con l’uso
delle cellule staminali, affronta autorevolmente
l’obiettivo più avanzato della ricerca
genetica, quello di superare il tradizionale
controllo delle malattie, basato sulla
diagnosi e sulla prevenzione, ottimizzando
le risposte ai farmaci, in termini di efficacia
e di tollerabilità.
UUUU
Bruno Dallapiccola
Presidente della Società italiana
di genetica umana
na delle applicazioni più interessanti
delle scoperte di genetica e
genomica riguarda la possibilità
di identificare i legami tra la costituzione
genetica di un individuo e la sua risposta a
farmaci somministrati, sia in termini di
efficacia sia in termini di tossicità. E’ ben
noto infatti che non sempre un farmaco,
anche correttamente prescritto, sortisce
l’effetto desiderato. Per questo motivo le
industrie farmaceutiche devono talvolta
ritirare dal commercio alcuni medicinali
che provocano effetti collaterali in una
minoranza della popolazione, identificabile
solo dopo l’immissione sul mercato. In
questo modo però l’accesso alla terapia
viene negato anche a quanti ne potrebbero
beneficiare.
Quando negli anni cinquanta i ricercatori
cominciarono a pensare che la variabilità
di risposta a una molecola potesse avere
basi genetiche, si aprì la strada alla possibilità
di correlare la risposta a un certo
farmaco con la costituzione genetica dei
singoli individui, con la prospettiva di
identificare a priori chi può beneficiare di
una certa terapia e chi no. Figlie di questo
pensiero sono la farmacogenetica e la farmacogenomica
che negli ultimi anni
hanno attirato l’attenzione non solo della
comunità scientifica, ma anche dei grossi
gruppi farmaceutici internazionali. Tutte
le multinazionali del farmaco stanno
facendo grossi investimenti in questo
campo, nonostante molti aspetti siano
ancora da chiarire, e non vi siano ancora
applicazioni cliniche di questo approccio
alla terapia, come il dibattito di questa
tavola rotonda ha chiaramente indicato.
In realtà le promesse della farmacogenetica
sono così allettanti da far accettare
anche una quota di incertezza. Questa
scienza viene abitualmente vista come la
disciplina che potrebbe portare a personalizzare
la terapia, fino al punto di prescriverla
solo a chi ne può davvero beneficiare.
In realtà, la farmacogenetica ha altri
potenziali vantaggi. Per esempio potrebbe
dare un forte impulso anche al processo di
ricerca e sviluppo dei farmaci, che è a tutt’oggi
ancora inefficiente a fronte di costi
ingenti. Inserendo valutazioni di farmacogenetica
fin dalle prime fasi della sperimentazione
clinica si potrebbero ridurre
tempi e costi dello sviluppo dei farmaci.
La farmacogenetica, poi, potrebbe trovare
applicazione anche nella farmacovigilanza
permettendo di predire gli effetti collaterali
gravi e riducendo i casi di ritiro dal
commercio di farmaci mediamente efficaci
e ben tollerati, ma che generano gravi
effetti su un numero limitato di individui.
La presente tavola rotonda ha esplorato
questo affascinante settore della ricerca
scientifica che, sebbene ancora agli albori,
sta cominciando a dare frutti interessanti.
Gli interventi qui riportati consentono da
un lato di apprezzare le promesse di questa
nuova linea di ricerca e dall’altro di
esaminarne i limiti e le questioni, sia etiche
sia scientifiche, ancora da esplorare.
L’auspicio è che si possa creare, tra il
mondo industriale, i genetisti, i medici, i
ricercatori, gli esperti di bioetica, le associazioni
di pazienti e le autorità regolatorie,
quella collaborazione necessaria per
elaborare, di comune accordo, le soluzioni
ai problemi esistenti e portare a un reale
successo della farmacogenetica.
Giuseppe Recchia
Direttore medico GlaxoSmithKline
Antonella Pirazzoli
Responsabile Genetica clinica
GlaxoSmithKline

1
5
17
23
31
37
43
51
59
63
VERONA
30 gennaio 2001
GLAXOSMITHKLINE
PREMESSA
Promesse e limiti
MOLECOLE SU MISURA
Cercare nei geni la risposta ai farmaci
IN PRATICA
Asma
Malattie infettive
Diabete mellito di tipo 2
Malattie cardiovascolari
NEI LABORATORI
Dal genoma alla pastiglia
RISVOLTI ETICI
Farmaci e genetica nel bene e nel male
APPENDICE
Dichiarazione di Erice sui principi etici
della ricerca farmacogenetica
GLOSSARIO
Enrico Agabiti Rosei
Ordinario di medicina interna,
Dipartimento di scienze mediche
e chirurgiche,
Università di Brescia
Franco Ajmar
Direttore della Scuola
di specializzazione in genetica
medica, Dipartimento
di scienze neurologiche
e della visione,
Università di Genova
Roberto Barale
Direttore del Dipartimento di scienze
dell’uomo e dell’ambiente,
Università di Pisa
Giampietro Chiamenti
Direttore del Centro studi
Federazione italiana medici pediatri,
San Martino Buon Albergo (VR)
Bruno Dallapiccola
Presidente della Società italiana
di genetica umana, Cattedra di
genetica umana, Dipartimento di medicina
sperimentale e patologia, Università
degli Studi La Sapienza
e Istituto CSS-Mendel, Roma
Maurizio Mori
Consulta di bioetica, Milano
Giuseppe Novelli
Cattedra di genetica umana,
Dipartimento di biopatologia
e diagnostica per immagini,
Università di Roma Tor Vergata
Pier Franco Pignatti
Direttore della Scuola
di specializzazione in genetica
medica, Dipartimento materno-infantile
e di biologia-genetica,
Università di Verona
Antonella Pirazzoli
Responsabile Genetica clinica,
GlaxoSmithKline, Verona
Giuseppe Recchia
Direttore medico,
GlaxoSmithKline, Verona
Franco Rengo
Direttore del Dipartimento di medicina
interna e geriatria
Nuovo Policlinico, Napoli
Gabriella Salvini Porro
Presidente della Federazione Alzheimer
Italia, Milano
Giorgio Sesti
Cattedra di Medicina interna, Università
di Catanzaro Magna Graecia
Antonio G. Spagnolo
Direttore dell’Istituto di bioetica,
Università cattolica del Sacro Cuore,
Roma
SOMMARIO
3

4
Un’iniziativa del Programma di comunicazione e formazione sulla genetica a cura
di GlaxoSmithKline e della Società italiana di genetica umana (SIGU)
Organizzazione e coordinamento dell’iniziativa
Antonella Pirazzoli
Responsabile Genetica clinica, GlaxoSmithKline, Verona
Comitato scientifico
Enrico Agabiti Rosei
Ordinario di medicina interna, Dipartimento di scienze mediche e chirurgiche,
Università di Brescia
Franco Ajmar
Direttore della Scuola di specializzazione in genetica medica
Dipartimento di scienze neurologiche e della visione, Università di Genova
Pietro Armani
Segretario nazionale della Lega italiana fibrosi cistica,
Azienda ospedaliera Borgo Trento, Verona
Giampietro Chiamenti
Direttore del Centro studi Federazione italiana medici pediatri
San Martino Buon Albergo (VR)
Claudio Cricelli
Presidente della Società italiana di medicina generale, Firenze
Bruno Dallapiccola
Presidente della Società italiana di genetica umana
Cattedra di genetica medica, Dipartimento di medicina sperimentale e patologia,
Università degli Studi La Sapienza e Istituto CSS-Mendel, Roma
Maurizio Mori
Consulta di bioetica, Milano
Giuseppe Novelli
Cattedra di genetica umana, Dipartimento di biopatologia e diagnostica per immagini
Università di Roma Tor Vergata
Pier Franco Pignatti
Direttore della Scuola di specializzazione in genetica medica
Dipartimento materno-infantile e di biologia-genetica
Università degli Studi di Verona
Franco Rengo
Direttore del Dipartimento di medicina interna e geriatria, Nuovo Policlinico, Napoli
Gabriella Salvini Porro
Presidente della Federazione Alzheimer Italia, Milano
Antonio G. Spagnolo
Direttore dell’Istituto di bioetica, Università cattolica del Sacro Cuore, Roma
Stesura e coordinamento testi
Valeria Brancolini
Redazione
Occam srl, Via Calzecchi, 10 - 20131 Milano
Grafica e contributi foto-iconografici
Giuseppe Festino (ritratti), Claudio Uracchi
Fotolito
Areaimmagine snc, Milano
Stampa
Arti grafiche Passoni srl, Milano
Tiratura
10.000 copie

Cercare nei geni
la risposta ai farmaci
E’ nel DNA il segreto di una terapia
farmacologica personalizzata
L
a terapia farmacologica presenta
due problemi fondamentali:
il primo è che i farmaci
non hanno sempre l’effetto
auspicato in tutti i pazienti (si ha
la risposta attesa solo nel 50 per
cento dei casi, 1); il secondo è che
spesso i farmaci possono avere
effetti collaterali di varia intensità,
fino a esiti fatali.
Reazioni
individuali
Per esempio, è noto che alcuni
soggetti sono molto sensibili al 5fluorouracile,
come alla 6-tioguanina
o mercaptopurina, analoghi
delle basi azotate (elementi fondamentali
della struttura del
DNA) usati nella terapia antitumorale.
Per i soggetti sensibili
(circa una persona su 200-300
per la 6-tioguanina) la dose standard
di farmaco può essere addirittura
letale, tanto che, una volta
individuate queste persone, nei
cicli di terapia successivi, viene
loro somministrato un dosaggio
pari a circa 1/15 –1/20 di quello
utilizzato normalmente.
A questo proposito le statistiche
statunitensi pongono gli effetti
collaterali provocati dai farmaci
tra la quarta e la sesta causa di
morte nella popolazione generale,
Principi da ritenere
■ la risposta alle terapie farmacologiche
è mediata anche dal patrimonio
genetico
■ la ricerca si sta concentrando
sulle differenze genetiche che influenzano
la risposta ai farmaci
■ l’obiettivo finale è predire l’efficacia
e la tollerabilità di un certo farmaco
in un singolo individuo
prima di polmonite e diabete (2).
Un dato che, anche se probabilmente
amplificato dal fatto che in
quel paese l’automedicazione è un
comportamento piuttosto comune,
resta comunque impressionante.
Uno studio recente indica inoltre
che ogni anno, negli Stati Uniti,
circa 2 milioni di persone vengono
ricoverate a causa degli effetti collaterali
dei farmaci e di queste
circa 100 mila muoiono (3).
A queste osservazioni si aggiunga
il fatto che non sempre la terapia
dà la risposta desiderata, come
dimostra il grafico della figura 1 a
pagina 6. Se, per esempio, si con-
MOLECOLE
SU MISURA
Roberto Barale
Direttore del Dipartimento
di scienze dell’uomo
e dell’ambiente,
Università di Pisa
5

6
trattamento
dell’ipertensione
e delle malattie
cardiovascolari ◆
antidepressivi ▲
farmaci per ridurre
il colesterolo
farmaci antivirali e anticancro
trattamento della carenza
di testosterone
farmaci contro la cefalea
farmaci anticancro
antibiotici e antifungini
0 100
percentuale di persone con una scarsa risposta
figura 1
Come dimostrato dalla rappresentazione grafica i farmaci possono essere inefficaci in larghe fasce della popolazione.
In giallo è indicata la percentuale media di soggetti che rispondono poco alla terapia per diverse categorie di farmaci,
in blu lo spettro di variazione di tale percentuale nelle popolazioni testate
tratta da (4)
siderano i farmaci antivirali e
antitumorali, si può osservare che
la percentuale di soggetti che non
rispondono alla terapia arriva fino
al 25 per cento (4).
Nei geni la chiave
della diversità
Dal grafico emerge anche la grande
variabilità dei risultati, dovuta al
fatto che le ricerche sono state condotte
su popolazioni diverse. A
questo proposito, la genetica di
popolazioni dimostra infatti che le
varie etnie, oltre a presentare una
grande eterogeneità al loro interno,
possono essere molto diverse le une
media
variazione
nei diversi studi
◆ betabloccanti
◆ ACE inibitori
◆ inibitori dell’angiotesina 2
▲ SSRIs
▲ triciclici
dalle altre (5) (vedi il box «Dall’individuo
alla popolazione» a
pagina 14).
Per capire meglio i motivi di questa
situazione, si ricordi che ogni
organismo umano ha 23 coppie di
cromosomi e che un elemento
della coppia viene ereditato dal
padre e l’altro dalla madre. Su
ogni cromosoma ci sono geni
diversi, ognuno dei quali svolge
una funzione specifica; se si suppone
di prendere in considerazione
un ipotetico gene A, ogni individuo
ne possiede quindi due
copie (alleli), una per ogni cromosoma
della coppia su cui si trova il
gene (per ogni gene ci possono

essere più di due varianti alleliche).
Se le due copie o alleli sono
identici, allora l’individuo è omozigote
per il gene A; se le due
copie sono diverse, allora è eterozigote
e la funzione di uno dei due
alleli può essere anche completamente
diversa da quella dell’altro.
Quando le varianti genetiche o
alleli sono presenti in una popolazione
con una frequenza che varia
dall’1 al 5 per cento, allora si parla
di polimorfismo e si dice che il
gene in questione è polimorfico.
In particolare, se un allele è presente
con una frequenza dell’1 per
cento, ci si attende un individuo
omozigote per quell’allele con una
probabilità di 1 su 10.000.
Da un punto di vista più generale,
questo significa che, poiché si
stima che nel genoma ci siano dai
30 ai 40 mila geni (vedi il box «Il
libro della vita svelato» a pagina
10), per la legge del caso, ogni
volta che nasce un individuo c’è
una combinazione diversa di alleli
e la probabilità che nascano due
soggetti uguali è estremamente
bassa. Ne risulta che, in tutta la
storia dell’umanità, è quasi
impossibile che ci siano stati due
soggetti geneticamente identici e
quindi non deve stupire che ognuno
possa reagire in modo diverso
a qualsiasi stimolo esterno, farmaci
compresi.
L’unica eccezione a questa osservazione
è rappresentata dai gemelli
monozigoti che, proprio per
la loro identità genetica, sono
stati oggetto di molti studi per
comprendere l’ereditarietà di alcuni
caratteri, compresa la reazione
ai farmaci (vedi il box «Studi
sui gemelli» a pagina 12).
Nel profilo genetico
la risposta
Ma quale può essere la base genetica
della risposta a un farmaco in
termini di efficacia terapeutica e
di tossicità?
Per rispondere a questa domanda
può essere di aiuto ricordare che
un farmaco, quando entra nell’organismo,
si distribuisce al suo
interno e a questo punto può essere
metabolizzato, attivato, coniugato
(cioè legato ad altre molecole)
e infine escreto.
Si supponga, per esempio, che un
certo farmaco, per avere effetto,
abbia bisogno di essere metabolizzato
e poi trasportato, tramite
un recettore, all’interno della cellula.
Si supponga inoltre che,
semplificando un processo molto
Il segreto
di re
Mitridate
Nelle considerazioni riguardanti
i fattori che influenzano
la risposta ai farmaci non bisogna
dimenticare le possibili interazioni
tra molecole diverse. In questo
senso è relativamente recente
la scoperta che l’iperforina, il principio
attivo responsabile dell’azione
antidepressiva dell’Hypericum
perforatum, riduce l’efficacia di
alcuni farmaci, come la warfarina
e la teofillina, attivando un recettore
che agisce sul citocromo
CYP3A, un enzima coinvolto nel
metabolismo dei farmaci (6). Lo
spunto della ricerca che ha portato
a questa conclusione è stato proprio
l’osservazione di alcuni soggetti
in cui l’assunzione di iperico
causava la mancata efficacia di
terapie farmacologiche in corso.
Alla GlaxoSmithKline, in Nord Carolina,
hanno subito pensato che
l’erba medicinale potesse agire in
qualche modo sull’enzima CYP3A,
accelerando così il metabolismo e
MOLECOLE
SU MISURA
l’eliminazione di altri farmaci. La
questione era capire in che modo
questo avvenisse e la risposta è
arrivata da un esperimento condotto
nei topi.
Quest’ultimo ha infatti dimostrato
che l’iperforina, uno dei principi
attivi dell’iperico, attiva il recettore
Pregnane X Receptor o PXR, che a
sua volta attiva l’enzima CYP3A.
Il recettore PXR, il cui omologo nell’uomo
è SXR, sarebbe l’elemento,
o almeno uno degli elementi,
attraverso cui il fegato esplica la
sua azione detossificante e neutralizzante
nei confronti delle sostanze
tossiche in generale.
Una conclusione questa che svela
un mistero durato oltre 2.000
anni, quello dell’invulnerabilià di
Re Mitridate.
Il mitico sovrano del Ponto, infatti,
temendo di essere avvelenato dai
suoi nemici, aveva escogitato un
metodo che lo fece vivere a lungo
nonostante gli innumerevoli attentati
alla sua vita: si autosomministrava
piccole dosi di veleno, che lo
rendevano immune probabilmente
proprio agendo sul recettore SXR,
che una volta attivato metabolizzava
anche qualsiasi altro veleno.
7

8
Farmaci e geni:
una storia
lunga 50 anni
La farmacogenetica nasce intorno
agli anni cinquanta quando
i ricercatori cominciarono a pensare
che anche la risposta ai farmaci
potesse essere regolata, almeno in
parte, dai geni e che la variabilità
di reazione a un certo principio attivo
da parte di individui diversi non
fosse altro che il riflesso delle differenze
genetiche.
In particolare, sulla scia di questa
ipotesi, gli studiosi si sono posti
come obiettivo quello di identificare
i geni che fossero coinvolti nel
metabolismo dei farmaci, nel loro
trasporto all’interno dell’organismo
e nella loro escrezione.
più complesso, metabolismo e trasporto
siano controllati solo da
due geni diversi che possono essere
polimorfici.
In questo caso la variabilità di
risposta sarà determinata dalle
diverse interazioni delle varianti
di questi due geni, come rappresentato
schematicamente nella
figura 2 a pagina 9. Nella prima
colonna si osserva l’effetto che il
patrimonio genetico del soggetto
ha nel determinare il metabolismo
del farmaco e di conseguenza
la sua concentrazione nel plasma,
supponendo che per semplicità
questa sia controllata da un unico
gene polimorfico. Si avranno così
individui con entrambi gli alleli
normali (indicati come wt/wt =
wild type, selvatico) che metabolizzano
rapidamente e che hanno
una concentrazione media di farmaco
nel sangue piuttosto bassa;
individui che hanno un allele
mutato e sono quindi eterozigoti
Da allora sono state individuate
circa 20 famiglie di geni di questo
tipo, che sono coinvolti nel metabolismo
dei farmaci a tutt’oggi conosciuti.
Gli sviluppi tecnologici della genetica
e la lettura dell’intera sequenza
del genoma umano hanno messo i
ricercatori nelle condizioni di fare
un ulteriore passo avanti, cercando
non più solo le interazioni tra singoli
geni (con i loro polimorfismi) e
farmaci, ma tra le molecole e l’intero
patrimonio genetico umano,
con le sue variazioni di sequenza e
di struttura. In questo modo non è
più necessario conoscere la funzione
di un gene per potergli attribuire
un ruolo, ma questo viene scoperto
attraverso gli studi di correlazione
tra il profilo genetico degli
individui trattati e le loro risposte ai
farmaci.
(wt/m), che metabolizzano più
lentamente e hanno una concentrazione
plasmatica di farmaco
più alta e infine individui che
hanno entrambi gli alleli mutati
(m/m) e che hanno concentrazioni
elevate di farmaco nel plasma.
Si consideri, poi, il gene polimorfico
che controlla il recettore del
farmaco (seconda colonna della
figura 2): possono esserci individui
omozigoti per il gene normale,
che trasportano il farmaco nella
cellula in modo efficace e con
rapidità; individui eterozigoti che
hanno una capacità intermedia di
trasportare il farmaco nella cellula
e soggetti omozigoti per la
mutazione che non hanno il recettore
o ne hanno uno difettoso.
L’efficacia terapeutica del farmaco
dipenderà quindi dall’interazione
tra i due geni polimorfici.
Dalla figura 2 si osserva che, per
esempio, in una persona che
metabolizza velocemente, anche
se possiede i recettori funzionanti
in modo ottimale (wt/wt), l’efficacia
terapeutica sarà del 75 per
cento. Se invece l’attività del
recettore è in qualche modo minore,
perché l’individuo è eterozigote
per il recettore (wt/m), allora
l’efficacia del farmaco sarà intermedia
perché ne entra meno nella
cellula. Infine, se il soggetto è omozigote
per la mutazione nel recettore
(m/m), l’efficacia del farmaco
sarà pressoché inesistente.
Se si considera come secondo
parametro anche la tossicità del
farmaco, quest’ultima dipende, in
modo lineare, dalla concentrazione
del principio attivo nel plasma.
Nel caso dell’individuo che metabolizza
normalmente, ma che ha
recettori non perfettamente funzionanti,
l’efficacia della molecola
è bassa, ma la sua concentrazione
nel plasma è in ogni caso più
bassa di quella necessaria per produrre
una reazione tossica.

