Terapia Genica: Sbloccare le Innovazioni nel Trattamento, nella Diagnosi e nello Sviluppo di Farmaci per il Cancro

La storia dell’uso dei geni come strumento per trattare gli esseri umani risale a quasi cinque decenni fa, segnando un momento cruciale nella scienza medica. 

Nel 1972, il concetto di terapia genica fu considerato per la prima volta come forma di trattamento. Questa idea rivoluzionaria fu introdotta in un articolo intitolato “Terapia genica per le malattie genetiche umane?” pubblicato sulla rivista Science e scritto da T Friedman e R Roblin.

In quell’articolo, gli autori affermarono che “la terapia genica potrebbe migliorare alcune malattie genetiche umane in futuro.” Chiesero ulteriori ricerche “orientate allo sviluppo di tecniche per la terapia genica.” Questo invito alla ricerca segnò l’inizio di una nuova era nella medicina genetica.

Infatti, ci vollero altri 18 anni perché il primo trial di terapia genica su esseri umani avvenisse nel 1990. Questo trial fu un passo significativo in avanti, aprendo la strada a ulteriori progressi. Nel 2003, un altro importante traguardo fu raggiunto con il completamento del Progetto Genoma Umano. 

Lanciato nell’ottobre 1990 e completato nell’aprile 2003, il progetto Genoma Umano è considerato uno dei più grandi successi scientifici nella storia umana per aver generato la prima sequenza del genoma umano. 

Seguendo questo percorso di progresso scientifico, fu raggiunto un altro traguardo quando la Cina approvò la prima terapia genica per il trattamento dei tumori della testa e del collo.

Poiché questo sviluppo segna l’inizio della linea di possibilità terapeutiche di cui discutiamo qui, esaminiamolo più in dettaglio. 

Il Primo Prodotto di Terapia Genica Approvato per il Cancro

Nel 2003, l’Amministrazione Cinese per gli Alimenti e i Farmaci (CFDA) approvò Gendicine, un adenovirus ricombinante umano p53, sviluppato da Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Entrò nel mercato commerciale come prodotto di terapia genica per trattare i tumori della testa e del collo. La terapia è progettata per essere somministrata tramite iniezione intratumorale minimamente invasiva, nonché mediante infusione intracavitaria o intravascolare. 

La recensione scientifica che ha esaminato le prestazioni della terapia nei primi 12 anni ha rilevato che l’azienda ha prodotto 41 lotti di Gendicine e 169.571 fiale. In modo impressionante, la terapia è stata somministrata senza alcun serio effetto avverso, eccetto una febbre transitoria associata al vettore in il 50-60% dei pazienti, che è durata solo poche ore. 

Trial Successivi di Terapia Genica

Dopo il successo della Cina nell’applicazione del trial di terapia genica, i progressi continuarono. Nel 2005, iniziò il primo trial di terapia genica per l’emofilia B utilizzando la tecnologia del vettore AAV. 

I vettori AAV fungono da strumenti bioingegnerizzati per trasportare e consegnare materiale genetico in modo sicuro ai tessuti e alle cellule colpite, utilizzando un virus non avvolto. Poi, nel 2017, gli Stati Uniti approvarono la prima terapia genica per una malattia genetica nota per aver causato cecità. 

Con ulteriori progressi scientifici da realizzare in questo campo, è evidente che i trattamenti basati sui geni apriranno nuovi orizzonti per trattare neoplasie tanto gravi quanto quelle causate da diverse forme di cancro. 

Ma prima di approfondire ulteriormente questo ambito, è fondamentale conoscere il significato dei diversi termini legati alla terapia basata sui geni, che includono ingegneria genetica, genoma, genomica e sequenziamento del genoma. 

Cos’è l’Ingegneria Genetica?

Il National Human Genome Research Institute definisce l’ingegneria genetica come un processo che “utilizza tecnologie di laboratorio per modificare la composizione del DNA di un organismo.” 

La modifica della composizione del DNA può avvenire in diversi modi, comprendendo una gamma di tecniche. Può cambiare una singola coppia di basi, decidere di eliminare un’intera regione di DNA per sostituirla con un nuovo segmento, o persino operare tra specie dove un gene di una specie viene introdotto in un organismo di un’altra specie. Questa versatilità dell’ingegneria genetica l’ha resa uno strumento fondamentale nelle mani dei fornitori di soluzioni per la terapia del cancro.

Cos’è la Genomica?

La genomica è lo studio dei geni e si concentra sulla comprensione di come tutti i geni di una persona interagiscano tra loro e con l’ambiente della persona. Questo campo comprende uno studio approfondito di vari componenti, tra cui DNA, cellule, istoni, nucleosomi e cromosomi. Il termine ‘genomica’ deriva da ‘genoma’, che si riferisce all’insieme completo di DNA di un organismo. Ogni cellula del corpo umano è notevole per contenere una copia completa di quasi 3 miliardi di coppie di basi di DNA. 

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Cos’è il Sequenziamento del Genoma?