Diversa è la situazione per gli altri
profili genetici; nel caso intermedio
(seconda riga della figura),
essendoci più farmaco nel plasma
per più tempo, l’effetto terapeutico
aumenta (85 per cento), ma si
sfiora l’effetto tossico (minore del
10 per cento).
Infine per l’individuo che non
metabolizza il farmaco (terza riga
della figura), la situazione preci-
concentrazione del farmaco
24 ore
effetto %
24 ore
0 0
24 ore
0 0
tempo concentrazione del farmaco
pita, perché si hanno concentrazioni
altissime di farmaco per
molto tempo con il massimo della
tossicità (maggiore dell’80 per
cento), pur essendo questa situazione
associata alla massima attività
terapeutica (95 per cento).
Coloro che poi hanno i recettori
che non funzionano subiscono
solo gli effetti tossici (7).
Se fosse possibile conoscere la fre-
figura 2
Indicazione schematica del complesso meccanismo di azione dei geni che controllano il metabolismo dei farmaci.
Come si può vedere, l’eterogeneità di risposta ai farmaci è la risultante di due componenti: il polimorfismo dei geni che controllano
l’esposizione al farmaco e quello dei geni che ne regolano invece la sensibilità. Si veda il testo per la spiegazione del meccanismo
=efficacia; =tossicità; wt (wild type) =allele normale; m=allele mutato
tratta da (6)
polimorfismo genetico
dell’esposizione al farmaco
genotipi associati
al metabolismo del farmaco
100
0
wt/wt
polimorfismo genetico
+ della sensibilità al farmaco =
genotipi associati
al recettore del farmaco
100
100 wt/m
100
100 m/m
100
0
100
100
100
eterogeneità di risposta
al farmaco
MOLECOLE
SU MISURA
effetto terapeutico tossicità
% %
wt/wt 75 1
wt/m 35 1
m/m 10 1
wt/wt 85 80
9

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

una possibile causa di variabilità
nella risposta ai farmaci (vedi il
box «La metilazione del DNA» a
pagina 12). Il grado di metilazione
del DNA determina infatti una
maggiore o minore attività dei
geni.
Un gruppo di ricercatori britannici,
per esempio, ha recentemente
dimostrato che, nel caso di pazienti
affetti da glioma – un tumore
cerebrale particolarmente aggressivo
–, a rendere alcuni soggetti
più sensibili alla terapia con
carmustina, un farmaco chemioterapico
usato in questi casi, è
CYP2C19
CYP2E1
CYP2A1/2
ADH
altri
ALDH DPD
NQO1
CYP2A6
epossido
idrolasi
CYP1B1
CYP2B6
CYP2C8
CYP2C9
CYP2D6
NAT1
proprio la metilazione di una
regione regolatrice del DNA (10).
I farmaci chemioterapici hanno
un’attività alchilante e come tali
danneggiano il DNA attaccando
alcuni gruppi metilici alla doppia
elica. La carmustina, in particolare,
attacca gruppi metilici all’ossigeno
in posizione 6 della guanina,
una base azotata del DNA.
L’organismo però è di solito preparato
a riparare questo tipo di
danni, essendo dotato di enzimi
che si occupano di eliminare gli
eventuali gruppi metilici attaccati
al DNA. Uno di questi enzimi è
GST-P
NAT2
CYP3A4/5/7
GST-A
COMT GST-T
GST-M
HMT
TPMT
altri
STs
MOLECOLE
SU MISURA
figura 3
Alcuni dei geni coinvolti
rispettivamente
nell’attivazione
(prima torta)
e nella coniugazione
ed escrezione dei farmaci
(seconda torta)
UGTs
11

Studi
sui
gemelli
Quando, negli anni cinquanta,
si cominciò a pensare
che le risposte abnormi ai sulfamidici
da parte di alcuni pazienti
potessero avere una base genetica,
i primi studi interessanti in questo
senso furono condotti sui gemelli.
I gemelli monozigoti (MZ) condividono
lo stesso patrimonio genetico,
mentre quelli dizigoti (DZ) ne condividono
solo il 50 per cento, come
i fratelli. L’aspetto interessante
degli studi condotti sui gemelli MZ e
DZ riguarda il fatto che è facile
La metilazione
del
DNA
In ogni cellula adulta alcuni geni
sono inattivi. E’ normale che ciò
avvenga, nel corso dello sviluppo e
della vita, perché ogni tipo di cellula,
una volta differenziata, utilizza
solo le istruzioni genetiche che le
servono (diverse per la pelle o per
il muscolo, per esempio).
La specializzazione delle cellule
avviene sia attraverso un meccanismo
di regolazione fine, in cui vengono
attivati o inattivati singoli
geni che ne definiscono la specificità,
sia attraverso meccanismi di
12
separare l’effetto ambientale da
quello genetico perchè, nella maggioranza
dei casi, i gemelli in genere
condividono lo stesso ambiente,
ma i gemelli MZ condividono anche
il 100 per cento del genoma, a differenza
di quelli DZ. Per questo
motivo molti studi finalizzati a definire
se un carattere venga o meno
ereditato e, se viene ereditato, qual
è la percentuale di ereditarietà, si
basano proprio sul confronto tra i
gemelli monozigoti e i dizigoti. Per
quanto riguarda i farmaci, questo
tipo di studi ha dimostrato, fin dagli
anni sessanta, che il metabolismo
di farmaci come il litio, il fenilbutazone,
il dipumarolo e altri, è strettamente
correlato al genotipo dei
pazienti (11).
l’O 6 metilguanina-DNA-metiltransferasi
(MGMT), che stacca proprio
i gruppi metilici a livello dell’ossigeno
in posizione 6 della guanina.
I ricercatori britannici hanno
osservato che il 30 per cento di
regolazione più grossolani, in cui
interi gruppi di geni vengono inattivati
(o spenti) nello stesso momento.
Quest’ultima possibilità si
realizza soprattutto attraverso la
metilazione del DNA interessato
dall’inattivazione. La metilazione
consiste nell’aggiunta di gruppi
metile (CH 3 ) alle basi del DNA e in
particolare alla citosina: quando i
geni hanno questi gruppi non vengono
più tradotti in proteine.
Mentre inizialmente si pensava che
il processo di metilazione fosse
simile per tutti gli individui indistintamente,
ora sembra accertato che
ci sia una differenza individuale
anche in questo meccanismo e
quindi nella regolazione dell’espressione
dei geni (12).
pazienti affetti da glioma manca
proprio di questo enzima, perché
la zona del cromosoma dove è
localizzato il gene della MGMT è
metilata e di conseguenza il gene
non si esprime. In questo caso i
pazienti reagiscono meglio all’azione
del chemioterapico che non
può essere contrastato dall’enzima
MGMT.
Alla luce di questa osservazione i
soggetti affetti da glioma possono
essere divisi in due categorie:
quelli che rispondono alla terapia
e hanno un decorso più lento e
favorevole della malattia, e quelli
che, invece, non rispondono al
farmaco, ai quali quindi sarebbe
meglio somministrare un altro
tipo di terapia.
Da questo esempio risulta evidente
come la ricerca genetica applicata
alla farmacologia non si limiti
più allo studio di singoli geni
coinvolti nel metabolismo dei farmaci,
ma si estenda ora anche
all’analisi del genoma e delle
risposte complessive della cellula
alle condizioni ambientali. Per
questo si parla sempre più di farmacogenomica
piuttosto che di
farmacogenetica.
Un aiuto
dalla tecnologia
Lo scopo della ricerca è soprattutto,
quindi, quello di avere a disposizione
alcuni test semplici e veloci
per individuare, per ogni paziente,
le varianti dei geni coinvolti
nel metabolismo del farmaco
da somministrare. Il fine ultimo è
quello di prevedere come potrà
rispondere.
Un possibile approccio si basa
sulla tecnologia dei microchip a
DNA, una tecnica che viene usata
anche per la diagnosi e per la
caratterizzazione dei geni attivati
nelle cellule tumorali (vedi il box
«Microchip a DNA» a pagina 16).

Dal punto di vista della ricerca
farmacologica, questo metodo ha
il duplice vantaggio di consentire
l’individuazione di nuovi genimalattia
che fungano da bersaglio
per lo sviluppo di nuovi farmaci e
di fornire un profilo genetico individuale
che metta in luce la presenza
di varianti polimorfiche
significative nelle sequenze di
DNA che controllano il metaboli-
9,8
0,0
11,3
11,7
8,9
smo dei farmaci. Proprio su questo
profilo potrebbe basarsi la
scelta di procedere o meno con
una terapia farmacologica.
Quanta
variabilità
figura 4
La frequenza dell’allele CCR5delta32 in varie popolazioni (in percentuale)
5,5
Da quanto detto finora risulta evidente
che la variabilità genetica
gioca un ruolo determinante nella
8,9
13,7
10,8 13,3
13,3
7,7
4,4
13,3
4,5
13,6
6,3
MOLECOLE
SU MISURA
cechi 10,2
sloveni 13,3
cazaki 1,7
uzbeki 2,4
azerbagiani 2,4
tartari 3,2
sauditi 0,0
indiani 0,0
coreani 0,0
cinesi 0,0
0,0
0,0
13

Dall’individuo
alla
popolazione
Gli studi sulla variabilità genetica
delle popolazioni, condotti per la
gran parte all’interno dello Human
Genome Diversity Project, indicano che,
calcolando le differenze su 50 geni, gli
africani e gli aborigeni sono i popoli più
diversi dal resto del mondo. Per quanto
riguarda l’Europa in particolare, anche in
questo caso ci sono grosse differenze tra i
diversi paesi, cosicché anche i caucasici, di
cui si parla spesso nei lavori scientifici
come di un’unica etnia, sono in realtà
molto eterogenei dal punto di vista genetico.
In particolare, alcune popolazioni – i
baschi, i finlandesi, i sardi, gli islandesi, i
lapponi, i greci e gli abitanti dell’ex
Jugoslavia – deviano decisamente dalla
costituzione genetica del resto dell’Europa,
la cui variabilità è strettamente
correlata alle migrazioni avvenute nel
corso dei secoli.
Anche solo considerando l’Italia, sono
molte le variazioni tra gli abitanti delle
diverse regioni (vedi la figura qui a fianco):
senza considerare i sardi, di cui si è
già accennato, i siciliani sono i più diversi
in assoluto, anche all’interno della stessa
14
regione, per via delle dominazioni esterne
che hanno caratterizzato questa terra
nei secoli.
I ladini, invece, presenti nelle province di
risposta individuale ai farmaci.
Ma di che entità è la differenza
genetica davvero presente sulla
Terra? Come esempio si consideri
l’allele CCR5delta32, che determina
la resistenza all’AIDS (se ne
conosce un secondo, CCR2, che,
insieme al primo, determina
un’ulteriore protezione) (13).
La frequenza di questo allele in
Europa è molto diversa da paese a
paese; l’allele è infatti molto frequente
nel Nord Europa (vedi la
figura 4 a pagina 13), con un gradiente
da Nord a Sud.
Le popolazioni di Asia e Africa,
Bolzano, Trento e Belluno, risalirebbero a
popolazioni mediorientali, a differenza
degli abitanti delle vicine regioni che sono
più simili ai tedeschi (14).
invece, non hanno la variante protettiva.
Si tratta quindi di una
mutazione che è originata proba-
Risorse in rete
◆ Il sito della rivista Nature
www.nature.com
◆ Il sito della rivista Science
www.science.com
◆ Il sito della società Celera Genomics
www.celera.com
◆ Il sito dello Human Genome Project
www.ornl.gov/hgmis

Gabriella Salvini Porro
In un futuro prossimo si può pensare di
sapere in anticipo se si ha un certo polimorfismo
che fa metabolizzare un farmaco di
più o di meno?
Roberto Barale
Noi lo facciamo per ora a livello di conoscenza
generale, ma quello che molti medici
vorrebbero è che ognuno di noi avesse
non solo un cartellino con il gruppo sanguigno,
ma anche un’indicazione sulla sua
costituzione genetica per un numero di geni
importanti, sia per la risposta ai farmaci, sia
per la terapia di urgenza. Un infartuato, per
esempio, se trattato farmacologicamente
entro due ore, ha buone probabilità di essere
recuperato. Il 20 per cento circa di questi
pazienti, però, non risponde alla terapia
classica; se ci fossero alcuni marcatori per
indicare le suscettibilità, si potrebbe sapere
quali sono i farmaci a cui si è sensibili, cosicché
si possano scegliere quelli più idonei
Bruno Dallapiccola
Mi sembra che nella sostanza si possa dire
che la vecchia farmacogenetica degli anni
sessanta corrisponde alla biologia molecolare
di oggi. Tutto il resto è un’avventura
proiettata nel futuro: prima bisogna aspettare
di sapere quanti sono i geni (vedi il box
«Il libro della vita svelato» a pagina 10) e
come interagiscono tra loro.
Bisogna inoltre raccogliere una grande
quantità di dati e creare punti di raccolta. La
farmacogenomica è una scienza ancora in
divenire e che ha enormi ostacoli e costi. Dal
punto di vista della ricerca è sicuramente
molto affascinante, ma c’è ancora molto da
fare e probabilmente i risultati riguarderanno
pochi farmaci
bilmente nel Nord Europa e poi si
è via via trasmessa agli altri paesi,
attraverso le successive migrazioni.
Secondo l’ipotesi dei ricercatori,
la variante protettiva nei confronti
dell’AIDS sarebbe insorta
DISCUSSIONE
Antonella Pirazzoli
Le valutazioni fatte dalle aziende sono
diverse: alcune indicazioni interessanti,
infatti, possono venire in tempi relativamente
brevi e alcuni risultati già disponibili
hanno una potenziale applicabilità clinica
immediata. Non c’è bisogno di fare tutto e
subito, sarebbe già sufficiente riuscire a
ridurre gli effetti collaterali per alcuni farmaci
fondamentali, per realizzare grandi
benefici per i pazienti e per la sanità
Franco Rengo
La terapia individualizzata ha costi enormi,
soprattutto per la tecnologia dei microchip.
Per farmaci che hanno un’attività sistemica,
su quale DNA, estratto da dove, si va a cercare
il polimorfismo che dovrebbe influenzare
l’attività del farmaco?
Roberto Barale
In questa prima fase è impraticabile, a
causa dei costi e delle scarse conoscenze,
dare a ogni individuo solo quello che va
bene per lui. Si può viceversa capire quali
farmaci una certa persona non deve prendere,
perché gli fanno male o perché non è
in grado di metabolizzarli. In questo senso si
potrebbero individuare, per pochi farmaci -
quelli più utilizzati -, i geni chiave e i relativi
polimorfismi, e identificare di conseguenza
i soggetti che non metabolizzano quei
farmaci. Si tratterebbe quindi di una ricerca
molto mirata, su farmaci di largo uso. E questo
lo si può fare sui linfociti. Fare questo,
ammesso che si tratti di 15-20 geni, non ha
costi enormi; ci sono società statunitensi, per
esempio, che cercano i polimorfismi di un
gene per un dollaro, quindi con 100 mila
lire si potrebbero identificare i polimorfismi
di 100 geni, che, secondo me sono più che
circa 700 anni fa e sarebbe stata
selezionata dalla peste bubbonica
che ha imperversato tra il 1346 e il
1353, causando la morte di circa il
30-35 per cento della popolazione
europea. Il gene, che codifica per
sufficienti a capire il metabolismo della
maggior parte dei farmaci di largo uso
Pietro Armani
A noi, non specificamente addetti ai lavori,
risultano impressionanti i dati statistici presentati
da Roberto Barale in relazione alla
percentuale di pazienti ricoverati per gli
effetti collaterali dei farmaci e alla risposta
attesa nella somministrazione di un medicinale.
Stante che è provato come la terapia
farmacologica sia mediata dal patrimonio
genetico, risulta di vitale importanza perseguire
la ricerca su quelle specificità genetiche
che sono in relazione con la risposta ai
farmaci. Per molte patologie, come la cardiopatie,
l’immediatezza dell’intervento
terapeutico è fondamentale; ma anche per
altre malattie – AIDS, diabete, fibrosi cistica
– questo tipo di ricerca, e la conoscenza a
priori della risposta a un farmaco, potrebbe
risolvere in parte il rapporto di odio/dipendenza
che lega, per esempio, la maggior
parte dei pazienti con fibrosi cistica alle terapie
che devono assumere. L’assunzione di
un così congruo numero di medicinali a
dosaggi molto alti, infatti, crea loro conflittualità
con le terapie che sono costretti a
seguire e dalle quali, tuttavia, dipende la
loro vita.
Vorrei mettere in risalto un’altra questione
che accennerò soltanto, non essendo tema
del nostro discutere: l’indifferenza o la non
compentenza dei medici che prescrivono la
terapia senza rispondere alle legittime
aspettative dei pazienti che vorrebbero
essere informati sia degli effetti collaterali,
sia di quelli indesiderati, delle caratteristiche
cioè del farmaco, a volte vissuto come
schiavitù o vergogna, a volte vissuto come
panacea che crea aspettative poi disilluse
15

Microchip
a DNA
Dei microchip a DNA si è occupata
anche la rivista Time,
che ha dedicato alla farmacogenomica
la copertina di un suo numero
(15 gennaio 2001). Si tratta di una
metodica che permette di analizzare
contemporaneamente fino a
60.000 sequenze geniche diverse e
che si basa sul fatto che, una volta
separati, i due filamenti di una
molecola di DNA sono in grado di
formare legami con filamenti complementari,
nella fattispecie molecole
di DNA ottenute dagli RNA
messaggeri presenti in una cellula
quando un certo gene è attivo.
Il primo passo consiste quindi nell’identificare
le sequenze che si
vogliono prendere in esame - per
esempio quelle dei recettori presenti
sulla superficie delle cellule
tumorali. Successivamente queste
sequenze vengono fissate su di un
supporto rigido, il cosiddetto microchip,
tipicamente fatto di silicone e
delle dimensioni di un francobollo.
Una volta ottenuto un microchip
con le sequenze desiderate, questo
viene messo in contatto con il DNA
16
delle cellule tumorali, opportunamente
marcato con sostanze fluorescenti.
Questa operazione permette,
per esempio, di verificare
quali recettori sono attivati nelle
cellule di un tumore rispetto a quelle
normali, identificando in questo
modo eventuali bersagli per la
terapia farmacologica.
Lavorando con questa metodica su
culture cellulari, per esempio di
tumori, si può anche verificare se
un certo farmaco attiva o disattiva
determinati geni coinvolti nello sviluppo
del tumore in questione. In
questo modo da un lato si possono
individuare i geni che rispondono o
meno a un farmaco e dall’altro si
possono identificare i farmaci che
funzionano meglio. La stessa tecnologia
viene usata anche per fare le
diagnosi o determinare, per esempio,
i geni presenti in una data
linea cellulare. A questo proposito,
recentemente è stato costruito il
Linfochip, dove si trovano tutti i
geni che vengono attivati quando si
ha la trasformazione neoplastica
dei linfociti B. Si è visto cosí che i
pazienti con leucemia di tipo B possono
essere divisi in due classi,
quelli che rispondono ai farmaci e
quelli che invece non lo fanno, per
i quali l’unica scelta è il trapianto.
un antigene superficiale dei linfociti
T e macrofagi, sarebbe stato
selezionato perché conferiva la
resistenza alla peste bubbonica e
ora determinerebbe una diversa
risposta all’AIDS (15).
Come per la variante che determina
la resistenza all’AIDS, anche
per i polimorfismi associati alla
risposta ai farmaci ci si deve
aspettare la stessa variabilità, con
differenze nella frequenza degli
alleli non solo a livello mondiale,
ma anche di singolo paese.
Bibliografia
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in drug discovery. Drug Discov Today 2001; 6:
357.
◆ 2) Ozdemir V et al. What will be the role of pharmacogenetics
in evaluating drug safety and minimising
adverse effects? Drug Saf 2001; 24: 75.
◆ 3) Lazarou J et al. Incidence of adverse drugs reactions
in hospitalized patients: a metanalysis of prospective
studies. JAMA 1998; 279: 1200.
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◆ 5) Cavalli Sforza LL et al. History and Geography of
Human Genes. Princeton University Press, 1993.
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inactivate drugs. Science 2001; 291: 36.
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functional genomics into rational therapeutics.
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Initial sequencing and analysis of the human
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Science 2001; 291: 1304.
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alkylating agents. N Engl J Med 2000; 343: 1350.
◆ 11) Vogel & Motulsky. Genetica umana. Milano:
McGraw-Hill Italia, 1988.
◆ 12) Weinstein JN. Pharmacogenomics - teaching old
drugs new tricks. N Engl J Med 2000; 343: 1408.
◆ 13) Magierowska M et al. Combined genotypes of
CCR5, CCR2, SDF1, and HLA genes can predict the
long-term nonprogressor status in human immunodeficiency
virus-1-infected individuals. Blood 1999; 93:
936.
◆ 14) Stenico M et al. High mitochondrial sequence
diversity in linguistic isolates of the Alps. Am J Hum
Genet 1996; 59: 1363.
◆ 15) Stephens JC et al. Dating the origin of the
CCR5delta32 haplotype AIDS-resistance allele by the
coalescence of haplotypes. Am J Hum Genet 1998;
62:1507.

Asma
Ci sono risultati per la terapia dell’asma,
ma sono ancora preliminari
P
ur essendo la farmacogenetica
una scienza relativamente
giovane di cui non si
conoscono ancora pienamente né
le ricadute né i tempi di realizzazione,
ci sono già alcune indicazioni
per una possibile applicazione
pratica delle conoscenze in
questo campo.
Per quanto riguarda l’asma in particolare,
si presenteranno quattro
esempi di altrettanti polimorfismi
che colpiscono geni implicati
nello sviluppo del disturbo e che
potrebbero avere una ricaduta
pratica relativamente rapida per
la terapia con i farmaci.
Come noto, l’asma è una malattia
infiammatoria cronica delle vie
aeree polmonari con ipereattività
della muscolatura bronchiale a
stimoli specifici. Le terapie farmacologiche
adottate fino a oggi agiscono
contrastando l’ipereattività
bronchiale o il processo infiammatorio
vero e proprio. In questo
senso le categorie di farmaci usati
nella terapia dell’asma sono
diverse (circa 7-8), ma in questa
trattazione ne verranno prese in
considerazione due:
■ i beta agonisti: sono i farmaci
più usati; mimano l’azione dei
beta adrenergici (per questo sono
detti agonisti) e funzionano come
broncodilatatori rapidi e potenti;
Principi da ritenere
■ tre polimorfismi, uno nel gene
beta2AR e altri due nei geni ALOX5 e
LTC4S, potrebbero influenzare la
risposta al trattamento con i beta
agonisti e con gli antileucotrieni
■ sono necessarie altre indagini per
verificare i dati finora ottenuti
■ gli antagonisti dei leucotrieni:
al contrario della categoria
precedente, stimolano la broncodilatazione,
contrastando (per
questo prendono il nome di antagonisti)
l’azione dei leucotrieni
che funzionano come broncocostrittori.
Sette svolte del recettore
Per quanto riguarda la prima
categoria di molecole, ci si concentrerà
su un gene, beta2AR, che
codifica per il recettore beta2adrenergico,
e su un polimorfismo
di questo gene che è responsabile
di una differente risposta ai farmaci
beta agonisti, che agiscono
stimolando il recettore.
Pier Franco Pignatti
Direttore della Scuola
di specializzazione
in genetica medica
(Verona)
IN PRATICA
17

18
citoplasma
Arg16Gly
figura 1
Rappresentazione grafica del recettore beta2adrenergico. Quelli indicati in arancio sono gli aminoacidi critici
per il legame. La freccia indica il polimorfismo Arg16Gly
tratta da: Barnes et al. AJRCCM 1995; 152: 838
Il gene beta2AR è espresso in
varie cellule ma in particolare in
quelle dei muscoli lisci bronchiali.
Sulla membrana di questi ultimi il
recettore beta2adrenergico induce
la dilatazione dei muscoli bronchiali
in seguito allo stimolo delle
catecolamine endogene (che regolano
fisiologicamente il calibro
delle vie aeree) o di agonisti esogeni,
come per esempio i farmaci
beta agonisti, citati in precedenza.
Il recettore, come gli altri della
stessa famiglia, attraversa sette
volte la membrana plasmatica
(vedi la figura 1 in questa pagina)
e c’è una porzione della proteina,
che si trova fuori dalla membrana,
nello spazio extracellulare, dove
vanno ad attaccarsi le catecolamine
o gli agonisti di cui si parlava
regione extracellulare
I II III IV V VI VII
posizioni critiche per il legame
con il ligando
aminoacidi (413)
NH 2
COOH
membrana
cellulare
prima. C’è una mutazione,
Arg16Gly, che colpisce proprio
questa regione (in posizione 16, a
partire dal terminale NH2 della
proteina, provoca il cambiamento
dell’aminoacido arginina nell’aminoacido
glicina), come indicato
dalla freccia nella figura 1. Si tratta
di un polimorfismo frequente
(interessa circa metà della popolazione
generale) e che, come tale,
è piuttosto interessante dal punto
di vista farmacogenetico, perché
eventuali ricadute sulla terapia
farmacologica potrebbero riguardare
molte persone.
In particolare, alcuni studi hanno
messo in luce che questo polimorfismo:
■ aumenta la degradazione intracellulare
del complesso recet-

tabella 1
Il polimorfismo Arg16Gly e la risposta all’albuterolo
genotipo numero di bambini risposta
(1 = variazione del FEV1 del 15%)
Arg/Arg 40 (15%) 5,3 X
Arg/Gly 126 (47%) 2,3 X
Gly/Gly 103 (38%) 1 X
tabella 2
Risposta al formoterolo in relazione al polimorfismo Arg16Gly
genotipo numero di pazienti insensibili al farmaco
Arg/Arg 4 30%
Arg/Gly 8 60%
Arg/Gly 10 80%
tore-ligando e di conseguenza diminuisce
la produzione del recettore
beta2adrenergico. Quest’ultimo,
infatti, una volta attivato,
non solo stimola la broncodilatazione,
ma, attraverso un meccanismo
di autoregolazione, anche
la sintesi di nuovo recettore.
Il polimorfismo Arg16Gly diminuisce
proprio la produzione
autoregolata;
■ è più comune nell’asma steroido
dipendente;
■ è più comune nell’asma notturna;
■ è associato alla diminuita risposta
al trattamento con i farmaci
beta agonisti.
Per quanto riguarda quest’ultimo
punto, due studi hanno analizzato
proprio l’associazione tra il polimorfismo
in questione e la risposta
a due molecole che appartengono
alla famiglia dei beta agonisti:
l’albuterolo e il formoterolo.
La prima ricerca, condotta da un
gruppo di ricercatori statunitensi,
ha preso in considerazione l’associazione
tra il polimorfismo
Arg16Gly e la risposta acuta a una
somministrazione unica di albute-
rolo su un campione di 269 bambini
asmatici (1).
I piccoli soggetti sono stati divisi
in tre gruppi, gli omozigoti
Arg/Arg, gli eterozigoti Arg/Gly, e
gli omozigoti Gly/Gly, e la risposta
alla terapia con albuterolo è
stata misurata in termini di FEV 1
(Forced Expiratory Volume in un
secondo). I risultati, presentati
nella tabella 1 in questa pagina,
mostrano che la risposta al farmaco
è superiore per i piccoli omozigoti
Arg/Arg (più di cinque volte
maggiore rispetto a quella degli
omozigoti per l’allele mutato).
Inoltre, come si può osservare
nella tabella, gli eterozigoti, che
hanno solo una copia dell’allele
mutato, hanno una risposta intermedia,
che è più di due volte quella
degli individui con il fenotipo
mutato, dimostrando così che la
risposta al farmaco è proporzionale
alla dose genica.
Per quanto riguarda il formoterolo,
anche questo un beta agonista,
uno studio, condotto su un campione
di 22 adulti trattati con il
farmaco per un mese, ha dato
risultati molto simili alla ricerca
IN PRATICA
19

20
nucleo
acido arachidonico
5-lipossigenasi
leucotriene A 4
ZILEUTON
leucotriene C 4
sintasi
leucotriene C 4
precedente: la percentuale di soggetti
diventata insensibile al farmaco
è infatti inferiore nel caso
degli omozigoti Arg/Arg sui quali
quindi il farmaco è più efficace
rispetto a chi ha il genotipo mutato
(vedi la tabella 2 a pagina 19,
2).
Dall’arachidonico in poi
Passando alla seconda categoria
di farmaci presi in considerazione
in questa trattazione, gli antagonisti
dei leucotrieni rappresentano
l’ultima generazione di molecole
per il trattamento dell’asma.
Questi farmaci agiscono contrastando
l’azione dei leucotrieni,
molecole che intervengono non
trasportatore
di membrana
leucotriene C 4
ZAFIRLUKAST
membrane
cellulari
leucotriene D 4
leucotriene E 4
broncocostrizione
migrazione
degli eosinofili
edema
figura 2
Schema parziale della via di sintesi e di azione dei cisteinil-leucotrieni e i farmaci che inibiscono la loro azione. Le frecce tratteggiate
rappresentano i passaggi inibiti. Sono rappresentate due cellule e lo spazio extracellulare
tratta da (3)
recettore
CysLT 1
solo nella contrazione dei muscoli
lisci delle vie aeree, ma – insieme
all’istamina, alle prostaglandine e
alle citochine – anche nel fenomeno
infiammatorio dell’asma.
La via di sintesi e di azione dei
leucotrieni è schematizzata nella
figura 2 in questa pagina (3).
Sono diversi i farmaci che appartengono
al gruppo degli antileucotrieni,
ma in questa presentazione
ci si soffermerà sullo zileuton,
indicato a sinistra in rosso, e sullo
zafirlukast, mostrato a destra in
blu. Il primo interviene nella via
di sintesi dei leucotrieni e la inibisce
bloccando l’azione dell’enzima
5-lipossigenasi. Il secondo farmaco,
invece, è un antagonista di un
recettore dei leucotrieni.

In relazione all’azione di questi
due farmaci, si prenderanno in
considerazione due geni che codificano
per enzimi necessari alla
sintesi dei leucotrieni – la 5-lipossigenasi
(ALOX5) e la leucotriene
C4 sintasi (LTC4S) – e due polimorfismi
di questi geni che determinano
un’alterazione della risposta
agli antileucotrieni.
In particolare, per quanto riguarda
la 5-lipossigenasi, uno studio
pubblicato su Nature Genetics nel
1999 ha indagato l’associazione
tra il polimorfismo -147Sp1 e la
risposta all’inibitore ABT-761, un
derivato del farmaco zileuton (4).
Nella tabella 3 in questa pagina
sono indicati i risultati della ricerca.
Si consideri che il polimorfismo
consiste nella variazione del
numero di ripetizioni di una
sequenza di sei nucleotidi localizzati
nel promotore (la regione che
si trova a monte di ogni gene e che
ne regola la trascrizione cioè, in
pratica, la quantità di proteina
prodotta), e che l’allele più comune
ha cinque ripetizioni. Come si
può osservare gli individui che
hanno un genotipo 5/5 (indica il
numero di ripetizioni), hanno una
risposta migliore di quelli che
invece hanno le varianti polimorfiche
(qualsiasi altro numero di
ripetizioni: 3, 4, o 6). In questo
caso, a differenza dei due precedenti,
l’eterozigote non dà risposta
intermedia, quindi basta una
dose del gene normale per ottenere
la risposta desiderata. Inoltre,
mentre nei casi precedenti la percentuale
dei soggetti che non
rispondevano alla terapia era
piuttosto alta, in questo caso solo
il 9 per cento degli esaminati si
trova in questa situazione.
Passando all’ultimo esempio di un
polimorfismo che influenza la
risposta agli antileucotrieni,
anche in questo caso si tratta di
una mutazione nel promotore di
un gene, la leucotriene C4 sintasi
o LTC4S (5). Il polimorfismo,
meno noto dei precedenti, provoca
il cambiamento di una base
nucleotidica, da un’adenina a una
citosina, e viene indicato come
-444 A/C. I ricercatori hanno analizzato
un campione di 68 indivi-
tabella 3
Associazione tra il gene della 5-lipossigenasi (polimorfismo -147Sp1) e la risposta all’ABT-761
genotipo numero di pazienti risposta
(variazione del FEV1)
5/5 64 (56%) + 19%
5/3, 4, 6 40 (35%) + 23%
3, 4, 6/3, 4, 6 10 (9%) - 1%
tabella 4
Associazione tra il gene della leucotriene C 4 sintasi (polimorfismo -444A/C) e il zafirlukast
genotipo numero di pazienti risposta
(variazione del FEV1)
A/A 34 (50%) + 9%
A/C 30 (44%) + 9%
C/C 4 (6%) - 3%
IN PRATICA
21

22
dui, suddividendoli in omozigoti
A/A, eterozigoti A/C e omozigoti
C/C. Circa il 6 per cento degli
individui presi in considerazione
sono omozigoti per il genotipo
mutato e ancora una volta chi ha il
genotipo più comune ha una
risposta migliore al farmaco, in
questo caso il zafirlukast.
Quelle presentate sono indicazioni
di massima che potrebbero
comunque aiutare a individuare
quantomeno i soggetti non rispondenti
a una certa terapia.
Certamente alcuni degli studi presentati
sono stati condotti su
numeri troppo piccoli di soggetti e
andrebbero riconfermati in popolazioni
più estese. Inoltre restano
da indagare le possibili interazioni
dei diversi genotipi. Queste
ultime infatti potrebbero dare
risultati diversi da quelli ottenuti
considerando i polimorfismi singolarmente.
Bibliografia
◆ 1) Martinez FD et al. Association between genetic
polymorphisms of the b2-adrenoceptor and response
to albuterol in children with and without a history of
wheezing. J Clin Invest 1997; 100: 3184.
◆ 2) Tan S et al. Association between beta2 adrenoreceptor
polymorphism and susceptibility to bronchodilator
desensitisation in moderately severe stable
asthmatic. Lancet 1997; 350: 995.
◆ 3) Drazen JM et al. Treatment of asthma with drugs
modifying the leukotriene pathway. N Engl J Med
1999; 340: 197.
◆ 4) Drazen JM et al. Pharmacogenetic association between
ALOX5 promoter genotype and the response to
anti-asthma treatment. Nat Genet 1999; 22: 168.
◆ 5) Anderson W et al. Effects of polymorphisms in the
promoter region of 5-lipoxygenase and LTC4 synthase
on the clinical response to zafirlukast and fluticasone.
Eur Respir 2000; 16 (S31): abstract 1360.

Malattie infettive
La lunga convivenza tra microbi e umani
ha dato origine a suscettibilità e resistenze
S
ulla Terra ci sono circa 3
miliardi di microbi, che nel
loro insieme costituiscono
più o meno il 60 per cento della
biomassa. Questi minuscoli esseri
viventi, che sono comparsi sulla
terra tre miliardi di anni prima di
piante e animali, hanno avuto un
tempo straordinariamente lungo
per adattarsi a convivere con i
loro ospiti. Durante questo lasso
di tempo i germi non solo hanno
escogitato sofisticati meccanismi
di difesa per sfuggire agli attacchi
sferrati dall’uomo, ma hanno
anche modificato in maniera
sostanziale molte delle sue attività
biologiche nonché il suo genoma
(per esempio influenzando la presenza
di polimorfismi specifici
che possono favorire la resistenza
ai germi).
Nelle pagine precedenti si è parlato
della mortalità associata alla
tossicità dei farmaci, ma non si
deve dimenticare che ancora oggi
circa 13 milioni di persone muoiono
a causa delle infezioni batteriche
e virali. In particolare le polmoniti
colpiscono circa 3,5 milioni
di persone; la diarrea circa 2,5;
la tubercolosi 1,5; l’AIDS 2,3 e la
malaria circa 15 milioni.
La situazione è quindi ancora
allarmante, nonostante in questi
ultimi decenni siano intervenute
Principi da ritenere
■ è dimostrato che la suscettibilità e
la resistenza ad alcune malattie
infettive possono essere influenzate
dalla costituzione genetica
■ anche la risposta ad alcuni farmaci
antivirali può avere una base
genetica
numerose misure (condizioni
ambientali, igieniche, di immunizzazione
e farmacologiche) che
hanno ridotto drasticamente i
decessi dovuti a questi agenti
patogeni (vedi le figure 1 e 2 a
pagina 24 e 25).
Resta comunque il fatto che alcune
persone sopravvivono alle
malattie infettive e altre no, un
fenomeno questo dovuto principalmente
alla costituzione genetica
dei singoli individui. E’ il patrimonio
genetico, infatti, a influenzare,
insieme all’ambiente, non
solo la probabilità di contrarre
una malattia virale o batterica, ma
anche la progressione della malattia
stessa, nonché le complicazioni
che ne possono derivare. E que-
Giuseppe Novelli
Dipartimento
di biopatologia
e diagnostica
per immagini,
sezione di genetica
Università di Roma
Tor Vergata
IN PRATICA
23

24
figura 1
I due grafici
rappresentano
le cause di morte
rispettivamente
nel 1900
e nel 1997
(in percentuale)
5,2
1900
1997
8,0
5,1
6,9
23,3
8,1
4,7
4,5
4,1
3,7
10,2
3,7
2,7
31,4
2,6
sto è tanto vero che oggi si pensa
che la componente genetica nelle
malattie infettive sia almeno doppia
rispetto alle stime di qualche
anno fa.
Il gene CFTR
e Pseudomonas aeruginosa
11,3
Per quanto riguarda gli agenti
patogeni che colpiscono l’uomo,
un esempio particolarmente illustrativo
dell’interazione tra il patrimonio
genetico dell’ospite e
quello dell’agente infettivo è il batterio
Pseudomonas aeruginosa.
La lettura della sequenza genomica
di questo germe ha rivelato che
esso contiene una grande quantità
di geni regolatori, un fatto questo
che risulterebbe dall’ essere venuto
in contatto con il genoma di
molti ospiti e dalla forte competizione
con gli altri microrganismi.
2,3
1,3
1,1
1,1
tubercolosi
polmonite
diarrea
malattia cardiovascolare
malattia epatica
incidenti
ictus
cancro
bronchite
difterite
malattia cardiovascolare
cancro
ictus
malattia polmonare cronica
incidenti
polmonite/influenza
diabete
suicidio
malattia renale cronica
malattia epatica cronica
Nella comunità medico-scientifica,
pseudomonas gode di una cattiva
fama, dovuta da un lato alla
sua resistenza alle classi più
aggressive di antibiotici e dall’altro
al fatto che questo microbo è
tra i primi in classifica come causa
di malattie nell’uomo. In particolare,
questo agente infettivo è
associato a una patologia ereditaria
piuttosto frequente: la fibrosi
cistica. Circa il 10 per cento dei
malati, infatti, all’esordio della
malattia, ha un’infezione dovuta
alla colonizzazione da pseudomonas,
una percentuale questa
che cresce fino al 100 per cento
per i malati cronici. Si tratta di
una colonizzazione che può essere
molto specifica; ci sono cioè ceppi
di Pseudomonas aeruginosa che
infettano solo alcuni gruppi di
pazienti, un’osservazione questa
che fa supporre l’esistenza di una

antibiotici
migliori
condizioni
igieniche
complementarità tra l’ospite e l’agente
infettivo in questione.
Oggi si sa che il Cystic Fibrosis
Transmembrane Conductance Regulator
(CFTR), la proteina che se
mutata è responsabile dello sviluppo
della fibrosi cistica, è uno
dei principali canali del cloro
della cellula; la sua funzione però
non si limita solo al trasporto di
ioni, ma si estende anche ad altri
soluti, come il glutatione, o altri
aminoacidi e recentemente il
bicarbonato.
Inoltre si è fatta l’ipotesi che
CFTR possa essere valido anche
come recettore per Pseudomonas
aeruginosa: quando il canale funziona,
il batterio viene inglobato
nella cellula e distrutto con enzimi
proteolitici; nei soggetti affetti
da fibrosi cistica, invece, il malfunzionamento
del recettore provocherebbe
una maggiore sensibi-
alimentazione migliore
diminuisce la suscettibilità
dell’ospite
diminuiscono
le malattie
infettive
diminuisce la trasmissione
di malattie
vaccinazioni
figura 2
Le condizioni che hanno determinato la riduzione delle malattie infettive
abitazioni
migliori
acqua
e cibi
più sicuri
lità all’infezione da parte del batterio.
Sulla scia di questa ipotesi, alcuni
studiosi hanno indagato se esista
una correlazione tra mutazioni
diverse del gene CFTR (che determinano
fenotipi più o meno gravi
della malattia) e il grado di colonizzazione
da pseudomonas. I
risultati indicano che, se si considerano
le mutazioni singolarmente,
non c’è una correlazione; se
però si considerano i due gruppi
di mutazioni che generalmente
sono associati a due fenotipi
ormai accertati nella fibrosi cistica,
cioè l’insufficenza e la sufficienza
pancreatica (indicate
rispettivamente come PI e PS), si
può osservare che la percentuale
di colonizzazione da pseudomonas
nei due gruppi è significativamente
diversa (vedi la figura 3 a
pagina 27): negli individui con il
IN PRATICA
25

Convivenze
che lasciano
il segno
Un esempio evidente di come e
quanto un agente infettivo
possa influenzare l’attività biologica
del suo ospite è rappresentato da un
batterio della famiglia delle richettsiacee
(batteri gram negativi responsabili
di varie malattie, tra le
quali il tifo): la Wolbachia. Questo
batterio era praticamente sconosciuto
fino agli anni novanta, ma a partire
da quel periodo 21 gruppi di
ricerca nel mondo hanno concentrato
i loro sforzi sullo studio di questo
germe, pubblicando almeno 127
articoli sull’argomento. Si tratta di
un batterio simbionte che vive nel
citoplasma di circa il 15-20 per cento
delle specie di insetti conosciute,
oltre che degli aracnidi e dei nematodi.
Il microbo si localizza soprattutto nel
citoplasma delle cellule germinali
dell’ospite e viene trasmesso dalle
26
fenotipo più grave l’infezione è
precoce e più grave.
Da quanto detto finora si potrebbe
pensare che sia sufficiente stabilire
un nesso tra l’espressione
del gene CFTR e la sua l’attività
biologica, per capire se un paziente
in esame è resistente all’infezione
o meno. Nel caso specifico,
se in un certo soggetto il canale è
espresso (e lo si può capire analizzando
l’RNA messaggero) e se
questa espressione è correlata,
per esempio, a una minore suscettibilità
all’infezione, allora l’individuo
in esame è resistente.
Purtroppo non è tutto così semplice,
proprio perché non sempre
esiste un rapporto diretto tra l’espressione
di un gene e l’attività
femmine alla loro progenie, un po’
come se fosse un fattore citoplasmatico
materno ereditario. Poiché quindi
la trasmissione del batterio dipende
dalla produzione di femmine, la
Wolbachia tende a favorire queste
ultime nel rapporto numerico tra i
due sessi e lo fa con modalità diverse.
In alcune specie di insetti, per
esempio, il batterio trasforma i
maschi infetti in femmine; in altre,
attraverso un meccanismo noto come
incompatibilità citoplasmatica,
impedisce gli incroci che darebbero
origine a una progenie non infetta
(per esempio i maschi infetti non
possono fertilizzare uova non infette).
Infine c’è anche il caso estremo
di alcune specie di vespe, in cui la
presenza della Wolbachia induce la
riproduzione delle femmine per partenogenesi.
Se un batterio è in grado
di modificare un processo così importante
come la riproduzione di svariate
specie di insetti, ci si può immaginare
quale enorme influenza i microbi
in genere possano avere sul genoma
dell’uomo con il quale sono in
contatto da moltissimo tempo.
biologica del suo prodotto nell’organismo.
Proprio la fibrosi cistica
ne è un esempio: nei malati con la
mutazione G551D, una di quelle
che provocano il fenotipo più
grave, il canale del cloro viene
prodotto (e quindi il suo RNA
viene espresso), ma la proteina
viene degradata prima di raggiungere
la membrana e quindi, a tutti
gli effetti, non funziona. La situazione
è perciò uguale a quella
degli individui in cui il canale non
viene espresso per niente.
La funzionalità del canale quindi
non è strettamente correlata all’espressione
del gene nella cellula,
perché intervengono, oltre alla
trascrizione del gene, anche almeno
altre due tappe – la traduzione
e il riciclo della proteina – che
hanno altrettanta importanza nel
determinare il fenotipo.
Il motivo della colonizzazione da
pseudomonas nei malati di fibrosi
cistica va quindi cercato altrove.
L’infezione potrebbe essere dovuta,
per esempio, all’elevata concentrazione
di cloruro sodico presente
sulle membrane quando il
canale del cloro non funziona e
non fa passare il cloruro di sodio.
Quest’ultimo infatti inibisce, ad
alcune concentrazioni, le defensine,
sostanze prodotte dall’organismo
per difendersi dai batteri. Se
questa ipotesi fosse vera allora il
meccanismo della suscettibilità a
pseudomonas sarebbe indiretto,
pur sembrando apparentemente
legato all’assenza di un recettore
geneticamente modificato.
AIDS, resistenza
e suscettibilità
Per ritornare alla questione più
generale della predisposizione
genetica alle malattie infettive,
alcuni esempi di geni che determinano
la suscettibilità sono indicati
nella tabella 1 in questa pagina.

tabella 1
Esempi di alcuni alleli e delle suscettibilità alle malattie infettive che possono determinare
allele/gene metabolismo alterato agente esterno induzione malattia/resistenza
IFNGR1, IFNGR2 risposta immune micobatteri/salmonella micobatteriosi atipica
IL12RB1, IL12B familiare
IL1 ignoto ignoto periodontiti
FcgammaRIIIA risposta immune HHV-8 sarcoma di Kaposi
HLA DRB1*14, DQB1*0301 risposta immune (?) Trypanosoma cruzi resistenza alla cardiomiopatia
infettiva da Trypanosoma cruzi
IFNgamma/IFNgammaR risposta immune micobatterio tubercolosi
IL12/IL12R
P53 risposta immune HPV16, HPV18 rischio di cancro
della cervice da HPV
CFTR internalizzazione pseudomonas infezione polmonare
CX3CR1 risposta immune HIV1 AIDS (?)
CCR5, CCR2, SDF1 risposta immune HIV1 AIDS
HLAB53 risposta immune Plasmodium falciparum malaria
HLAII-DRB1*1302
HLA DRB1*0401 risposta immune Borrella burgdofori artrite di Lyme
Tra questi c’è probabilmente un
solo caso – una forma familiare di
micobatteriosi – di predisposizione
determinata da mutazioni classiche
in un gruppo di geni. In que-
Percentuale di malati senza infezione da P. aeruginosa
100
75
50
25
sto caso i genitori sono portatori
sani e i figli che sono omozigoti
per la mutazione contraggono
infezioni da tutti i micobatteri esistenti
al mondo. Ci sono poi altri
genotipi
PS/PI e PS/PS
genotipo
PI/PI
0
0 10
20
età (anni)
30
40
IN PRATICA
figura 3
Il grafico indica come
l’infezione
da P.aeurginosa
colpisca soprattutto
(e precocemente)
i malati di fibrosi cistica
portatori di mutazioni
che determinano
un fenotipo
con insufficienza
pancreatica.
PI = mutazione
associata a insufficienza
pancreatica
PS = mutazione associata
a sufficienza pancreatica
27