I genomi sono codici genetici che aiutano a distinguere un organismo dall’altro. Come ogni essere umano ha impronte digitali diverse, tutti gli organismi hanno un codice genetico unico. Pertanto, il sequenziamento del genoma aiuta a riconoscere i pattern di identificazione unici per ogni organismo distinto, sia esso un batterio, una pianta o un mammifero. 

Quattro componenti principali si combinano per far funzionare il sequenziamento del genoma come un processo completo: 

• Frammentazione del DNA
• Barcoding del DNA
• Sequenziamento del DNA
• Analisi dei dati

Con tutti questi strumenti di esame genetico sviluppati nel corso degli anni, la comunità scientifica e medica ha ottenuto grande successo nel trattamento di condizioni potenzialmente letali, incluso il cancro. Nei prossimi segmenti, vedremo come le manovre basate sui geni ci guidano negli sforzi di rilevazione e trattamento del cancro. 

La Minaccia del Cancro: L’Imperatore di tutte le Malattie

Il medico e oncologo americano di origine indiana Siddhartha Mukherjee ha definito con precisione il cancro come l’imperatore di tutte le malattie nel suo libro del 2010, una descrizione che rimane toccante data l’impatto della malattia. In eco a questo sentimento, l’American Cancer Society stima che negli Stati Uniti siano stati registrati quasi due milioni di nuovi casi di cancro e più di 600.000 decessi per cancro solo nel 2022. 

Secondo un altro studio del 2020, il cancro al polmone è stato la principale causa di morte per cancro a livello globale, con una stima di 1,8 milioni di decessi (18%), seguito da quello colorettale (9,4%), epatico (8,3%), gastrico (7,7%) e al seno femminile (6,9%). 

In una nota più preoccupante, lo studio ha previsto un aumento del 47% del carico globale di cancro rispetto ai livelli del 2020. Ha proiettato 28,4 milioni di casi nel 2040, più di 9 milioni rispetto ai 19,3 milioni di casi osservati nel 2020. 

I numeri dipingono un quadro grave, ed è essenziale rafforzare gli sforzi innovativi nella rilevazione precoce del cancro affinché medici e dottori abbiano tempo sufficiente per affrontare le cause alla radice e curarle. Con ottimismo, molte iniziative basate sui geni hanno prodotto risultati positivi in questa direzione. 

Aziende che Sfruttano il Sequenziamento del Genoma per la Rilevazione e il Trattamento del Cancro

1. SeekInCare

SeekInCare, una soluzione di SeekIn Inc., è un test di rilevazione multi-cancro basato sul sangue capace di individuare più di venti tipi di cancro. Questa soluzione avanzata sfrutta il sequenziamento dell’intero genoma da DNA libero da cellule, una tecnologia centrale per la sua capacità diagnostica. 

Come definito dai Centers for Disease Control and Prevention, il sequenziamento dell’intero genoma è una procedura di laboratorio per determinare l’ordine delle basi nel genoma di un organismo. Le basi nucleotidiche costituiscono la genetica unica di un organismo. 

I ricercatori hanno valutato l’efficacia del test su 617 pazienti affetti da cancro, ottenendo risultati notevoli. Sono riusciti a identificare 404 di loro, con una sensibilità del 65,5% e una specificità del 97,9%. I risultati hanno mostrato che più alto è lo stadio del cancro, maggiore è la sensibilità del test. Mentre era del 46,9% per il cancro allo stadio I, questa percentuale è aumentata all’81,8% per il cancro allo stadio IV. 

In uno studio prospettico real-world condotto su 1203 pazienti, il test ha offerto una sensibilità del 60,0% e una specificità del 96,1%. 

Fondata all’inizio del 2018, SeekIn Inc. è un’azienda biotech che si concentra sulla rilevazione precoce di pan-cancro basato sul sangue. Crede che la rilevazione precoce del cancro possa portare a una riduzione del tasso di mortalità del 15%. 

Oltre a SeekInCare, dispone anche di soluzioni come SeekInCure e SeekIn Clarity. SeekInCure monitora la recidiva del cancro e valuta il rischio per i pazienti oncologici post-chirurgici. Per raggiungere il suo obiettivo, la soluzione si basa sul monitoraggio della variazione del genoma del cancro nel DNA libero da cellule dei pazienti. 

SeekInClarity aiuta nel monitoraggio della risposta al trattamento. Per raggiungere ciò che si prefiggeva, SeekInClarity mappa il genoma panoramico del cancro utilizzando dati di sequenziamento superficiale dell’intero genoma (sWGS). 

Con sede in Cina, SeekIn è una società privata che ha ricevuto finanziamenti angel da Green Pine Capital Partners e un altro investitore nel 2018. L’importo del finanziamento non è stato divulgato. 