28
Abacavir
alla prova
del DNA
In un incontro avvvenuto
alla New York Academy of
Sciences, Allen Roses, direttore
mondiale della genetica di
GlaxoSmithKline, ha annunciato
che la società farmaceutica
sta avviando una ricerca
di farmacogenetica sull’ipersensibilità
all’abacavir, una
casi di alleli che determinano la
suscettibilità a un gruppo di agenti
infettivi.
Naturalmente il panorama è ampio
e comprende alcuni polimorfismi
nella proteina p53 che sono
correlati al tipo di risposta immunitaria
contro i papilloma virus 16
e 18, e quindi al rischio di sviluppare
un cancro alla cervice. Per
non parlare degli esempi storici
che riguardano l’HLA e la correlazione
con la malaria o la tubercolosi.
L’esempio più studiato in assoluto
resta però quello del virus HIV-1,
responsabile dell’AIDS. Si sa da
tempo, infatti, che alcuni soggetti
sono maggiormente suscettibili
all’infezione da parte del virus,
mentre altri sono addirittura resistenti
e, pur venendo a contatto
regolarmente con il germe, non ne
vengono mai contagiati.
A questo proposito una revisione
pubblicata sull’Annual Review of
Genetics illustra i risultati di una
ricerca condotta, in un campione
di oltre 10.000 soggetti a rischio
di AIDS, per verificare come i
polimorfismi di alcuni geni influenzino
la resistenza o la suscettibilità
all’infezione.
L’eterogeneità di risposta all’infe-
molecola utilizzata nella terapia
dell’AIDS.
Nel 4 per cento circa dei soggetti
che assumono l’abacavir
si manifesta una reazione di
ipersensibilità, alla quale consegue
necessariamente la sospensione
della terapia.
Poiché i sintomi dell’ipersensibilità
sono molto aspecifici
(febbre) e confondibili con
quelli caratteristici del quadro
clinico di questi pazienti, è difficile
capire quando è davvero
necessaria la sospensione del-
la terapia. Lo studio si propone
quindi di identificare i marcatori
genetici dell’ipersensibilità,
per individuare i soggetti
in cui tale reazione è
probabile.
«Stiamo usando la mappa
dello SNP Consortium – ha
commentato Roses – per costruire
un pannello di 200
mila marcatori da usare in
questo studio che dovrebbe
durare due anni e consentirci
di raccogliere dati importanti
per la terapia con abacavir».
zione, nei soggetti presi in esame,
è stata valutata in base a diversi
parametri, come:
■ l’infezione con HIV;
■ la velocità di progressione
nella forma più grave della malattia;
■ la presenza di complicanze
connesse con l’infezione primaria
(il sarcoma di Kaposi, il linfoma,
le infezioni opportunistiche);
■ la risposta immunitaria all’agente
infettivo;
■ l’efficacia e gli eventuali effetti
collaterali della terapia antiretrovirale.
Per quanto riguarda i geni candidati,
si calcola che quelli coinvolti
nel meccanismo dell’infezione
siano centinaia (recettori, corecettori,
citochine e loro recettori,
fattori di trascrizione, geni che
regolano la risposta immunitaria
eccetera), ma i ricercatori del
National Cancer Institute del
Maryland, negli Stati Uniti, ne
hanno presi in considerazione
dieci, tra cui quelli che codificano
per i corecettori CCR5 e CCR2
(siti di legame di alcune citochine),
necessari al virus per penetrare
nella cellula.
I polimorfismi presi in considerazione
sono tutti alleli presenti

comunemente nella popolazione e
la cui presenza può ritardare o
accelerare la progressione della
malattia.
Uno dei più importanti è
CCR5delta32, una delezione nel
recettore CCR5 che determina uno
scivolamento della lettura della
sequenza. La mutazione ha un
effetto protettivo, che si esplica
soprattutto in omozigosi (quando
entrambi gli alleli sono mutati).
La stessa osservazione vale anche
per il polimorfismo CCR2-641:
entrambe le mutazioni hanno la
capacità di ritardare la progressione
della malattia di circa 2-5
anni.
D’altro canto ci sono esempi di
polimorfismi che aumentano la
suscettibilità all’infezione e uno di
questi è l’allele B35 del gene HLA
di classe 1, che, in omozigosi, ha
un effetto di accelerazione dell’AIDS
particolarmente grave.
Il secondo esempio di polimorfismo
che accelera, dai 2 ai 5 anni,
la progressione della malattia è
rappresentato dall’allele IL10 5’A,
una mutazione che coinvolge il
promotore dell’interleuchina 10.
Occorre ricordare comunque che
l’interazione tra più alleli può
alterare completamente l’effetto
dei singoli polimorfismi. Un
esempio di questo fenomeno è
rappresentato, per esempio, dall’interazione
di tre polimorfismi
(CCR5delta32, CCR2-641 e IL10
5’A) che modifica le curve di
sopravvivenza rispetto ai singoli
polimorfismi.
I ricercatori hanno anche cercato
di dare una spiegazione funzionale
a quanto osservato.
In particolare, per il polimorfismo
CCR5delta32, la protezione nei
confronti dell’infezione sarebbe
strettamente legata al fatto che il
recettore funziona, insieme a
CD4, come porta d’ingresso per il
virus, che può iniziare a prolifera-
re nella cellula infettata. La mancanza
di 32 nucleotidi provoca
uno slittamento nella sequenza
del DNA per cui viene prodotto un
recettore non funzionante, che
non raggiunge la membrana. In
questo modo l’entrata del virus
viene ritardata.
Il gene IL10, invece, codifica per
una citochina che, tra le altre
cose, inibisce anche la produzione
del virus HIV-1 nei macrofagi. Il
polimorfismo IL10 5’A colpisce il
promotore del gene e inibisce la
trascrizione di citochina, favorendo
di conseguenza l’infezione e la
progressione della malattia.
La conoscenza dei polimorfismi di
Nella genetica
il futuro
dei vaccini
La conoscenza del genoma dei
microrganismi sta influenzando
radicalmente anche l’approccio
alla produzione di nuovi vaccini,
tanto che sempre più si parla di
immunogenetica inversa. Un termine
questo che crea una contrapposizione
con il vecchio approccio in
cui la produzione di un vaccino partiva
dalla malattia infettiva, da qui
passava alla scoperta del microrganismo
responsabile, dell’antigene
di membrana specifico, dell’epitopo
(cioè la porzione dell’antigene cui
si lega l’anticorpo) fino alla produzione
del vaccino vero e proprio.
Questo processo è ora invertito,
perché, pur partendo sempre dalla
malattia, si sfrutta la conoscenza
genetica del microrganismo per
arrivare, attraverso l’analisi delle
sue proteine di membrana, a identificare
i possibili bersagli per la
sintesi del vaccino.
Un esempio di questo approccio è
IN PRATICA
rappresentato dal recente vaccino
contro la meningite, ottenuto con
un processo che è partito dai dati
ricavati dal sequenziamento del
batterio Nesseira meningitidis.
Questi ultimi sono stati analizzati
da un computer, per identificare gli
eventuali bersagli per un vaccino.
Sono state trovate 570 sequenze
potenzialmente utili (che codificano
per proteine secrete o di membrana)
e da queste si è arrivati a identificare
350 proteine come possibili
bersagli per il vaccino.
Con queste sono stati immunizzati
alcuni topi di laboratorio e dagli
anticorpi prodotti si sono selezionate
due proteine bersaglio per lo sviluppo
di eventuali farmaci.
Per il futuro ci si aspetta che la
banca dati sui genomi batterici sviluppata
da Craig Venter, fondatore
della Celera Genomics, e dal suo
gruppo di ricerca fornisca informazioni
per lo sviluppo di nuovi farmaci.
Venter stima infatti che presto
ci saranno circa 300 mila nuovi
geni da studiare, della cui funzione
non si sa ancora nulla, ma che
potrebbero fornire informazioni
utili per nuovi vaccini.
29

MRP4
e la resistenza alla
terapia antivirale
La mancata efficacia, in alcuni
pazienti, della terapia contro
l’AIDS, potrebbe essere dovuta
non solo a virus HIV resistenti, ma
anche all’eccessiva espressione di
un gene, MRP4. Lo sostiene uno
studio, pubblicato nel 1999 sulla
rivista Nature Medicine da ricercatori
del St. Jude Children’s
Research Hospital di Memphis,
negli Stati Uniti.
Da tempo si sa che la terapia contro
la temibile infezione non funziona
allo stesso modo in tutti i
soggetti, così come è noto che la
resistenza ai farmaci (AZT, ddC,
ddl, d4T 3TC e abacavir) può essere
dovuta alla presenza di ceppi
resistenti di virus HIV.
L’osservazione che la terapia può
non essere efficace anche in soggetti
infettati da ceppi HIV non
resistenti ha indotto gli studiosi
statunitensi a concentrare i loro
sforzi sulla ricerca di una spiegazione
a questo fenomeno.
30
«Abbiamo osservato che l’espressione
abnorme del gene MRP4 era
responsabile della resistenza delle
cellule T alla terapia con AZT e
con un altro farmaco sperimentale
- dichiara in proposito John
Schuetz, coordinatore dello studio
in questione -. Anche in condizioni
normali la proteina codificata
da MRP4 pompa i farmaci nucleosidici
fuori dalla cellula, ma la sua
eccessiva espressione ne amplifica
a tal punto l’azione che la concentrazione
dei farmaci nelle cellule
diventa troppo bassa per avere
qualsiasi effetto».
L’identificazione di questa alterazione
potrebbe consentire di
distinguere a priori i soggetti che
risponderanno alla terapia da
quelli che invece non lo faranno.
A questo si aggiunga che questo
tipo di studi apre la strada alla
ricerca di eventuali inibitori dell’azione
di MRP4. Per non parlare
del fatto che questa scoperta
potrebbe aiutare a capire la risposta
ai farmaci anche nel caso di
altre malattie infettive, come l’epatite
B e il citomegalovirus, che
sono anch’esse curate con farmaci
nucleosidici.
suscettibilità e di resistenza, della
loro frequenza e delle loro possibili
interazioni può essere utilizzata
non solo a livello di singolo
individuo, ma anche di popolazione,
per predire il rischio di ammalarsi
una volta venuti in contatto
con l’agente infettivo.
L’unica questione da considerare,
nel caso di intere popolazioni, è il
fatto che la frequenza dei polimorfismi
appena descritti è
molto variabile secondo i gruppi
etnici presi in considerazione. Per
esempio, la frequenza dell’allele
CCR5delta32, che conferisce la
resistenza all’infezione, si aggira
intorno al 10 per cento nella
popolazione caucasica, ma lo stesso
allele è assente nelle popolazioni
del Sudest asiatico e dell’Africa,
il che potrebbe spiegare in parte i
motivi della forte epidemia in
questi paesi (vedi la figura a pagina
13).
Laddove però l’informazione sul
rischio di malattia di una popolazione
sia disponibile, questa può
rivelarsi molto utile non solo per i
programmi di prevenzione su
larga scala, ma anche per lo sviluppo
di farmaci sempre più efficaci.
Bibliografia
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risk of HIV disease. Science 2000; 290: 2031.
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Diabete mellito di tipo 2
Tre polimorfismi spiegherebbero
i casi di insuccesso delle sulfaniluree
N
el corso degli ultimi anni,
dopo una fase di stasi nella
ricerca farmacologica per
il diabete, sono stati scoperti
nuovi farmaci per la terapia di
questo disturbo, alcuni già entrati
in uso, altri che saranno presto
disponibili in farmacia.
Farmaci innovativi
Accanto ai trattamenti classici con
le sulfaniluree (glibenclamide, gliburide,
glipizide e glimepiride) e
con le biguanidi (metformina) è
stata, per esempio, introdotta una
classe di inibitori dell’alfaglucosidasi,
un enzima localizzato nell’intestino
che scinde gli zuccheri
complessi in zuccheri semplici. A
questi si aggiunge una nuova classe
di derivati dell’acido benzoico
(repaglinide) che agiscono con un
meccanismo simile a quello delle
sulfaniluree, ovvero stimolando la
secrezione di insulina da parte
della cellula pancreatica.
Una categoria molto innovativa di
farmaci, poi, è rappresentata dai
tiazolidinedioni (rosiglitazone,
pioglitazone), che dovrebbero
entrare in commercio quest’anno
anche in Italia e che rappresentano
un primo esempio di molecole
capaci di aumentare la sensibilità
all’insulina. Infine ci sono diverse
Principi da ritenere
■ i casi di insuccesso della terapia
con sulfaniluree potrebbero essere
associati a tre polimorfismi, uno nel
gene IRS-1 e due nel gene SUR-1
■ sono necessari nuovi studi per
confermare queste prime indicazioni
insuline modificate o analoghi
dell’insulina, utilizzati per l’ottimizzazione
della terapia.
Nella figura 1 a pagina 32 è riassunto
schematicamente il meccanismo
di azione dei farmaci appena
citati. In particolare, le sulfaniluree
agiscono a livello pancreatico
stimolando la secrezione di
insulina, che da un lato inibisce la
produzione di glucosio da parte
del fegato, e dall’altro agisce sui
muscoli e sul tessuto adiposo,
aumentando l’utilizzo del glucosio.
Gli inibitori dell’alfaglucosidasi,
invece, riducono l’assorbimento
dei carboidrati semplici a
livello del tratto intestinale, e i
glitazonici agiscono a livello del
tessuto muscolare e di quello adiposo
differenziando i preadipociti
Giorgio Sesti
Cattedra di Medicina
interna
Università di Catanzaro
Magna Graecia
IN PRATICA
31

32
inibitori
dell’alfaglucosidasi
(–)
intestino
biguanidi
assorbimento
di carboidrati
(–)
glucosio plasmatico
produzione
di glucosio
sulfaniluree (+) pancreas
fegato (–)
secrezione
d’insulina
figura 1
Il meccanismo di azione di alcuni farmaci ipoglicemizzanti. Le frecce indicano il tipo di azione dei farmaci in esame
–
in adipociti e aumentando la captazione
del glucosio.
I due esempi di farmacogenetica
nel diabetico di tipo 2 presentati
in questa occasione riguardano
l’azione delle sulfaniluree e sono
tutt’ora poco noti alla comunità
diabetologica.
Uno dei polimorfismi presentati
in questa trattazione riguarda
l’Insulin Receptor Substrate, IRS-
1, una proteina che funziona come
captazione
di glucosio
insulina
esogena
secrezione
d’insulina
glitazoni
(+)
muscolo/
tessuto adiposo
(+)
ancoraggio per una serie di altre
proteine – tra cui la fosfatidilinositolo
chinasi 3 (PI3K) – che sono
a loro volta intermediari dell’azione
biologica finale dell’insulina
(crescita cellulare, espressione di
geni, sintesi proteica, sintesi di
glicogeno e reclutamento sulla
superficie cellulare del trasportatore
attraverso cui il glucosio
entra nella cellula). Il gene che
codifica per questa proteina è
+

stato ampiamente analizzato e in
particolare si è osservato che esiste
un polimorfismo, Gly→Arg972
(in posizione 972 della sequenza
aminoacidica un’arginina prende
il posto della glicina), che ha una
prevalenza diversa nei vari gruppi
etnici (vedi la tabella 1 in questa
pagina). In alcune popolazioni – i
danesi, i francesi, ma anche gli
italiani – la prevalenza di questo
polimorfismo è maggiore nei diabetici
di tipo 2, rispetto ai soggetti
normali (1-15).
Per quanto riguarda il fenotipo
associato a questo polimorfismo, i
portatori sono caratterizzati da:
■ diminuzione dei livelli plasmatici
di insulina e di peptide C;
■ riduzione dell’utilizzazione periferica
del glucosio;
■ aumento dei livelli di PAI-1,
inibitore dell’attività del plasmi-
nogeno e associato ai meccanismi
di fibrinolisi;
■ aumento dei trigliceridi nei
soggetti obesi;
■ aumento del rischio di coronaropatia.
Tali osservazioni suggeriscono
che questo polimorfismo di IRS-1
possa contribuire al fenotipo di
insulino-resistenza e di insulinodeficienza.
Inoltre alcuni dati preliminari,
raccolti dal laboratorio
di chi scrive e che ancora non raggiungono
la significatività, fanno
pensare che la prevalenza di questo
polimorfismo sia maggiore nei
diabetici di tipo 2 che non rispondono
alla terapia con sulfaniluree.
I casi di insuccesso della terapia
con questi farmaci potrebbero
quindi essere correlati alla presenza
di questo polimorfismo.
A livello molecolare, il polimorfi-
tabella 1
Prevalenza del polimorfismo Gly→Arg972 del gene IRS-1 in diverse popolazioni
gruppo etnico individui normali affetti da diabete
di tipo 2
danesi (Almind et al. 1993) 3/76 (3,9%) 10/86 (11,6%)
francesi (Hager et al. 1993) 9/130 (6,9%) 26/233 (11,2%)
italiani (Imai et al. 1994) 4/32 (12,5 %) 7/31 (22,5%)
finnici (Laasko et al. 1994) 9/104 (8,7%) 11/112 (9,8%)
giapponesi (Shimokawa et al. 1994) 8/178 (4,5 %) 7/197 (3,6%)
finnici (Hitman et al. 1995) 3/43 (7%) 3/40 (7,5%)
indiani (Hitman et al. 1995) 5/95 (5,3%) 13/126 (10,3%)
indiani Pima (Celi et al. 1995) 0/242 0/190
giapponesi (Mori et al. 1995) 1/45 (2,2%) 8/226 (3,5%)
britannici (Grant et al. 1995) 26/269 (9,7%) 22/209 (10,5%)
taiwanesi (Chuang et al. 1996) 1/82 (1,2%) 1/89 (1,1%)
giapponesi (Ura et al. 1996) 3/70 (4,3%) 5/100 (5%)
britannici (Zhang et al. 1996) 18/164 (11%) 14/54 (26%)
statunitensi (Sigal et al. 1996) 7/104 (6,7%) 11/192 (5,7%)
sudafricani (Panz et al. 1997) 3/40 (8%) 4/20 (20%)
giapponesi (Yamada et al. 1998) 20/491 (4,0%) 13/310 (4,2%)
afroamericani (Lei et al. 1999) 115/992 (11,6%) 39/321 (12,2%)
olandesi di Rotterdam (‘t Hart et al. 1999) 31/168 (18%) 24/196 (12%)
olandesi di Hoorn (‘t Hart et al. 1999) 16/170 (9%) 23/191 (12%)
messicani statunitensi (ispanici) (Celi et al. 2000) 7/60 (11,6%) 12/60 (20%)
messicani statunitensi (Celi et al. 2000) 3/27 (11,1%) 2/31 (6,5%)
IN PRATICA
33

Farmacogenetica
in rete
Pharmacogenetics Research Network
www.nigms.nih.gov/ pharmacogenetics/
Il National Institute of Medical Sciences , insieme ad altri sei componenti
dei National Institutes of Health, ha dato origine a un
nuovo programa per studiare le applicazioni della genetica allo
sviluppo dei farmaci. La rete collaborativa è costituita da nove
laboratori statunitensi che studieranno come i geni influiscono
sulla risposta a varie categorie di terapie farmacologiche (antidepressivi,
antiasmatici, trattamenti chemioterapici eccetera).
I dati delle ricerche saranno resi disponibili al sito del Pharmacogenetic
Knowledge Base (PharmGKB) (pharmgkb.org/).
Il network ha anche pubblicato un opuscolo, Medicines for you
(www.nigms.nih.gov/pharmacogenetics/), per
chiarire le idee degli utenti comuni sulla farmacogenetica e i suoi
significati.
Il primo incontro organizzato dal gruppo di ricerca si è tenuto a
Bethesda, negli Stati Uniti, il 25 aprile del 2001 (il programma
e il video della conferenza sono visibili al sito Internet
pub.nigms.nih.gov/pharmaco/).
Human Project Information
www.ornl.gov/hgmis/
Il Progetto genoma umano si occupa di farmacogenomica
(www.ornl.gov/hgmis/medicine/pharma.html),
34
smo in questione altera il legame
fisico tra il substrato IRS-1 e l’enzima
PI3K, con diversi effetti. Il
laboratorio di chi scrive, per
esempio, ha osservato che nelle
cellule muscolari di ratto la
variante provoca un difetto nel
trasporto del glucosio. Inoltre, se
si stimolano le celule beta del
pancreas con varie concentrazioni
di glucosio, si osserva che la
secrezione insulinica viene ridotta
dalla mutazione. Lo stesso fenomeno
si osserva se la secrezione
viene indotta con glibenclamide,
una sulfanilurea di seconda generazione,
e questo supporterebbe
l’ipotesi che la mutazione sia cor-
con una serie di link utili a risorse esterne che trattano lo stesso
argomento.
SNP Consortium
http://snp.cshl.org/
Il consorzio di aziende farmaceutiche e istituzioni accademiche,
che, senza scopo di lucro, si occupa di tracciare una mappa dei
polimorfismi di singoli nucleotidi del genoma umano.
Aggiornamento
Da febbraio del 2001 sono visibili in rete i numeri della rivista
Pharmacogenetics (www.jpharmacogenetics.com),
completamente dedicata agli studi in questo settore.
Il britannico British Medical Journal ha dedicato un numero della
prestigiosa rivista alla genetica e alle sue ricadute dal punto di
vista pratico, compreso il processo di sviluppo dei farmaci
(www.bmj.com/content/vol322/issue7293).
La rivista statunitense Journal of the Americam Medical Association
(www.jama.com) ha annunciato un numero sulla
genetica e sulle sue applicazioni nella pratica clinica, previsto per
novembre del 2001.
La rivista International Journal of Pharmaceutical Medicine, nel
numero di aprile, ha considerato la farmacogenetica nei suoi
molteplici aspetti (www.ijpm.com).
relata ai casi di insuccesso della
terapia con sulfaniluree (16, 17).
Una seconda dimostrazione viene
anche da uno studio condotto
sulle cellule ottenute dalle isole
pancreatiche umane di due donatori
portatori del polimorfismo.
Anche in questo secondo caso si è
osservato che la secrezione insulinica,
indotta sia dal glucosio sia
dalla glibenclamide, è alterata
dalla presenza del polimorfismo,
mentre è conservata la secrezione
indotta dall’arginina e quindi
dagli aminoacidi.
Infine una serie di altri esperimenti
ha dimostrato che la presenza
della stessa mutazione

induce un aumento dell’apoptosi
nelle cellule beta di isole umane
(18).
Concludendo il polimorfismo
Gly→Arg972 del gene IRS-1 può
influire sulla mancata azione delle
sulfaniluree attraverso due meccanismi:
■ agendo direttamente, attraverso
un meccanismo di inibizione
della secrezione di insulina;
■ aumentando la suscettibilità
all’apoptosi, indotta da vari elementi
quali la carenza di fattori di
crescita.
L’altro esempio di polimorfismo
che può influenzare la risposta
alla terapia farmacologica del diabete
di tipo 2 riguarda SUR-1, una
proteina di membrana che funziona
come recettore delle sulfaniluree.
In particolare, sono stati descritti
due polimorfismi interessanti nel
gene che codifica per SUR-1.
Il primo viene chiamato 16-3 C→T
perché colpisce il quindicesimo
introne del gene, tre basi prima
dell’inizio del sedicesimo esone
(posizione 16-3), determinando la
sostituzione di una citosina (C)
con una timidina (T).
Lo studio di questo polimorfismo
su alcune popolazioni (francesi,
statunitensi, britannici, danesi e
olandesi) dimostra che, in particolare
negli Stati Uniti e in Gran
Bretagna, c’è un’aumentata prevalenza
della mutazione nella popolazione
diabetica. Poiché il polimorfismo
colpisce un introne (la
regione non codificante del gene),
non provoca alterazioni nella
sequenza della proteina. Il polimorfismo
determinerebbe quindi
una suscettibilità allo sviluppo del
diabete, agendo su meccanismi
che regolano la produzione della
proteina stessa, cioè interferendo
sulla quantità di proteina prodotta
(19, 20).
Il secondo polimorfismo del gene
SUR-1 viene denominato 18 C→T
(perché nel diciottesimo esone si
ha la sostituzione di una citosina
con una timidina). Anche questo
polimorfismo risulta prevalente
nei pazienti diabetici, rispetto ai
controlli, in molte popolazioni
(21, 22).
Questi polimorfismi potrebbero
anche essere correlati con la mancata
risposta alle sulfaniluree.
Infatti entrambi riducono la secrezione
insulinica indotta dalla
tolbutamide, una sulfanilurea di
prima generazione. Mancano ulteriori
studi in proposito, ma si può
ipotizzare che i pazienti portatori
di questi polimorfismi abbiano
una risposta ridotta o assente alle
sulfaniluree (23).
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Malattie
cardiovascolari
Le ricerche in questo campo sono molte,
ma le conclusioni sono spesso contraddittorie
P
er le malattie cardiovascolari
la ricerca ha messo in
luce un’associazione tra
alcune caratteristiche genetiche e
la risposta alla terapia farmacologica,
ma per ora non ci sono certezze
assolute in questo settore.
Come si è già accennato nelle presentazioni
precedenti, sono stati
identificati alcuni sistemi enzimatici
regolati geneticamente che
possono interferire con il metabolismo
dei farmaci.
Alcuni di questi interagiscono
anche con le molecole utilizzate
nel trattamento delle malattie cardiovascolari:
i betabloccanti come
il metaprololo, gli anticoagulanti
come il warfarin, e gli antipertensivi
o i farmaci che agiscono sul
calibro delle coronarie.
In particolare si sa che per il citocromo
CYP2D6, della famiglia
CYP450, ci sono polimorfismi
capaci di determinare un maggiore
o minore metabolismo di alcuni
farmaci antiaritmici, come il propafenone,
di diversi betabloccanti,
tra cui il metoprololo, e di alcuni
farmaci antipertensivi (vedi la
tabella 1 a pagina 38).
Per quanto riguarda in particolare
i farmaci antipertensivi, nella
tabella 2 a pagina 39 è riportato
l’esempio di come eventuali polimorfismi
dei sistemi enzimatici
Principi da ritenere
■ le ricerche di farmacogenetica in
questo settore hanno già identificato
alcuni polimorfismi interessanti
■ spesso i risultati degli studi sono
contraddittori e richiedono quindi
ulteriori indagini
coinvolti nel metabolismo di queste
molecole possano avere un
effetto sulla risposta clinica.
Come si può vedere, nel caso dell’idralazina,
per esempio, gli acetilatori
lenti possono presentare
una sindrome caratterizzata da
manifestazioni tipo lupus associate
alla comparsa di anticorpi
antinucleo già ai dosaggi abituali.
Per gli acetilatori rapidi, invece, è
richiesta una dose di farmaco
molto più elevata.
Risultati
non sempre duplicati
Per molte malattie cardiovascolari
è stata identificata una grande
quantità di polimorfismi genetici
che sembrerebbero avere una
IN PRATICA
Enrico Agabiti Rosei
Ordinario di Medicina
interna
Dipartimento di scienze
mediche e chirurgiche
Università di Brescia
37

38
tabella 1
Agenti cardiovascolari la cui azione è influenzata dal gene CYP2D6 e dai suoi polimorfismi
antiaritmici betabloccanti antipertensivi
propafenone timololo indoramina
encainide metoprololo debrisochina
flecainide propranololo guanoxan
sparteina
N-propilaimalina
mexiletina
certa influenza sulla comparsa o
sulla progressione della malattia.
Però l’associazione tra questi polimorfismi
e l’effetto dei farmaci è
stata studiata in un numero limitato
di condizioni morbose e per
alcuni studi, benché interessanti,
mancano conferme o smentite dei
dati preliminari.
E’ il caso, per esempio, di uno studio
recente nel quale è stata individuata
una mutazione che colpisce
il gene SCN5A e che renderebbe
più efficace il trattamento con
la flecainide – un farmaco antiaritmico
– in pazienti con la sindrome
del QT lungo, predisposti
alla comparsa di tachiaritmie ventricolari
che sono potenzialmente
fatali (1).
Chi ha questo polimorfismo, che
colpisce un canale del sodio coinvolto
nel passaggio di ioni e quindi
nella formazione e conduzione
dello stimolo, risponde particolarmente
bene alla flecainide, mentre,
per esempio, non risponde
affatto alla lidocaina che è il farmaco
più usato ed efficace in questi
casi.
Le statine
Tornando agli altri studi, i più
numerosi sono quelli che hanno
cercato di valutare se la risposta
alle statine fosse influenzata da
polimorfismi di geni coinvolti nel
metabolismo delle lipoproteine.
Una di queste indagini, molto
nota ma non ancora replicata, è
stata condotta per verificare l’efficacia
della pravastatina in rapporto
a un polimorfismo del gene che
codifica per la Cholesterol Ester
Transfer Protein (CETP), proteina
che è coinvolta nel trasferimento
di colesterolo da parte delle lipoproteine
HDL (2).
Il polimorfismo B1/B1 è stato
associato a una maggiore progressione
della malattia – intesa come
entità di riduzione del lume coronarico
medio nell’arco di due anni
– e anche a una maggiore efficacia
della terapia con pravastatina,
perché nel sottogruppo di pazienti
con questo genotipo la progressione
della stenosi in seguito a
trattamento è risultata minore
rispetto al placebo.
Non si è però riscontrata alcuna
differenza tra i soggetti con questo
genotipo e gli altri, quando si
sono presi in considerazione gli
eventi miocardici o la morte per
cause cardiovascolari.
Al contrario proprio nei soggetti
in cui la pravastatina avrebbe
dovuto funzionare meglio si è
osservata una maggiore mortalità,
anche se il numero di osservazioni
è stato molto basso.
Al di là del caso specifico, chi scrive
pensa che in questo campo sia
molto importante stabilire un
nesso tra il risultato intermedio –
per esempio la variazione del

danno d’organo – e il risultato
finale, cioè l’evento clinico morboso
o mortale, soprattutto se si
vuole verificare la vera utilità clinica
dell’approccio farmacogenetico.
Nell’esempio appena descritto
non c’è concordanza, probabilmente
per il numero di casi relativamente
basso, ma è comunque
un dato da prendere in considerazione.
In un altro studio di prevenzione
secondaria, condotto da un gruppo
scandinavo su pazienti che
avevano già avuto un evento coronarico,
è stata studiata l’efficacia
della simvastatina, in rapporto
alla presenza dell’allele epsilon 4
del gene per l’apolipoproteina E
(3). I risultati indicano che, mentre,
in assenza di trattamento, i
soggetti che hanno l’allele epsilon
4 hanno una sopravvivenza inferiore
rispetto ai non portatori, il
trattamento con la statina annulla
la differenza di sopravvivenza.
Questa risulta migliorata comunque
per tutti i soggetti, ma in par-
ticolare per i portatori dell’allele
epsilon 4.
L’osservazione è interessante nel
senso che i pazienti a rischio di
mortalità maggiore sono quelli
che beneficiano di più del trattamento
con la statina.
Non bisogna però dimenticare che
la riduzione del rischio assoluto è
sempre maggiore in chi ha in partenza
un rischio maggiore.
È interessante anche notare che
tra i due gruppi non c’era una
sostanziale differenza nei livelli di
colesterolo LDL prima e dopo il
trattamento con la statina, sottolineando
ancora una volta la possibilità
di una dissociazione tra il
risultato intermedio – variazione
di lipoproteine o di danno d’organo
– e quello finale, cioè la
sopravvivenza.
Quindi nel complesso da questi
studi si possono trarre indicazioni
utili e istruttive, anche se l’effetto
di un determinato polimorfismo
sui diversi parametri che sono
usati per misurare l’efficacia clini-
tabella 2
Conseguenze cliniche di eventuali polimorfismi in sistemi enzimatici che metabolizzano i farmaci antipertensivi
enzima farmaco antipertensivo conseguenze cliniche altri farmaci metabolizzati
di eventuali polimorfismi
citocromo P450 alprenololo scarsi metabolizzatori: antiaritmici: encainide, flecainide,
CYP2D6 bufuralolo eccessivo betablocco mexiletina, propafenone
metoprololo forti metabolizzatori: antidepressivi: amitriptilina,
propranololo insufficiente controllo pressorio clomipramina, desipramina, imipramina,
timololo alla fine dell’intervallo nortriptilina
tra le somministrazioni neurolettici: perfenazina, resperidone,
tioridazina
N-acetiltransferasi idralazina acetilatori lenti: antiaritmici: procainamide
NAT-2 comparsa di anticorpi antinucleo antidepressivi: fenelzina
e sindrome sistemica LES simile antinfettivi: dapsone, isoniazide
acetilatori rapidi: antinfiammatori: acido P-salicilico,
richiesta di dosi elevate per il controllo sulfasalazina
pressorio
catecol-O-metiltransferasi metildopa scarsi metilatori: antiparkinsoniani: levodopa
richiesta di dosi inferiori
per il controllo pressorio
IN PRATICA
39

tabella 3
Farmacogenetica dell’ipertensione arteriosa
articolo polimorfismo osservazione risultato
Hingorani et al. ACE (I/D), AGT (T704→C) risposta alla terapia risposta migliore
J Hypertens AT1 (A1166→C) con ACE inibitori in negli omozigoti
1995; 13: 1602 125 ipertesi AGT (T/T)
Benetos et al. AT1 (A1166→C) cambiamenti nella rigidità nei portatori dell’allele C la riduzione
J Hypertens aortica dopo terapia antipertensiva della rigidità aortica è maggiore
1996; 28: 1081 con perindopril (n=40) con perindopril, mentre nei soggetti AA
e nitrenpidina (n=42) l’efficacia maggiore si ha con la nitrendipina
Sasaki et al. ACE (I/D) effetto di 12 mesi di maggiore riduzione della massa ventricolare
J Hypertens trattamento con enalapril sinistra e miglioramento
1996; 14: 1403 sulla massa ventricolare sinistra e sulla della funzione diastolica nei soggetti D/D
funzione diastolica in 60 ipertesi
Ueda et al. ACE (I/D) effetto dell’infusione di Ang I maggiore attenuazione nei pazienti I
Circulation in soggetti, pretrattati con enalapril,
1998; 98: 2148 sulla pressione arteriosa
Kohno et al. ACE (I/D) riduzione della massa ventricolare sinistra gli ipertesi con il genotipo DD hanno meno
Am J Med dopo terapia con ACE-inibitore in 54 probabilità di avere una regressione
1999; 106: 544 ipertesi dell’ipertrofia ventricolare
Dudley et al. ACE (I/D) risposta al trattamento antipertensivo nessuna influenza dei polimorfismi genetici
J Hypertens AGT T704→C con atenololo (n=79), lisinopril (n=91), sulla riduzione della pressione arteriosa
1996; 14: 259 nifedipina (n=63)
Nakano et al. ACE (I/D) riduzione della pressione arteriosa nessuna differenza nella risposta in acuto
Am J Hypertens dopo una dose singola di 50mg di
1997; 10: 1064 captopril in 82 ipertesi
Monford et al. ACE (I/D) riduzione della pressione arteriosa nessuna differenza nella risposta in acuto
Am J Hypertens dopo una singola dose di 50mg di
1998; 11: 174 captopril in 121 ipertesi
40
ca di un farmaco non è sempre
coerente.
Polimorfismi e ipertensione
Passando agli studi che hanno
analizzato i farmaci attivi sul controllo
del circolo, in particolare
per il trattamento dell’ipertensione
arteriosa, nell’uomo sono stati
studiati soprattutto i geni del
sistema renina/angiotensina. Tale
sistema infatti è essenziale nella
regolazione del circolo e molti farmaci
usati nel trattamento dell’ipertensione
agiscono proprio su
di esso. Purtroppo i numerosi
studi condotti in questo settore
sono spesso divergenti (vedi la
tabella 3 in questa pagina).
In particolare, i polimorfismi più
studiati sono stati:

■ l’inserzione o la delezione (I o
D) di un certo numero di basi nel
gene per l’enzima di conversione
dell’angiotensina 1 in angiotensina
2;
■ il polimorfismo A1166→C nel
recettore AT1 che media le risposte
emodinamiche e umorali dell’angiotensina
2;
■ il polimorfismo T704→C nel
gene AGT che codifica per l’angiotensinogeno.
Per quanto riguarda i dati positivi,
gli studi di Hingorani e di
Benetos hanno identificato una
maggiore efficacia degli ACE inibitori
in soggetti portatori dei
polimorfismi rispettivamente nel
gene dell’angiotensinogeno e in
quello del recettore dell’angiotensina
2 (4, 5).
Lo studio di Sasaki ha avuto un’eco
favorevole nella comunità
scientifica perché suggerisce che,
nei pazienti omozigoti per l’allele
D del gene ACE, il trattamento
con l’ACE inibitore enalapril
abbia un effetto maggiore sulla
riduzione della massa ventricolare
sinistra e sul miglioramento della
funzione diastolica (6).
Da tutte queste osservazioni non
si possono trarre al momento
attuale conclusioni definitive. Il
numero di pazienti in ciascuno
studio non è elevato, ma la popolazione
esaminata nel complesso è
consistente.
Un altro polimorfismo studiato da
tabella 4
I maggiori isoenzimi della famiglia CYP e alcuni dei loro substrati
un gruppo di ricerca italiano
riguarda il gene dell’adducina,
una proteina del citoscheletro che
interferisce con i meccanismi di
trasferimento degli ioni attraverso
la membrana cellulare (7).
Il polimorfismo Gly460Trp è stato
identificato inizialmente in un
ceppo di ratti spontaneamente
ipertesi e poi anche nell’uomo,
dove la sostituzione di una glicina
con un triptofano sembra associarsi
a una maggiore sensibilità
al sodio, a livelli di renina plasmatica
più bassi e soprattutto a una
maggiore sensibilità a trattamento
diuretico.
Questo studio è stato replicato
anche nella popolazione sarda e il
polimorfismo identificato è uno di
quelli che rivestono maggiore
interesse nel campo dell’ipertensione
arteriosa. Ci sono solo dati
relativi alla riduzione pressoria,
mentre mancano ancora indicazioni
sulla modificazione del
danno d’organo anche se ci sono
studi in corso.
Infine si ricorda che ulteriori
risultati potrebbero venire da un
approccio innovativo che consiste
nell’analizzare tutto il genoma
umano per identificare eventuali
loci associati a maggiore o minore
sensibilità ad alcuni farmaci. Si
tratta di un approccio che è stato
per ora utilizzato soprattutto nei
modelli animali, ma che potrebbe
avvantaggiarsi della tecnologia
CYP1A2 CYP3A4/3A5 CYP2A6 CYP2C9 CYP2C19 CYP2D6
clozapina* amitriptilina nicotina diclofenac diazepam amitriptilina
imipramina* carbamazepina ibuprofen omeprazolo codeina
caffeina ciclosporina fenitoina fluoxetina imipramina*
fluvoxamina clozapina* tolbutamide clozapina fluoxetina
paracetamolo nifedipina warfarin imipramina* metoprololo
*molecole che sono substrato di più di un enzima
IN PRATICA
41

42
dei microchip ed essere presto
applicato anche all’uomo.
Conclusioni
In conclusione i dati a disposizione
sono molti, ma al momento
attuale sono abbastanza contraddittori.
Non ci sono quindi ancora certezze
in questo settore, ma solo indicazioni
particolari verso un
approccio che è molto interessante
per tutti, anche se chi scrive
non pensa che sia ancora applicabile,
almeno per le malattie cardiovascolari,
nella pratica clinica
quotidiana.
Bibliografia
◆ 1) Benhorin J et al. Effects of flecainide in patients
with new SCN5A mutation: mutation-specific therapy
for long-QT syndrome? Circulation 2000;101: 1698.
◆ 2) Kuivenhoven JA et al. The role of a common
variant of the cholesteryl ester transfer protein gene
in the progression of coronary atherosclerosis. The
Regression Growth Evaluation Statin Study Group. N
Engl J Med 1998; 338: 86.
◆ 3) Gerdes LU et al. The apolipoprotein epsilon4 allele
determines prognosis and the effect on prognosis
of simvastatin in survivors of myocardial infarction :
a substudy of the Scandinavian simvastatin survival
study. Circulation 2000;101: 1366.
◆ 4) Hingorani AD et al. Renin/angiotensin system
gene polymorphism influence blood pressure and the
response to angiotensin converting enzyme inhibition.
J Hypertens 1995; 13: 1602.
◆ 5) Benetos A et al. Influence of the angiotensin II
type 1 receptor gene polymorphism on the effects of
perindopril and nitrendipine on arterial stiffness in
hypertensive individuals. Hypertension 1996; 28:
1081.
◆ 6) Sasaki et al. J Hypertens 1996; 14: 1403.
◆ 7) Cusi D et al. Polymorphisms of alfa adducin and
salt sensitivity in patients with essential hypertension.
Lancet 1997; 349: 1353.

Dal genoma
alla pastiglia
NEI
I principi della farmacogenetica possono essere
applicati anche allo sviluppo dei farmaci
O
ggi il mondo farmaceutico
scopre i farmaci, li sviluppa
attraverso le fasi schematizzate
nella figura 2 a pagina
45 e li mette a disposizione dei
medici e dei pazienti. Il medico da
parte sua fa una diagnosi, prescrive
il farmaco e, se il paziente non
risponde bene, ne varia la dose, lo
associa ad altri o lo cambia.
Indipendentemente dalla efficacia
del farmaco, poi, possono comparire
effetti indesiderati.
E’ molto raro che un farmaco sia
efficace in più del 60 per cento dei
pazienti e per tutti i farmaci sono
noti possibili effetti collaterali.
D’altra parte quando una molecola
viene messa in commercio ha
superato una serie di prove molto
severe.
E allora come si può mettere a
disposizione dei pazienti farmaci
migliori?
Ci sono almeno tre punti sui quali
si può intervenire: rendere più
efficiente lo sviluppo dei farmaci,
ottimizzare la diagnosi e riuscire a
predire la risposta individuale al
farmaco.
I passi verso il farmaco
Per quanto riguarda la diagnosi,
sono già stati fatti enormi progressi
e non vi è dubbio che in
Principi da ritenere
■ il processo di sviluppo dei farmaci
è ancora inefficiente a fronte di
costi ingenti
■ la farmacogenetica potrebbe permettere
di sviluppare più farmaci in
tempi minori e portare a una riduzione
degli effetti collaterali
■ per realizzare queste premesse è
necessaria una intensa collaborazione
dell’industria con farmacologi,
genetisti, clinici, esperti di bioetica,
associazioni di pazienti e con le autorità
regolatorie
futuro si disporrà di mezzi sempre
più specifici e sofisticati. La diagnostica
giocherà un ruolo fondamentale
nella medicina del futuro,
la medicina predittiva.
Si è già esplorato il tema della
predizione della risposta individuale
ai farmaci e delle possibili
applicazioni cliniche, per cui ci si
concentrerà qui sullo sviluppo clinico
dei farmaci e in particolare
sull’impatto che la farmacogenetica
potrà avere su questo processo.
Lo sviluppo clinico dei farmaci è
LABORATORI
Giuseppe Recchia
Direttore medico
GlaxoSmithKline (Verona)
Antonella Pirazzoli
Responsabile Genetica
clinica
GlaxoSmithKline (Verona)
43

44
pazienti senza efficacia
nei trial clinici
pazienti con efficacia
nei trial clinici
predittivo di non efficacia
predittivo di efficacia
figura 1
Gli SNPs individuano differenze, a livello di singole basi, tra i diversi individui. L’identificazione dei profili
di efficacia e di non efficacia si basa sull’associazione tra la risposta ai farmaci e gli SNPs
uno dei processi più regolati del
mondo, per il quale esistono
norme precise che vengono stilate,
in Italia, dal Ministero della
sanità. Nel suo complesso si tratta
di un sistema inefficiente, per i
lunghi tempi di realizzazione, i
costi elevati, la bassa percentuale
di successo e le numerose questioni
che lascia ancora scoperte. E’
per questo motivo che ancora
oggi, nonostante i molti anni di
ricerca che precedono l’immissione
sul mercato di una nuova
molecola, alcuni farmaci devono
essere ritirati pochi mesi dopo la
loro distribuzione, a causa delle
reazioni avverse che possono provocare.
Queste reazioni spesso
riguardano un numero molto
limitato di persone e la necessità
di togliere il farmaco dal commercio
è un metodo di intervento
grossolano perché si toglie la terapia
anche a quei pazienti, la stra-
sezione di un profilo SNP
grande maggioranza, che potrebbero
averne benefici. Non vi è
dubbio che la possibilità di predire
la reazione avversa, e quindi di
evitare la somministrazione del
farmaco nei soli pazienti a rischio,
costituirebbe un sistema molto
più evoluto di utilizzazione dei
farmaci.
Nel processo di sviluppo di un farmaco
c’è una prima fase di ricerca
di base applicata, che può durare
dai 2 ai 10 anni, durante la quale i
chimici e i farmacologi sintetizzano
in laboratorio molecole che poi
testano sugli animali. Delle circa
10 mila molecole che vengono sintetizzate
in questa fase, più o
meno 250 vengono provate su
animali e di queste ne restano
circa 5 che passano alla sperimentazione
clinica. Questa inizia con
la fase I, durante la quale si eseguono
gli studi su 20-30 volontari
sani con piccole dosi della nuova

molecola che vengono via via
aumentate fino a trovare quella di
tolleranza. A questo punto si
passa alla fase II, durante la quale
il farmaco viene somministrato a
100-300 pazienti, per verificare se
c’è attività ed efficacia. Se queste
ultime vengono verificate, si passa
alla fase III, che coinvolge 1.000-
3.000 pazienti e può durare 3-4
anni. Se i risultati sono positivi, si
avvia la richiesta di autorizzazione
per l’immissione in commer-
ricerca
fase I
studi
di tollerabilità
fase II
valutazione di attività
ed efficacia
del farmaco
fase III
valutazione allargata
di efficacia
e tollerabilità
fase IV
nuove indicazioni,
nuove presentazioni
e farmacovigilanza
cio, per la quale occorrono 1-2
anni, e si può passare alla commercializzazione,
cui segue la fase
IV per la valuzione, tra l’altro,
degli effetti indesiderati a lungo
termine.
In totale i tempi di realizzazione
di un farmaco si aggirano quindi
intorno ai 12-14 anni e i costi
intorno ai 500 milioni di dollari,
cifra che include anche i costi
sostenuti per tutte quelle molecole
che sono state sintetizzate ma
SITUAZIONE ATTUALE PROPOSTA DI ALLEN ROSES
su 20-30 volontari
su 100-300 pazienti
su 1.000-3.000 pazienti
richiesta di autorizzazione
all’immissione in commercio
segnalazione spontanea
degli eventi avversi
potrebbe già includere
qualche valutazione preliminare
di genetica
su 500-1.000 pazienti
identificazione dei profili SNP
di efficacia e di tollerabilità
(effetti collaterali comuni)
più piccola, meno costosa
e più rapida da condurre
solo sui pazienti che rispondono
al farmaco identificati in fase II
richiesta di autorizzazione all’immissione
in commercio per chi risponde al farmaco
senza effetti collaterali comuni
farmacogenetica applicata
alla farmacovigilanza → predizione
degli eventi avversi rari
figura 2
Nella figura sono riassunti sia il processo di sviluppo dei farmaci come è oggi sia lo schema proposto da Allen Roses
NEI
LABORATORI
45

46
non arriveranno mai a essere
testate nell’uomo o che cadono
durante la fase di sperimentazione
clinica e non arriveranno mai
in commercio.
Tollerabilità: una
questione ancora irrisolta
Quando si pensa alla farmacogenetica
spesso lo si fa in riferimento
alla risposta ai farmaci in termini
di efficacia, mentre si parla
poco della tollerabilità, che invece
rappresenta un aspetto fondamentale
nella sintesi di ogni
nuova molecola. Lo ha sottolineato
anche Allen Roses, direttore
mondiale della genetica di
GlaxoSmithKline, in due articoli
comparsi su Nature e su Lancet,
nei quali segnala la sua visione sul
futuro dello sviluppo dei farmaci
(1, 2). Lo studioso mette in evidenza
come, dal punto di vista dei
bisogni sanitari della società,
diventi sempre più necessario non
tanto prevedere l’efficacia individuale
di un determinato farmaco,
quanto conoscerne a priori la tollerabilità,
una questione questa
ancora non completamente affrontata
dalla farmacogenetica.
A questo proposito un’indagine
statunitense del 1973 indica che il
28 per cento dei pazienti ricoverati
in ospedale accusa reazioni avverse
ai farmaci (3). Una seconda
ricerca del 1979 calcola invece che
il 17 per cento dei bambini ricoverati
presenta eventi attribuibili
alla somministrazione di medicinali
(4). Più recentemente, uno
studio del 1998 stima che in un
anno, negli Stati Uniti, oltre due
milioni di reazioni gravi – e 100
mila morti – siano ascrivibili a
farmaci, tra i pazienti ospedalizzati
(5). Per quanto riguarda i
costi dei ricoveri e delle morti
dovute alle reazioni avverse dei
farmaci, uno studio del 1995 li
stima intorno ai 77 miliardi di
dollari (6).
Che questa grave situazione sia in
buona parte derivante dalla attuale
incapacità di predire la reazione
individuale alle molecole, sia
durante il loro sviluppo clinico,
sia in fase di commercializzazione,
è chiaramente dimostrato da
un recente studio condotto dai
National Institutes of Health statunitensi
dal quale emerge che 2
milioni di persone sono state
ospedalizzate in un anno negli
Stati Uniti per reazioni avverse a
farmaci correttamente prescritti.
Dallo stesso studio emerge che le
reazioni avverse a farmaci correttamente
prescritti sono la sesta
causa di morte negli Stati Uniti
(www.nigms.nih.gov/pharmacogenetics/).
D’altra parte bisogna considerare
che durante il suo sviluppo clinico,
una molecola viene somministrata
al massimo a 3-4.000 persone.
Questa numerosità permette
di identificare buona parte
delle reazioni avverse comuni,
anche se poi nella pratica clinica
si avrà una capacità quasi nulla di
predire chi le avrà e chi no. E’
invece quasi impossibile identificare
durante lo sviluppo clinico di
un farmaco le reazioni avverse
rare, spesso le più gravi, perché
riguardano meno di un individuo
su 1.000.
Dell’identificazione delle reazioni
avverse si occupa la farmacovigilanza,
sia durante le sperimentazioni
cliniche, sia dopo l’immissione
in commercio. La farmacovigilanza
ha il compito di sorvegliare
sulla sicurezza del farmaco
in modo che vengano prontamente
prese misure idonee se emergono
informazioni nuove sull’impiego
di una molecola. L’attuale sistema
di farmacovigilanza si basa
sulle segnalazioni spontanee di
eventi avversi (7).

Nonostante l’obbligatorietà da un
punto di vista legale di effettuare
la segnalazione, si stima che negli
Stati Uniti venga segnalato solo
un evento su 10. Questo rapporto
è molto più basso in Italia dove
non ci sono stime precise, ma probabilmente
ci si attesta su un
evento segnalato su 100 o anche
meno. Sono stati fatti anche alcuni
calcoli – non ancora pubblicati
– sui costi delle reazioni avverse
in Italia. In Pronto soccorso, per
esempio, i due terzi degli eventi
collegati ai farmaci è dovuto a reazioni
avverse. Si stima inoltre che
più di 600 mila giorni di ricovero
l’anno potrebbero essere evitati
prevenendo la comparsa di reazioni
avverse.
Secondo dati dell’Istituto superiore
di sanità, il 4,3 per cento dei
pazienti ammessi in Pronto soccorso
entra per una reazione
avversa: un ingresso su 20 è cioè
dovuto a difetti di tollerabilità.
Proposte per una
maggiore efficienza
La proposta di Roses per risolvere,
o almeno ridurre in maniera
significativa, la questione delle
reazioni avverse è quella di sviluppare
un profilo genetico di
risposta ai farmaci, che permetta
di predire non solo l’efficacia, ma
anche la tollerabilità individuale.
Il profilo genetico di risposta a un
farmaco può essere definito come
la relazione esistente tra un certo
assetto del DNA e la risposta a
una molecola specifica. Conoscere
questa relazione significa poter
predire se un certo paziente che
ha un assetto genetico di tipo “A”
risponderà o meno al farmaco B.
Per sviluppare il profilo genetico
di risposta al farmaco, Roses presenta
due strade e ne raccomanda
una. La prima è quella dei geni
candidati: si formula un’ipotesi
che riguarda l’associazione tra
alcuni polimorfismi – in geni che
metabolizzano il farmaco o che
sono coinvolti nell’azione del
principio attivo – e la risposta al
trattamento farmacologico in
esame; si verifica l’ipotesi nei trial
clinici e quindi si ottiene un profilo
di risposta.
La seconda strada si basa invece
sui Single Nucleotide Polymorphisms
(SNPs), polimorfismi che
colpiscono singoli nucleotidi della
sequenza di DNA e che funzionano
come marcatori della differenza
tra un individuo e l’altro. Il
99,9 per cento del genoma umano
– costituito da circa 3 miliardi di
basi – è identico in tutti gli individui.
Il resto del patrimonio genetico
– circa tre milioni di basi –,
invece, sono SNPs.
Alcune società farmaceutiche e
biotecnologiche, insieme a cinque
istituti accademici e a un gruppo
non profit, hanno fondato lo SNP
Consortium, allo scopo di creare
una mappa degli SNPs umani.
Inizialmente l’obiettivo era di
identificare il 10 per cento di tutti
gli SNPs (circa 200-300 mila), ma
probabilmente entro l’anno 2001
ne verranno identificati circa 800
mila.
Con questo tipo di approccio si
crea una correlazione tra gli SNPs
– che normalmente non hanno un
significato funzionale – e la risposta
ai farmaci, e si può arrivare a
identificare i profili di SNPs che
sono predittivi dell’efficacia e
quelli che, invece, sono predittivi
della non efficacia di un principio
attivo (vedi la figura 1 a pagina
44). La medesima cosa può essere
fatta per le reazioni avverse.
I vantaggi di questa tecnica
rispetto a quella dei geni candidati
sono i seguenti:
■ non serve generare ipotesi sul
meccanismo e sui geni coinvolti,
perché il metodo si basa su una
NEI
LABORATORI
47

48
indagine a tappeto volta solo a
trovare differenze del DNA associate
a diversi comportamenti
verso i farmaci;
■ gli SNPs sono solo marcatori e
non c’è quindi nessun’altra informazione
genetica coinvolta nella
loro identificazione. Di conseguenza
i potenziali problemi etici
e sociali sono poco rilevanti perché
lo SNP porta poca informazione
se non quella legata alla risposta
al farmaco.
Sulla scia di queste considerazioni,
Roses propone quindi una
nuova modalità di sviluppo dei
farmaci, che permetterebbe di
accorciarne i tempi e i costi,
aprendo la via a più farmaci messi
in commercio in tempi più brevi.
Secondo questo nuovo approccio
il profilo genetico di risposta verrebbe
tracciato già nella fase II
dello sviluppo clinico, che verrebbe
eseguita su un campione di
500-1.000 pazienti, anziché 100-
200 come prima, e applicando la
tecnica degli SNPs.
A questo livello si potrebbe già
definire il profilo di risposta per
l’efficacia e per gli eventi avversi
comuni. Sulla base di questi risultati
si potrebbe quindi condurre
una fase III ridotta, più rapida e
meno costosa perché si selezionerebbero
per questa fase, sulla base
del profilo di risposta, solo quei
pazienti che rispondono alla terapia
con il farmaco e che verosimilmente
non avranno effetti collaterali
comuni.
Strutturando in questo modo la
sperimentazione clinica si otterrebbe
un’approvazione dell’autorità
regolatoria limitata ai pazienti
identificati con questo approccio
farmacogenetico, per cui l’uso
del farmaco sarebbe autorizzato
solo nei pazienti identificati dal
profilo genetico come adatti a
ricevere il farmaco (vedi la figura
2 a pagina 45).
Una nuova farmacovigilanza
Ci sono però alcune difficoltà
potenziali insite in questo approccio.
Innanzitutto, se complessivamente
si studiano meno persone –
2-3.000 anzichè 5.000 –, la capacità
di identificare le reazioni
avverse è inferiore.
I farmaci così sviluppati, inoltre,
potrebbero nelle normali condizioni
di impiego dare origine a un
uso più ampio di quello previsto, e
venire assunti di fatto da persone
di cui non si sa niente in termini
di profilo genetico.
Infine resta aperta la questione
della totale incapacità di predire
le reazioni avverse rare.
Per dare soluzione a questi problemi,
Roses propone di inserire
un approccio genetico anche nel
processo di farmacovigilanza dopo
la commercializzazione. Viene
prelevato il sangue di un gruppo
sufficientemente ampio dei primi
pazienti che lo assumono. Dai
campioni prelevati – si tratta di
molte migliaia (alcune stime parlano
di 250.000) – viene estratto
il DNA che viene conservato in
una banca, che potrebbe essere
gestita da un organismo indipendente.
Al verificarsi di reazioni
avverse si confronano i profili
genetici di coloro che hanno avuto
reazioni avverse e di quelli che
non le hanno avute. In questo
modo si arriverebbe, tra l’altro, a
costruire un profilo genetico predittivo
delle reazioni avverse
gravi, che permetterebbe di realizzare
qualcosa che non è possibile
oggi: la predizione a livello
individuale dell’evento avverso
raro.
Integrando tutti i profili di risposta
così acquisiti si potrebbe arrivare
a sviluppare un profilo genetico
completo capace di predire
sia l’efficacia, sia gli effetti collaterali,
comuni o rari che siano.

Giuseppe Novelli
Vorrei sottolineare che il
dibattito sull’opportunità di
utilizzare un approccio (quello
dei geni candidati) anziché
l’altro (quello degli SNPs) è
ancora aperto, tanto che studi
recenti sembrano indicare che
proprio il primo potrebbe
essere quello che dà i frutti
migliori
Enrico Agabiti Rosei
Alcune industrie farmaceutiche
adottano ancora l’approccio
più ampio possibile, cercando
farmaci che servano
alla maggior parte dei pazienti
e non molecole personalizzate
come fa invece la farmacogenetica.
Da cosa dipende
questa differenza di atteggiamenti?
Giuseppe Recchia
Si tratta di approcci diversi.
GlaxoSmithKline ha investito
molto nella ricerca genetica e
si aspetta un ritorno, che consiste
soprattutto nell’individuare
nuovi bersagli (circa
15-20.000).
Alcuni di questi dovrebbero
servire a identificare le molecole
che possono trattare proprio
i pazienti che non rispondono
alle terapie comuni e
che, essendo pochi, con l’attuale
sistema economico-industriale,
non sono sufficienti a
giustificare lo sviluppo di
nuovi farmaci.
Il gruppo GlaxoSmithKline
pensa quindi che debba esserci
un cambiamento, per trovare
trattamenti adeguati a
diverse sottoclassi di pazienti:
non il farmaco che cura tutto,
DISCUSSIONE
ma il farmaco per ogni tipo di
paziente
Roberto Barale
Mi sembra abbastanza improbabile
riuscire a trovare
un’associazione statisticamente
significativa con 7-9 geni
coinvolti nel metabolismo di
un farmaco, analizzando
poche migliaia di persone.
Inoltre anche qualora si trovassero
associazioni, potrebbero
comunque esserci differenze
tra le diverse etnie.
Ritornando invece ai costi del
processo di sviluppo dei farmaci
- circa 500 milioni di dollari
- e ai tempi, diventa molto
plausibile l’utilizzo di microchip,
sia a DNA sia a proteine,
per individuare le centinaia o
addirittura le migliaia di geni
coinvolti nell’azione di un farmaco.
Questa metodologia permetterebbe
infatti di fare molte
osservazioni ancora prima
dell’immissione definitiva
della molecola sul mercato.
Mi viene in mente, a questo
proposito, un lavoro apparso
su Nature circa un anno fa,
nel quale è stata analizzata
l’espressione di circa 6.000
geni (presi a caso) nei fibroblasti
di persone di età compresa
tra i 10 e i 60 anni (8).
Con la tecnologia dei microchip
è stato possibile verificare
quali geni sono accesi a 20
anni e quali sono invece silenziati.
Si è così osservato, per esempio,
che invecchiando si accendono
molti geni della riparazione
del DNA perché contemporaneamente
aumenta lo
stress ossidativo. Usando tessuti
di persone con età diverse,
e quindi con fisiologia
diversa, si possono vedere
anche gli effetti di un certo
farmaco nelle varie fasi della
vita.
Quella dei microchip è una
tecnologia ancora molto costosa
e che richiede grossi investimenti.
D’altra parte, questo approccio
potrebbe essere preso in
considerazione da un’industria
farmaceutica in virtù
delle preziose informazioni
che produce
Antonella Pirazzoli
GlaxoSmithKline sta attualmente
impiegando nei suoi
studi entrambi gli approcci –
dei geni candidati e degli
SNPs –, ma abbiamo elementi
per ritenere che, in termini
generali, quest’ultimo darà
maggiori risultati.
Quanto alla reale possibilità di
trovare un’associazione tra un
certo profilo genetico e le reazioni
avverse a un farmaco,
stiamo già facendo studi, per
esempio sulla reazione di
ipersensibilità all’abacavir, un
farmaco per la terapia
dell’HIV e quindi tra qualche
anno si saprà di più su questo
aspetto.
Vorrei infine sottolineare che i
due articoli di Roses vogliono
tracciare le linee di un possibile
nuovo approccio, che verosimilmente
non sarà generalizzabile
a tutti i farmaci e a
tutte le situazioni, ma che
dovrebbe comunque permettere
di ridurre gli effetti collaterali
NEI
LABORATORI
49

50
Prima che questa proposta possa
diventare realtà ci vorrà sicuramente
tempo, e le difficoltà da
superare saranno parecchie, ma
questo approccio dà la possibilità
di compiere un reale balzo in
avanti nella modalità con cui si
sviluppano e si somministrano i
farmaci. È perciò necessario avvicinare
clinici, farmacologi e genetisti
con le autorità che si occupano
di stilare le regole in questo
settore, per risolvere insieme i
problemi di questo promettente
approccio.
Il parere delle autorità
regolatorie
Per quanto riguarda l’autorità
regolatoria, sia italiana sia europea,
non c’è stato interesse per la
farmacogenomica fino al 2000,
anno in cui l’European Agency for
the Evaluation of Medicinal
Products (EMEA) ha emesso un
rapporto sull’uso della farmacogenomica
nel processo di sviluppo
dei farmaci, il cui testo integrale
può essere recuperato sul sito
Internet dell’agenzia internazionale
www.emea.eu.int. Il documento
sottolinea la necessità di
creare una collaborazione nel
campo della farmacogenetica tra
l’industria farmaceutica e le autorità
regolatorie.
Da questa premessa è partita una
collaborazione relativamente a
due progetti specifici: uniformare
la terminologia impiegata in farmacogenetica
e creare, ove possibile,
un approccio armonizzato
alla sperimentazione di farmacogenetica.
Tutto ciò indica che l’autorità
regolatoria sta diventando consapevole
di questa nuova possibilità
di sviluppare farmaci, creando le
premesse per una realizzazione
pratica del processo ipotizzato da
Roses.
Bibliografia
◆ 1) Roses AD. Pharmacogenetics and the practice of
medicine. Nature 2000; 405: 857.
◆ 2) Roses AD. Pharmacogenetics and future drug
development and delivery. Lancet 2000; 355: 1358.
◆ 3) Miller et al. Am J Hosp Pharm 1973; 30: 584.
◆ 4) Mitchell AA et al. Am J Epid 1979; 110: 196.
◆ 5) Lazarou J et al. Incidence of adverse drug reactions
in hospitalized patients: a meta-analysis of prospective
studies. JAMA 1998; 279: 1200.
◆ 6) Johnson et al. Arch Intern Med 1995; 155:
1949.
◆ 7) Kienzle-Horn S. Keeping a vigil. Reporting and
regulation of adverse drug reactions. www.currentdrugdiscovery.com
(aprile 2001).
◆ 8) Martin GM et al. Lessons from human progeroid
syndromes. Nature 2000; 408, 263.

Farmaci e genetica
nel bene e nel male
Sono ancora in gran parte da identificare
gli aspetti etici di questo settore della ricerca
N
ell’articolo apparso su
Nature (1), Allen Roses,
direttore della sezione di
genetica di GlaxoSmithKline, cita
una frase pronunciata da Sir
William Osler nel 1892: «Se non
fosse per la grande varietà degli
individui, la medicina potrebbe
essere una scienza e non un’arte».
La conclusione di Roses è che
oggi, grazie alle prospettive offerte
dalla genetica nel settore farmaceutico,
si riesce a conoscere la
diversità individuale cosicché la
medicina tende a diventare una
scienza e l’informazione fornita ai
medici deve quindi essere adattata
alle nuove esigenze.
Il programma ELSI
La genetica applicata alla ricerca
sui farmaci è uno dei pochi campi
in cui si possano fare programmi
concreti di tipo preventivo e quindi
esaminare i problemi etici corrispondenti.
Un compito questo di
cui si è occupato il programma
(www.nhgri.nih.gov/ELSI/)
Ethical, Legal and Social Implications
(ELSI) fin dalle prime battute
del Progetto genoma umano.
Quando si sono intravisti i possibili
risultati del progetto e le possibili
conseguenze, infatti, il programma
ELSI – finanziato con
Principi da ritenere
■ i risvolti etici di un test dipendono
dalle finalità
■ i test farmacogenetici in genere
non sono rivelatori di menomazioni o
infermità
■ le «soluzioni» per molti aspetti
etici connessi alla farmacogenetica
sono ancora allo studio
fondi federali statunitensi – si è
posto l’obiettivo di procedere
parallelamente a identificare le
questioni etiche, giuridiche e
sociali già presenti, ma soprattutto
quelle che si potrebbero presentare,
prima che i risultati del
programma possano diffondersi
nella pratica medica.
In questo senso anche questa
tavola rotonda mette in luce come
gli aspetti etici associati alla farmacogenomica
siano ancora in
parte da esplorare.
A ogni applicazione
la sua specificità etica
La riflessione etica in questo
campo può partire dal preambolo
RISVOLTI
ETICI
Antonio G. Spagnolo
Direttore dell’Istituto
di bioetica
Università cattolica
del Sacro Cuore
(Roma)
Maurizio Mori
Consulta di bioetica
(Milano)
51

52
utilità
cosa viene
analizzato
benefici
rischi
GENETICA DELLE MALATTIE
prognosi e diagnosi
ANALISI GENETICHE
figura 1
Le implicazioni etiche e di altra natura sono minori per i profili farmacogenetici che per i test genetici
tratta da: Roses AD. Lancet 2000; 355: 1360.
Test
farmacogenetico
malattie rare
mendeliane:
geni-malattia
Secondo la definizione del
Pharmacogenetics Working
Group (www3.diahome.org/committees/pharmacogenetics/background.asp)
un test farmacogenetico
è un’analisi finalizzata a
malattie complesse:
geni di suscettibilità
della Dichiarazione universale sul
genoma umano e i diritti dell’uomo
dell’UNESCO, del 1997, nella
quale si riconosce che «le ricerche
sul genoma umano e le loro applicazioni
aprono immense prospettive
di miglioramento della salute
degli individui e dell’umanità
tutta».
FARMACOGENETICA
profili di risposta ai farmaci
geni associati
al metabolismo
dei farmaci e loro azione
nuove scoperte su malattie e su farmaci risposta ottimale ai farmaci
implicazioni etiche, legali e sociali
identificare le variazioni di sequenza
del DNA con lo scopo di
predire la risposta ai farmaci in
termini di efficacia, interazione
tra molecole e rischio relativo di
eventi avversi. In questo l’analisi
è differente dagli altri test genetici,
in quanto la sua finalità non
è quella di determinare o predire
il rischio di una malattia.
profili genetici
(SNPs)
associati
al metabolismo
e all’azione
dei farmaci
Questa dichiarazione mette quindi
in primo piano l’aspetto terapeutico
di tali applicazioni. Da un
punto di vista etico, però, le diverse
ricadute della ricerca genetica,
da un lato i test genetici diagnostici
e predittivi e dall’altro il profilo
farmacogenetico, hanno risvolti
diversi, come illustrato
nella figura 1 in questa pagina.
Mentre le applicazioni dei test
genetici finalizzati alla diagnosi di
una malattia danno origine a un
ampio spettro di questioni etiche
e sociali, l’individuazione di un
profilo specifico per cercare la
risposta ottimale dei farmaci o per
evitarne gli effetti collaterali, solleva
minori problemi etici.
A questo proposito sia Allen
Roses sia il gruppo ELSI hanno
sottolineato il bisogno di una

tabella 1
Aspetti etici di test genetici e profilo farmacogenetico
test diagnostici e predittivi profilo farmacogenetico
garantire privacy e riservatezza ovviare all’insufficiente conoscenza della farmacogenetica
evitare le conseguenze in ambito assicurativo fornire un’informazione il più accurata possibile
per chiarire il valore e i limiti del profilo
evitare il rischio di discriminazione sviluppare e diffondere standard di utilità clinica
considerare l’impatto psicologico sul soggetto considerare la possibilità che dalla diffusione di dati sanitari
in esame e sulla sua famiglia collaterali e non richiesti possa derivare discriminazione
considerare che non c’è chiarezza sul significato considerare il possibile impatto psicologico per un paziente
di probabilità e di rischio il cui profilo indichi che un trattamento disponibile non è idoneo per lui
assicurare un adeguato accesso alla cura, cercando di ridurre
la possibile discriminazione in campo assicurativo
distinzione molto precisa tra i test
diagnostici predittivi di malattia e
il profilo farmacogenetico, per
evitare di creare questioni etiche
inesistenti. Il test genetico diagnostico
entra nell’ambito della
privacy con conseguenze in campo
assicurativo e lavorativo e con
rischi di discriminazione per i
soggetti coinvolti. Inoltre ha un
forte impatto psicologico sul soggetto
e sulla famiglia, per non parlare
del fatto che il significato di
probabilità e di rischio, associati
ad alcune categorie di test, è ancora
poco chiaro per il pubblico.
Questi temi, da un punto di vista
etico, confluiscono nell’ambito del
principio dell’autodeterminazione
e dell’autonomia del soggetto (il
consenso ai test, il diritto a sapere
o a non sapere eccetera).
D’altra parte, quando si parla di
profilo farmacogenetico, non ci si
trova di fronte alla diagnosi o alla
predizione di una malattia, ma
alla predizione di una risposta a
un farmaco specifico. Il soggetto
in esame, quindi, ha già una
malattia o è portatore di un fatto-
re di rischio, e l’attuazione del
profilo avviene quando esiste già
un farmaco per quella patologia.
In questo senso il principio che
sembra prevalere, da un punto di
vista etico, è quello terapeutico,
della beneficialità. Prevale cioè il
senso unilaterale di dovere, da
parte di chi imposta la ricerca e
programma la sanità, di offrire
qualcosa in più, in forza della sua
competenza in materia.
È difficile in questo caso ipotizzare
una sorta di diritto ad avere il
profilo farmacogenetico, ma piuttosto
il dovere da parte dei ricercatori
di offrire questa possibilità
laddove praticabile e con una
ragionevole significatività dei dati
ottenibili (vedi la tabella 1 in questa
pagina).
Proposte di buona condotta
Da un punto di vista etico, quindi,
l’obiettivo del profilo farmacogenetico
è quello di ovviare all’insufficiente
conoscenza, da parte
sia dei pazienti sia dei medici, dei
fattori che determinano la rispo-
RISVOLTI
ETICI
53

Dichiarazione dell’UNESCO sul genoma
umano e i diritti dell’uomo (dicembre 1997)
(visibile al sito www.unesco.org/ibc)
«Riconoscendo che le ricerche sul
genoma umano e le loro applicazioni
aprono immense prospettive
di miglioramento della salute
degli individui e dell’umanità
tutta»
«nessuna ricerca concernente il
genoma umano né le sue applicazioni
deve prevalere sul rispetto
dei diritti dell’uomo, delle
libertà fondamentali, e della
dignità umana degli individui o
dei gruppi» (articolo 10)
«ognuno deve avere accesso ai
progressi della biologia, della
genetica e della medicina, concernenti
il genoma umano, nel
rispetto della propria dignità e
dei propri diritti» (articolo 12a)
«la libertà della ricerca, necessaria
al progresso della conoscenza,
deriva dalla libertà di pensiero.
Le applicazioni della ricerca
devono tendere ad alleviare la
sofferenza e migliorare la salute
dell’individuo e di tutta l’umanità»
(articolo 12b)
«le responsabilità inerenti all’attività
dei ricercatori, e cioè la meticolosità,
la cautela, l’onestà intellettuale,
l’integrità nel condurre la
ricerca e nel presentare e utilizzare
i risultati, dovrebbero essere oggetto
di un’attenzione particolare nel
contesto della ricerca sul genoma
umano per via delle implicazioni
etiche. Anche coloro che si occupano
delle politiche scientifiche, sia
nel pubblico sia nel privato, hanno
particolari responsabilità» (articolo
13)
54
«gli Stati dovrebbero approntare
misure adeguate per garantire le
condizioni intellettuali e materiali
che favoriscono la libertà nella
conduzione della ricerca sul
genoma umano e nella considerazione
degli aspetti etici, legali,
sociali ed economici di tale ricerca»
(articoli 14-16)
«gli Stati dovrebbero rispettare e
promuovere la solidarietà verso
gli individui, le famiglie e le
popolazioni che sono particolarmente
vulnerabili o affette da
malattie o disabilità di carattere
genetico. Dovrebbero, inoltre,
promuovere la ricerca sull’identificazione,
la prevenzione e il
trattamento delle malattie con
componente genetica, in particolare
modo quelle rare e quelle
endemiche» (articolo 17)
«gli Stati dovrebbero impegnarsi
a garantire la diffusione della
conoscenza scientifica riguardante
il genoma umano, la diversità
umana e la ricerca genetica e sviluppare
la cooperazione culturale
soprattutto tra i paesi industrializzati
e quelli in via di sviluppo»
(articolo 18)
«nell’ambito della cooperazione
internazionale con i paesi in via
di sviluppo, gli Stati dovrebbero
cercare di valutare i vantaggi e i
rischi della ricerca sul genoma
umano, evitare gli abusi, garantire
il libero scambio delle conoscenze»
(articolo 19)
sta ai farmaci. In questo senso il
dovere morale di conoscere il profilo
aumenta con l’aumentare
delle certezze a disposizione.
Il medico, per esempio, prima di
prescrivere un farmaco che sia
substrato di enzimi di cui si conoscono
i polimorfismi e il loro
significato, dovrebbe sempre più
preoccuparsi di capire se è possibile
prevedere l’effetto della molecola
sul proprio paziente.
In questo senso, l’ELSI in Pharmacogenetics
Working Group
sostiene che bisognerebbe reimpostare
i programmi di formazione
farmacologica perché gli studenti
di medicina comincino a
ragionare in questa nuova ottica.
Per quanto riguarda i comitati
etici, poi, ci si potrebbe domandare
se si possa più accettare una
sperimentazione con metodi tradizionali
senza associarvi anche la
valutazione del profilo farmacogenetico,
che potrebbe rivelarsi un
beneficio per i pazienti. Un articolo
pubblicato sul British Medical
Journal, per esempio, sostiene
che in futuro sarà considerato non
etico ignorare il profilo genetico
dei pazienti prima di sottoporli a
un farmaco al fine di evitare un
ulteriore rischio (2).
Un altro aspetto etico del profilo
farmacogenetico è che l’informazione
deve essere accurata e comprensibile,
cosicché valore e limiti
del profilo siano realistici. In
poche parole occorre chiarire su
cosa si può contare oggi e che cosa
ci si può aspettare dalla conoscenza
in questo campo.
Un ultimo aspetto riguarda la
necessità di definire quali sono i
parametri che permettono di
identificare un test di utilità clinica.
Laddove c’è la possibilità di
arrivare a standard anche minimi,
è doveroso diffonderli perché possano
essere utilizzati in altre
strutture.

Per una ricerca corretta
Ritornando alla Dichiarazione
universale sul genoma umano e i
diritti dell’uomo, per ovviare alle
questioni appena descritte, sono
state date alcune indicazioni per
l’esercizio dell’attività scientifica.
Queste riguardano innanzitutto la
responsabilità dei ricercatori,
intesa come rigore, prudenza,
Contro
il razzismo
genetico
Due articoli pubblicati di
recente sul New England
Journal of Medicine
portano alla ribalta una questione
etica strettamente correlata
alle indagini genetiche
in generale ma anche agli
studi di questo settore applicati
allo sviluppo dei farmaci:
la discriminazione razziale (3,
4). Le due ricerche in questione
riguardano due farmaci già
in commercio e che si sono
rivelati molto utili nella terapia
dello scompenso cardiaco:
il carvedilolo e l’enelapril. Gli
autori dei due studi concludono
che, mentre il primo è utile
nel ridurre il rischio di morte e
di ospedalizzazione sia nella
popolazione bianca sia in
quella di colore, il secondo lo
è solo per la popolazione
bianca, sottolineando l’importanza
di conoscere con anticipo
la possibile costituzione
genetica della popolazione in
esame.
In un editoriale di commento
ai due lavori Robert Schwartz,
un medico, sottolinea come
parlare di razza e di gruppi e
differenze razziali (come
fanno gli autori delle due
ricerche) sia scorretto dal
punto di vista biologico e
rischi di promuovere una pratica
clinica discriminante (5):
«E’ un errore attribuire fenomeni
fisiologici e clinici complessi
ad aspetti arbitrari
legati all’apparenza esterna.
Non è plausibile infatti che i
pochi geni che spiegano tali
caratteristiche esteriori possano
essere associati in modo
significativo allo sviluppo di
malattie o alla risposta ai farmaci.
Alcune popolazioni vengono
studiate per le loro peculiarità
genetiche (si pensi agli
indiani Pima che hanno una
particolare predisposizione
allo sviluppo del diabete mellito
non insulino dipendente),
ma non bisogna dimenticare
che l’insorgenza di un disturbo
ha anche importanti componenti
ambientali e culturali.
Si pensi, per esempio, al caso
delle mutazioni nel gene
BRCA1, che predispongono
allo sviluppo del tumore alla
mammella e che sono particolarmente
frequenti nella
popolazione di donne ebree
Ashkenazi. Il motivo di tale
frequenza non è certo correlato
all’origine etnica, ma piuttosto
a un fattore culturale,
onestà intellettuale, integrità
nella conduzione della ricerca,
nella presentazione e nell’uso dei
risultati. È ovvio, infatti, che il
modo in cui vengono trasmesse
alcune informazioni può creare o
meno un’aspettativa da parte del
pubblico.
La dichiarazione, poi, assegna
responsabilità particolari anche a
chi ha funzioni decisionali in
che ha fatto sì che, per molti
anni gli Ashkenazi si siano
accoppiati all’interno delle
stesse famiglie, aumentando
così la frequenza di alcuni
alleli (le varianti di uno stesso
gene).
Per quanto riguarda poi la
popolazione di colore africana,
dopo 400 anni di dispersione
geografica e di mescolanza
genetica, non ci sono
alleli che la caratterizzino in
particolar modo rispetto alle
altre, ma è vero che in essa,
come in altri gruppi etnici,
alcuni alleli hanno una prevalenza
maggiore. Un fatto questo
che può essere dovuto, per
esempio, all’effetto protettivo
delle varianti nei confronti di
certe patologie. E’ il caso, per
esempio, di alcune mutazioni
nel gene della betaglobina
che si sono originate nell’Africa
centrale e si sono diffuse
perché determinavano
una resistenza alla malaria. In
questo caso le varianti sono
solo un indice di una particolare
origine geografica e non
certo di una razza. Non si
vuole con questo discorso
negare la rilevanza medica di
alcune varianti, ma mettere in
guardia contro il pericolo che
possano indurre a fare distinzioni
di razza inesistenti».
RISVOLTI
ETICI
55

56
Maurizio Mori
Inizialmente anche io ho condiviso
l’idea che il profilo farmacogenetico
annulli le questioni etiche o
almeno ne sollevi molto poche.
Ora però, anche sulla base delle
presentazioni di questa giornata,
credo che la distinzione tra i test
diagnostici e predittivi – che rientrano
nell’ambito dell’autodeterminazione
– e il profilo farmacogenetico
– che rientra nell’ambito
terapeutico, per il quale non esisterebbe
un diritto a conoscere il
proprio profilo – non sia così
netta. Inoltre mi domando se questo
tipo di conoscenze alla fine
non verrà applicato anche ad altri
aspetti. Oggi si studiano le reazioni
ai farmaci, ma si potrebbe arrivare
a sapere, per esempio, quali
sono le reazioni al vino, a una
certa acqua minerale, al caffè
d’orzo o al cotone e così via. In
questo senso quindi le questioni
etiche, che per i profili di reazione
ai farmaci sono minime, in futuro
potrebbero moltiplicarsi e riguardare
ambiti più complessi. Infine
vorrei sottolineare che la vera
questione, in questo caso, è legata
a un forte prevalere dell’autonomia.
Insieme al principio di
beneficialità e di terapeuticità,
infatti, queste nuove conoscenze
materia di politiche scientifiche
sia pubbliche sia private.
L’obbligo morale riguarda dunque
anche le industrie farmaceutiche
che dovrebbero perciò tenere
conto di quanto raccomandato
dall’articolo 13 della Dichiarazione
dell’UNESCO (vedi il box)
nei loro orientamenti di ricerca.
Infine, c’è la responsabilità degli
Stati, che consiste nel garantire la
libera attività di ricerca, l’uso dei
DISCUSSIONE
riporteranno sempre più all’autonomia
e alla responsabilità dell’individuo
nei confronti di tutta
una serie di scelte
Franco Ajmar
Volevo sottolineare che i farmaci
si usano perché c’è una malattia e
gran parte delle malattie hanno
una base ereditaria. Quindi il profilo
genetico relativo al trattamento
farmacologico presumibilmente
serve anche ai figli del malato.
Fare il profilo a un genitore che in
quel momento ha una malattia,
può avere una ricaduta sul figlio
che potrebbe sviluppare il disturbo
a sua volta, e avrebbe quindi
la possibilità di intervenire con
maggior precisione prima che la
malattia progredisca. Questo mi
sembra un aspetto che dà una
forte patente di utilizzabilità ai
profili farmacogenetici
Bruno Dallapiccola
Non bisogna dimenticare che i
profili genetici potrebbero diventare
discriminanti. Se, per esempio,
un profilo genetico identifica
un soggetto che non risponde ai
farmaci, le compagnie di assicurazione
potrebbero decidere di non
pagare per l’individuo in questione.
Si profila quindi un potenziale
rischio per questo tipo di discriminazione
Enrico Agabiti Rosei
Vorrei segnalare un punto che
emerge spesso nelle discussioni
dei comitati etici. Se risulta una
particolare efficacia di un trattamento
in rapporto a un certo
genotipo, la comunicazione alla
persona interessata deve essere
obbligatoria, indipendentemente
dall’esistenza di un consenso
informato?
Antonella Pirazzoli
Per ora le ricerche che si stanno
facendo sono ancora da replicare
e quindi i risultati sono preliminari
e non hanno comunque nessuna
ricaduta pratica. In questo
senso, quindi, la posizione di
GlaxoSmithKline prevede la
comunicazione dei risultati, se il
paziente li vuole conoscere, ma
nello stesso tempo anche l’avvertimento
che si tratta di dati che
non hanno alcuna utilità per il
momento.
A questo proposito quindi la
nostra proposta è di usare per i
profili farmacogenetici lo stesso
iter dei farmaci, cioé di renderli
disponibili solo quando si è certi
della loro validità, a meno che il
risultati a fini pacifici, e la creazione
di comitati etici che controllino
la sperimentazione.
Nello stesso ambito va considerata
la possibilità che la discriminazione
e l’imposizione di uno stigma
possano derivare dalla diffusione
di dati collaterali e non
richiesti che emergessero dall’esame
del profilo farmacogenetico.
Come è stato già detto, il fatto che
qualcuno possa conoscere even-

soggetto non li voglia conoscere
comunque
Antonio G. Spagnolo
Per quanto riguarda l’informazione
che potrà scaturire dall’esecuzione
del profilo farmacogenetico,
dovrebbe essere inserita nella
scheda informativa ai fini del consenso,
una frase del tipo: «I risultati
dell’esame genetico potrebbero
in futuro comportare benefici
per lei e per la sua famiglia in
ordine all’efficacia e alla sicurezza
dei farmaci che si assumeranno,
ma non ci sono ancora prove
di una tale utilità e pertanto la
conoscenza dei risultati del test ha
ancora un significato di ricerca. Su
sua richiesta noi la informeremo
comunque sui risultati, come pure
se dovessero emergere dati rilevanti
per lei e la sua famiglia»
Roberto Barale
Si sta assistendo al passaggio da
una genetica che studia i geni ad
alta penetranza, le cui mutazioni
sono rare, determinano un alto
rischio per il soggetto, ma hanno
una scarsa rilevanza a livello di
popolazione, ad una che si occupa
di geni a bassa penetranza, le cui
alterazioni danno solo una leggera
suscettibilità e incrementi di
rischio minimi e che non hanno un
grosso significato a livello indivi-
tuali dati limitati all’effetto dei
farmaci non desta preoccupazione;
tuttavia occorre ricordare che
la relazione tra genotipo e fenotipo
non è sempre chiara. Ne è un
esempio il caso dell’associazione
tra il genotipo ApoE4 e la malattia
di Alzheimer. Un eventuale profilo
farmacogenetico che si basi su
questo polimorfismo permette di
conoscere anche la predisposizione
alla malattia e pone il dilemma
duale, ma lo hanno invece a livello
sociale.
Se un polimorfismo, per esempio,
incrementa il rischio di sviluppare
tumore al polmone del 30 per
cento, all’individuo singolo può
non interessare, ma su una popolazione
di 10-20 milioni di fumatori,
se questi abbandonassero la
sigaretta, potrebbe significare un
risparmio sociale enorme di vite,
di anni di lavoro, di ospedalizzazioni
eccetera.
Diventa quindi importante non
tanto che l’individuo sappia se è a
rischio – perché questo può non
incidere affatto sulle sue decisioni
–, ma piuttosto che l’informazione
provochi in qualche modo un
cambiamento di abitudini a livello
di popolazione. Sulla base di queste
osservazioni sarebbe necessario
quindi intervenire in termini
di educazione e di cultura
della salute in generale, per avere
risultati reali di salute pubblica e
di risparmio di denaro.
Non bisogna poi correre il rischio
di medicalizzare la popolazione;
nella maggior parte dei casi,
infatti, se si escludono alcuni soggetti
(molto pochi) particolarmente
suscettibili, il rischio di ammalarsi
rientra in quello considerato
normale per la maggior parte
della popolazione.
L’incertezza che esiste sui veri
effetti dei polimorfismi è ancora
talmente grande che si può suggerire
una dieta per prevenire il
tumore allo stomaco, ma il tumore
potrebbe colpire altri organi. Si
è visto, per esempio, che alcuni
polimorfismi proteggono dal
tumore in alcuni organi, ma facilitano
il cancro in altri.
A questo punto si pone il problema
della struttura sanitaria che
deve comunicare il rischio;
dovrebbero farlo persone idonee
e preparate e comunque ritengo
che sia ancora prematuro pensare
a questo tipo di comunicazione al
singolo, perché il pericolo che la
stima del rischio venga interpretata
in modo erroneo è enorme.
Per quanto riguarda le assicurazioni,
non si dovrebbe consentire
loro di imporre i test genetici e
discriminare su questa base. Le
assicurazioni valutano la curva di
mortalità di una data popolazione
e, quando ci si assicura, considerano
l’età attuale, la durata dell’assicurazione,
l’aspettativa di
vita e fanno pagare un premio
che considerano adeguato, aggiungendo
il loro guadagno. Se
una persona ha o non ha un certo
polimorfismo rischioso influisce
poco, perché i loro calcoli fanno
già riferimento a tutta la popolazione,
comprendendo quindi chi è
a rischio e chi non lo è
se sia il caso di fornire questa
informazione collaterale relativa a
un disturbo così rilevante sul piano
personale e sociale. Per questo
alcuni ricercatori sottolineano la
necessità di linee guida etiche
prima della diffusione routinaria
dei profili farmacogenetici (6).
Non è da dimenticare poi il possibile
impatto psicologico sul paziente
per il quale, per esempio, il
profilo farmacogenetico indichi
RISVOLTI
ETICI
57

58
che non esiste un trattamento farmacologico
appropriato al suo
caso. Che cosa si dovrebbe fare in
queste circostanze?
Generalmente, di fronte a un test
– per esempio per la diagnosi di
AIDS o genetico – l’analisi è preceduta
e seguita dal counselling.
Questa possibilità dovrebbe essere
prevista anche nel caso in cui il
responso del profilo farmacogenetico
indichi che un certo farmaco
non è efficace.
Infine occorre garantire un adeguato
accesso alla cura, cercando
di ridurre la possibile discriminazione
sul piano assicurativo.
Quest’ultimo concetto è preso in
considerazione anche nella Dichiarazione
universale sul genoma
umano e i diritti dell’uomo
dove si dichiara che «ognuno deve
avere accesso ai progressi della
biologia, della genetica e della
medicina, concernenti il genoma
umano, nel rispetto della propria
dignità e dei propri diritti» (articolo
12a). In questo senso si innesca
una obbligazione etica più
rilevante, non sul piano personale,
ma su quello internazionale.
A questo proposito, nell’anno
2000, lo HUGO Ethic Committee
ha fatto una dichiarazione sulla
condivisione dei risultati del
Progetto genoma umano con le
seguenti sei raccomandazioni
(www.gene.ucl.ac.uk/hugo/b
enefit.html):
■ tutta l’umanità condivida e
abbia accesso ai benefici della
ricerca genetica;
■ i benefici non siano limitati
solo a coloro che partecipano alla
ricerca;
■ ci sia un’ampia discussione
pubblica sulla condivisione dei
benefici;
■ anche in assenza di profitti si
provveda alla realizzazione dei
benefici sanitari immediati;
■ tutti i partecipanti ricevano
informazioni sui risultati e un
apprezzamento per la loro partecipazione;
■ le organizzazioni che trarranno
profitto, ne devolvano una percentuale
(per esempio l’1-3 per
cento) dell’ammontare netto a
infrastrutture sanitarie e a sforzi
umanitari.
Concludendo, la libertà della
ricerca deve tendere ad alleviare
la sofferenza, per cui l’articolo 12
della dichiarazione dell’UNESCO
ribadisce l’importanza di migliorare
la salute di tutta l’umanità a
condizione che non si prevarichino
i diritti dell’uomo. Su questo
campo si fonderà l’etica della
ricerca. Una volta chiarito che
non c’è etica senza un solido fondamento
scientifico, si dovrà verificare
che la scienza, oltre che
buona, sia anche etica.
Bibliografia
◆ 1) Roses AD. Pharmacogenetics and the practice of
medicine. Nature 2000; 405: 857.
◆ 2) Wolf CR et al. Pharmacogenetics. BMJ 2000;
320: 987.
◆ 3) Yancy CW et al. Race and the response to adrenergic
blockade with carvedilol in patients with chronic
heart failure. N Engl J Med 2001; 344: 1358.
◆ 4) Exner DV et al. Lesser response to angiotensinconverting-enzyme
inhibitor therapy in black as compared
with white patients with left ventricular
dysfunction. N Engl J Med 2001; 344: 1351.
◆ 5) Schwartz R. Racial profiling in medical research. N
Engl J Med 2001; 344: 1392.
◆ 6) Myers MA. Use of polymorphism analysis requires
ethical guidelines. BMJ 2000; 321: 453.

Dichiarazione di Erice
sui principi etici della ricerca
farmacogenetica
Esposizione dei principi
di buona pratica
La genetica, applicata alla ricerca di
farmaci, consente di trovare nuovi
bersagli per le cure e di mirarne
meglio l’uso nei singoli malati. A
questo scopo si studiano quali variazioni
dei geni e del DNA si associano
a una diversa risposta ai medicinali.
In pratica, ai malati che assumono
un farmaco si chiede di farsi
prelevare anche un campione di
sangue, su cui eseguire l’analisi
genetica. Per il singolo paziente, il
rischio di questa ricerca è dunque
nullo sul piano fisico. Vi sono però
possibili inconvenienti e implicazioni
di altra natura, che possono derivare
dalle informazioni fornite dal
soggetto o dai risultati generati
dalla sperimentazione. Una ricerca
di farmacogenetica genera infatti
informazione su due livelli. Il primo
riguarda i singoli individui sui quali
viene eseguita l’analisi. Il secondo,
che è il vero scopo della ricerca,
produce invece una conoscenza di
tipo generale che collega determinate
conformazioni dei geni con
certi risultati; una volta verificata,
questa informazione potrà essere
utilizzata sotto forma di test in altri
malati, per predire la loro risposta
ai farmaci.
Stante la novità degli studi in oggetto
è urgente individuare alcune linee
guida che garantiscano una base
minima di eticità per lo sviluppo
delle ricerche in questo ambito.
Data l’assenza di esperienze consolidate,
vogliamo sottolineare che la
nostra proposta ha valore sulla scor-
ta delle attuali conoscenze e discussioni
pubbliche, e che potrebbe
essere modificata a seguito di ulteriori
dibattiti. Essa vuole essere uno
stimolo alla discussione e una base
per assicurare maggiore uniformità
nello stile di ricerca.
I diritti individuali
Per quanto riguarda gli aspetti e i
risultati individuali della ricerca,
occorre tutelare tre principi: il consenso,
la riservatezza e il diritto
d’accesso.
Consenso. Ogni malato coinvolto
deve essere informato del fatto che
verrà eseguita un’analisi genetica
sul suo sangue (o altro campione) e
deve essere messo in condizione di
comprendere quali sono gli scopi,
gli ambiti e i metodi specifici della
ricerca in cui è coinvolto, quali sono
i possibili rischi e i potenziali benefici
per lui e per i membri della sua
famiglia. Tra gli aspetti di metodo,
devono essere ben illustrate le procedure
destinate a tutelare la riservatezza
e il diritto d’accesso ai risultati
(vedi oltre).
Il paziente dovrà essere informato
anche delle possibili implicazioni
per altri membri della famiglia delle
informazioni genetiche raccolte attraverso
lo studio, se sono prevedibili.
Particolarmente delicato, da
questo punto di vista, è il consenso
dato dai genitori o da altri familiari
a nome dei minori o degli incapaci.
Infine il paziente ben informato
potrà dare liberamente il suo consenso,
negarlo o ritirarlo, indipendentemente
dalla sua volontà di
APPENDICE
La seguente
dichiarazione
di un gruppo
di diversa
estrazione,
del mondo medico
e sociale,
è il risultato di una
riunione svoltasi
ad Erice nell’ambito
della Scuola
Internazionale
di Farmacologia
del Centro
E. Majorana,
il 17-18 marzo
2001
59

60
partecipare al trial clinico tradizionale
di cui la ricerca farmacogenetica
eventualmente fa parte.
L’ottenimento del consenso è un processo
che si deve realizzare attraverso
un dialogo aperto tra medico
e paziente, durante il quale molte
domande e dubbi trovano risposta,
e al termine del quale (secondo i
tempi che sono necessari per maturare
una decisione consapevole) il
paziente sottoscrive il suo assenso e
riceve copia del documento firmato
e delle informazioni fondamentali
che ha ricevuto sulla sperimentazione.
La portata del consenso deve essere
quanto più possibile limitata e specifica,
ma può comprendere anche
opzioni per un uso futuro dei dati
raccolti (e resi anonimi, vedi oltre) in
altre ricerche, per esempio sullo
stesso farmaco o sulla stessa malattia,
o ancora più ampie. In questo
caso, il paziente deve essere informato
di quali procedure garantiranno
in futuro un uso responsabile
delle informazioni conservate nella
banca dei dati (comitati etici, vedi
oltre), dal momento che l’anonimato
non consentirà che si torni a chiedere
il suo consenso individuale specifico
per una eventuale nuova ricerca.
Per evitare forzature o eventuali
discriminazioni (con possibili conseguenze
anche sulla rappresentatività
e quindi sulla qualità dei risultati),
la stragrande maggioranza di noi
ritiene sia bene escludere forme di
compenso in denaro. D’altra parte
si fa osservare che non sarebbe
equo escludere da ogni vantaggio
solo e proprio colui che fornisce il
materiale genetico. Si ritiene perciò
che debbano essere offerti, caso per
caso, possibili benefici di natura
non economica, per i diretti interessati
o per i gruppi cui appartengono,
e che più in generale i partecipanti
a uno studio debbano essere
considerati partner e non oggetti,
secondo il principio della condivisione
(vedi oltre).
Riservatezza. Per tutelare le informazioni
genetiche personali, l’identità
del soggetto che ha partecipato
alla sperimentazione deve essere
nota solo allo sperimentatore e ai
suoi collaboratori coinvolti nello studio.
Per questo motivo non dovrebbe
essere riportato nella cartella clinica
che il soggetto ha partecipato
alla sperimentazione farmacogenetica.
Un metodo efficace per tutelare
la riservatezza delle informazioni e
dei risultati consiste nel rendere
anonimi i dati mantenendo negli
archivi solo il collegamento tra gli
elementi clinici e quelli genetici di
ogni singolo paziente, ma non il collegamento
tra questi e l’identità del
soggetto.
Questa modalità, se da un lato fornisce
una buona tutela della riservatezza,
dall’altro ha alcuni svantaggi
che sono descritti di seguito. Per
questo motivo sono state sviluppate
anche procedure in cui i dati vengono
resi anonimi solo a un certo
punto della sperimentazione, nel
tentativo di ottenere una buona
mediazione tra il diritto alla riservatezza
e gli altri diritti.
Diritto d’accesso. L’uso di dati resi
anonimi, descritto nel punto precedente,
ha l’inconveniente di privare
il singolo individuo del diritto di
revocare in qualsiasi momento il
consenso all’uso del proprio DNA e
del diritto di conoscere i propri risultati
personali, se lo desidera ed è
applicabile. Peraltro, gli studi di farmacogenetica
producono (almeno
per ora) solo risultati preliminari di
ricerca, che nella maggioranza dei
casi non danno informazioni utili
per il singolo individuo: è questa
un’informazione essenziale da
comunicare al momento del consenso.
Ciò non toglie che, se il pazien-

te desidera ugualmente conoscere i
risultati concernenti la propria struttura
genetica e tale richiesta è compatibile
col modo in cui la sperimentazione
è stata impostata, la sua
volontà vada rispettata.
Una possibilità per superare tali difficoltà
può venire dalla tecnologia
informatica. Si potrebbe per esempio
fornire al diretto interessato, e
solo a lui, una chiave in codice
(sulla falsariga del Personal Identification
Number usato in campo
bancario) che consenta di mantenere
l’accesso ai propri dati anche a
fronte di archivi resi anonimi.
Oltre ai risultati personali, ogni paziente
deve poter avere accesso
anche ai risultati generali delle ricerca
cui ha partecipato, indipendentemente
dalla pubblicazione, nel quadro
di un più generale principio di
condivisione delle conoscenze (vedi
oltre).
La responsabilità
verso la società
Diverse sono le implicazioni del
secondo (e più rilevante) livello di
conoscenze prodotte, il quale ha
come effetto di mettere a punto
nuovi test genetici e quindi di cambiare
la qualità e quantità di informazioni
che potrà essere generata
in futuro sui singoli individui. Poiché
ogni nuova tecnologia in medicina,
oltre a effetti benefici, può produrre
anche conseguenze negative, per i
singoli o per la popolazione, devono
valere i principi di responsabilità,
controllo e rendiconto o condivisione
(riassumibili nel termine inglese
di accountability).
Responsabilità. Coloro che finanziano
una ricerca di farmacogenetica
(sponsor) e coloro che la conducono
(sperimentatori) devono definire
e dichiarare con chiarezza quali
dati intendono raccogliere, quale
esito si aspettano dallo studio e
quale rilevanza tale risultato può
avere per la salute. Ogni raccolta di
campioni a tappeto, senza scopi
precisi, definiti e razionali, deve
essere bandita. Lo stesso dicasi per
le sperimentazioni che abbiano
scarse probabilità di fornire risultati
di valore scientifico in conseguenza
di una non corretta impostazione di
metodo, quale per esempio un
numero troppo scarso di soggetti
coinvolti.
Sponsor e sperimentatori hanno
anche il dovere di formulare una
previsione, per quanto possibile, sugli
effetti, negativi o positivi, che
possono derivare dalla ricerca.
Quando la ricerca è organizzata da
uno sponsor, questi ha il dovere di
coinvolgere lo sperimentatore sin
dalla fase di progettazione dello studio
e deve affidargli il compito di
conduzione responsabile, e non di
semplice esecuzione.
Gli sperimentatori devono avere
ricevuto un’adeguata formazione,
che consenta loro di maneggiare gli
aspetti di complessità impliciti in
questo genere di ricerche.
Preoccupa che talvolta, ancora
oggi, gli sperimentatori siano soggetti
deboli, in posizione subordinata
rispetto agli sponsor. Preoccupa
altresì che gli sperimentatori siano a
volte poco competenti, così da non
essere in grado di fornire adeguate
garanzie di correttezza metodologica
nella conduzione dello studio o di
individuare procedure che garantiscano
il pieno rispetto dei diritti dei
pazienti. La verifica della competenza
e responsabilità degli sperimentatori
dovrebbe entrare a far parte
delle procedure abituali di controllo
di una buona pratica di ricerca.
Controllo. Ogni raccolta di campioni
di sangue (o altro materiale biologico)
umani a scopo di ricerca
genetica deve essere sottoposto al
APPENDICE
61

62
controllo e al parere del comitato
etico della struttura che partecipa
allo studio. Il comitato ha il compito
di verificare il rispetto, non solo formale,
ma sostanziale, dei diritti individuali
di consenso, riservatezza e
diritto d’accesso dei pazienti coinvolti.
Inoltre deve valutare la razionalità
dello studio, la rilevanza dei
risultati che si intende raggiungere,
l’adeguatezza del disegno sperimentale
proposto rispetto agli obiettivi
dichiarati e la competenza di chi
lo conduce.
Qualora uno sponsor o uno sperimentatore
intendessero utilizzare
per una nuova ricerca i dati o i campioni
anonimi conservati in archivio,
come minimo è necessario che il
nuovo protocollo sia sottoposto
anche a un nuovo esame da parte
del comitato etico della struttura che
ha in consegna i campioni di DNA,
sulla base ogni volta della formulazione
di scopi e metodi precisi e
definiti. E’ questo un punto essenziale,
in quanto l’anonimato dei
campioni conservati (o dei dati in
archivio) non consente di richiedere
un nuovo consenso ai singoli interessati,
per cui il parere del comitato
etico resta come unica garanzia
di un uso responsabile delle banche
dati che si andranno costituendo.
Come si vede, si tratta di compiti difficili,
per i quali la maggioranza dei
comitati etici, così come sono oggi
costituiti, non dispone purtroppo
della necessaria preparazione. E’
perciò urgente uno sforzo di formazione
anche a questo livello, come
già ricordato per gli sperimentatori.
Rendiconto e condivisione. Lo sponsor
non può considerare i dati raccolti
con una ricerca di farmacogenetica
come una proprietà esclusiva.
Questo principio apre problemi di
grande momento, perché da una
parte i diritti di brevetto e di sfruttamento
economico dei risultati sem-
brano essere un punto fermo e
imprescindibile, e dall’altra sembra
altrettanto urgente e forte l’esigenza
di garantire una giusta condivisione
dei dati raccolti con coloro che sono
implicati, in maniera più o meno
diretta: lo sperimentatore, i pazienti
coinvolti e l’intera società. Queste
due esigenze a volte possono entrare
in conflitto, e non è ancora chiara
la possibile soluzione al riguardo.
Una iniziale proposta è che il
comitato etico valuti la correttezza
di quanto previsto dal protocollo di
ricerca riguardo al diritto di pubblicazione
(che deve essere condiviso
tra sponsor, sperimentatore e comitato
d’indirizzo) e ad altri strumenti
di trasparenza, quali i registri dei
trial.
Al momento della diffusione dei
risultati, infine, lo sponsor ha anche
la responsabilità di non favorire un
uso prematuro e improprio di test la
cui reale utilità clinica non sia stata
verificata con una procedura scientifica
rigorosa.
Maurizio Agostini, Paola Arslan,
Giuseppe Caruso, Giampietro Chiamenti,
Maria Del Zompo, Laura Ferro,
Silvio Garattini, Massimo Iacobelli,
Milena Lo Giudice, Annarita Meneguz,
Maurizio Mori, Anna Orru,
Pier Franco Pignatti, Antonella Pirazzoli,
Franca Porciani, Giuseppe Recchia,
Paolo Rizzini, Fabio Samani,
Luigi Santi, Roberto Satolli,
Giovanna Scroccaro, Giampaolo Velo,
Francesca Venturini
Per eventuali contatti:
gpvelo@sfm.univr.it
rsatolli@zadig.it

Allele: una delle forme alternative di un
gene.
Aplotipo: indica la precisa sequenza di
polimorfismi a un locus genico.
Cariotipo: l’insieme delle caratteristiche
che identificano un corredo cromosomico.
In particolare: il numero
di cromosomi, la loro grandezza relativa,
la lunghezza delle braccia del
cromosoma, la posizione del centromero
e altre caratteristiche.
Clone: insieme di cellule originate da
una stessa progenitrice e che hanno
quindi lo stesso genotipo.
DNA polimerasi: è l’enzima che opera
la duplicazione semiconservativa del
DNA.
Ereditabilità: si tratta di un parametro
statistico che serve a indicare il contributo
genetico alla determinazione
di un carattere (in percentuale).
Esone: si definisce in questo modo ogni
sequenza di un gene che è presente
anche nell’RNA messaggero e che
viene tradotta a livello proteico.
Espressione: si definisce espressione
genica il processo di trasferimento
dell’informazione codificata nel gene
in un prodotto funzionale, cioè la proteina
Eterozigote: portatore di due alleli
diversi di un gene specifico sui due
cromosomi omologhi.
Farmacocinetica: studio della velocità
con cui un farmaco viene assorbito,
della sua durata d’azione e del tempo
necessario all’escrezione.
Farmacodinamica: con questo termine
si indica l’insieme dell’assorbimento,
metabolismo ed escrezione di
un farmaco.
Farmacogenetica: lo studio della
GLOSSARIO
variabilità di risposta a un farmaco
dovuta a fattori ereditari.
Farmacogenomica: la determinazione
e l’analisi del genoma (DNA e RNA)
in relazione alla risposta ai farmaci.
Fenotipo: le caratteristiche morfologiche
e fisiologiche dell’individuo che
sono determinate dal genotipo e dall’ambiente.
Gemelli dizigoti: originano dalla
fecondazione di due ovociti da parte
di due spermatozoi diversi.
Gemelli monozigoti: derivano dallo
stesso zigote e hanno quindi genotipo
identico.
Gene: una sequenza di DNA che porta il
messaggio per la produzione di una
proteina.
Gene candidato: un gene la cui funzione
o posizione suggerisce che possa
essere coinvolto nello sviluppo di una
malattia o nella manifestazione di un
carattere.
Genetica: lo studio della componente
ereditaria nella variabilità dei caratteri
(per esempio il colore degli occhi
eccetera).
Genoma: tutto il materiale genetico
contenuto nei cromosomi di un organismo.
Genomica: la determinazione e l’analisi
del genoma (DNA) e dei suoi prodotti
(per esempio l’RNA). La genomica
usa una serie di tecniche di laboratorio
dirette alla comprensione di come
l’informazione contenuta nel genoma
venga convertita nei meccanismi che
sono alla base della vita.
Genotipo: rappresenta la costituzione
genetica dell’individuo e viene rivelato
dall’analisi di tipo molecolare.
Introne: è una sequenza di DNA pre-
63

64
sente in un gene che viene trascritta
in RNA messaggero ma non tradotta
in proteina.
Linkage: rapprensenta la tendenza di
due geni a essere ereditati insieme in
virtù della loro vicinanza fisica su un
cromosoma. Si misura in termini di
percentuale di ricombinazione; più
due geni sono vicini su un cromosoma,
minore è la propbabilità che si
separino durante il crossing over.
L’analisi di linkage ha sfruttato questa
caratteristica per identificare,
attraverso l’uso di sequenze specifiche
di DNA (marcatori), i gein-malattia
che si trasmettono in alcune grandi
famiglie.
Microchip: supporto di silicio, della
dimensione di un francobollo, sul
quale vengono depositate sequenze
di DNA da utilizzare in vari tipi di
studi, dalla identificazione dei geni
attivati in tessuti particolari, alla individuazione
dei farmaci efficaci contro
alcune patologie.
Metabolismo: l’insieme delle trasformazioni
biochimiche ed energetiche
che avvengono nell’organismo.
Mutazioni: alterazioni a carico della
sequenza nucleotidica del DNA.
Possono essere di diverso genere. Le
mutazioni missense o di senso errato
sono quelle in cui il cambiamento di
un solo nucleotide provoca la sostituzione
di un aminoacido nella proteina
codificata dal gene. Spesso queste
alterazioni non provocano grandi disturbi
alla funzionalità della proteina,
ma ci sono casi in cui anche questa
minima alterazione può avere effetti
gravi. Le mutazioni frameshift o di
slittamento del modulo di lettura
avvengono quando si ha l’inserzione
o la delezione di un singolo nucleotide,
con conseguente scivolamento
della lettura e della trascrizione
dell’RNA messaggero. Può provocare
la perdita di funzionalità della proteina.
Si ha una mutazione non senso
quando il cambiamento nucleotidico
provoca la creazione di un codone di
stop, per cui la proteina viene troncata
prematuramente. In base alla posizione
del codone di stop la proteina
potrà o meno mantenere la sua funzionalità.
Mutazione puntiforme: si tratta di
una mutazione che causa una piccola
alterazione a livello della sequenza
del DNA e spesso consiste nel cambiamento
di un solo nucleotide.
Nucleotidi: sono i componenti fondamentali
degli acidi nucleici, costituiti
da basi puriniche e pirimidiniche, da
2-desossiribosio e da gruppi fosfato.
Omozigote: individuo che porta due
alleli identici di un gene specifico sui
due cromosomi omologhi.
Penetranza: indica la probabilità che,
dato un certo genotipo, si manifesti il
fenotipo corrispondente.
Polimorfismo: l’esistenza, nella popolazione,
di uno o più alleli di un gene
con una frequenza significativa.
Probando: è un individuo che presenta
la condizione patologica in esame.
Promotore: la porzione di un gene dove
si lega l’RNA polimerasi per iniziare
la trascrizione di una sequenza di
DNA.
Recettore: una proteina che, grazie alla
sua particolare struttura, è in grado di
legare altre molecole. Ne esistono di
diversi tipi, ognuno con una funzione
specifica e localizzati soprattutto sulla
membrana cellulare.
Single Nucleotide Polymorphism
(SNP): variazione di una singola
base nucleotidica, che avviene all’incirca
ogni 1.000 paia di basi.
Traduzione: la sintesi di una proteina o
di un peptide realizzata usando
l’RNA messaggero come stampo.
Trascrizione: la formazione dell’RNA
messaggero a partire dal DNA.

IL PROSSIMO INCONTRO
La ricerca clinica in genetica
I recenti e continui sviluppi della genetica
pongono il problema della ricerca clinica
in questo settore che vede sempre più il medico
tra i protagonisti.
La mancanza, in certi casi di una normativa,
in altri di linee guida o di orientamenti condivisi
sulle modalità con cui è opportuno condurre
questa ricerca, creano un’ampia gamma
di comportamenti e costituiscono un freno
alla sperimentazione. L’incontro si prefigge di chiarire
i diversi aspetti della ricerca clinica in genetica
e di suggerire orientamenti pratici.
Un’iniziativa del Programma di comunicazione e formazione sulla genetica
a cura di GlaxoSmithKline e della Società italiana di genetica umana
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