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) sfrutta l’editing genetico per sviluppare farmaci per il cancro e altre malattie gravi. I suoi metodi di editing genetico SLEEK aiutano a sviluppare la prossima generazione di farmaci di terapia cellulare per il cancro. Editas dispone della propria nucleasi AsCas12a ingegnerizzata, che consente di ottenere un’alta efficienza, knock-in multi-trasgene di cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC), cellule T e cellule natural killer (NK). 

Recentemente, Editas ha pubblicato i risultati del Q3 2023, fornendo approfondimenti sulle performance finanziarie dell’azienda durante questo periodo. Per i tre mesi chiusi al 30 settembre 2023, l’azienda ha registrato oltre 5 milioni di dollari in ricavi da collaborazioni e altre attività di ricerca e sviluppo. Inoltre, per i nove mesi chiusi al 30 settembre 2023, i ricavi hanno superato i 18 milioni di dollari. 

3. Beam Therapeutics

Nel dicembre 2022, la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha revocato il blocco clinico e ha approvato la domanda di Farmaco Sperimentale (IND) per BEAM-201 per trattare la leucemia linfoblastica acuta di cellule T (T-ALL) / linfoma linfoblastico di cellule T (T-LL) recidivante/resistente. Beam-201 era un candidato allo sviluppo di cellule T con recettore chimerico anti-CD7, multiplex-edited, allogenico, proveniente da Beam Therapeutics (BEAM ), noto per lo sviluppo di farmaci genetici di precisione tramite base editing. 

Per i tre mesi terminati il 30 settembre 2023, Beam Therapeutics Inc. ha registrato ricavi da licenze e collaborazioni superiori a 17 milioni di dollari. Per i nove mesi terminati il 30 settembre 2023, i ricavi dell’azienda hanno superato i 61 milioni di dollari, un notevole aumento rispetto ai quasi 41 milioni di dollari guadagnati nei primi nove mesi del 2022. 

Oltre a società pubbliche ben note come Beam ed Editas che conducono test di soluzioni ingegnerizzate geneticamente per il cancro, sono in corso anche ricerche accademiche e organizzative. Molte di esse promettono di aprire opportunità entusiasmanti per curare o ridurre significativamente la minaccia del cancro in futuro. 

Clicca qui per vedere come Beam Therapeutics si confronta con un altro leader dell’editing genetico, CRISPR Therapeutics. (CRSP )

Un Metodo di Rilevazione Precoce per il Cancro al Pancreas

Un team di ricercatori provenienti dagli Stati Uniti, dalla Cina, dalla Corea del Sud e dal Giappone ha sviluppato e testato un pannello di biomarcatori capace di rilevare piccole quantità di materiale genetico RNA rilasciato dalle cellule del cancro al pancreas e che circola nel flusso sanguigno. Questi sono chiamati circularRNA o circRNA. 

I ricercatori hanno sfruttato metodi di profilazione dell’espressione genomica per condurre una revisione completa dei campioni dei pazienti, portando alla scoperta di biomarcatori per il cancro al pancreas basati su circRNA. Questo aiuterebbe a distinguere i tumori del pancreas da campioni di tessuto normale nei corpi di pazienti con cancro al pancreas in fase precoce. Secondo lo studio, il test “ha mostrato una robusta accuratezza diagnostica.” 

Erkut Borazanci, MD, direttore della ricerca della Divisione di Ricerca sul Cancro presso l’HonorHealth Research Institute, ha approfondito ulteriormente l’importanza del metodo. Ha detto:

“Quando il cancro al pancreas viene individuato precocemente, la probabilità di sopravvivenza è molto più alta rispetto a quando viene diagnosticato in fase avanzata. Pertanto, c’è un grande bisogno di sviluppare nuovi metodi per rilevare il cancro al pancreas.” 

Questo metodo è il passo giusto verso lo sviluppo di tale approccio innovativo. 

Scoperte Basate sui Geni e il Futuro del Trattamento del Cancro

Indubbiamente, i geni sono al centro della nostra esistenza fisiologica, sottolineando la complessità e l’importanza dello studio genetico. Lavorare con i geni, quindi, richiede metodi sofisticati. Tuttavia, se eseguiti con attenzione, approcci come l’ingegneria genetica, il sequenziamento del genoma e altre terapie basate sui geni hanno il potenziale di liberarci dal rischio di cancro in modo significativo. 

Tuttavia, non si tratta solo di cure, poiché aiuta anche a rilevare molti tumori precocemente. E la rilevazione precoce è spesso ciò che consente di eradicare il cancro dalle sue radici. 

Affinché i trattamenti basati sulla terapia genica diventino più efficaci a lungo termine, dovranno affrontare alcune sfide. Dovranno occuparsi delle sfide relative ai campioni, delle sfide specifiche al sequenziamento di nuova generazione e al sequenziamento di un comparatore non maligno. Analisi computazionali e interpretazione delle varianti possono anche rappresentare ostacoli. 

Tuttavia, tutte queste sfide possono essere affrontate in modo efficiente con ricerca innovativa e sforzi collaborativi tra istituti di ricerca, medici e oncologi, centri sanitari e produttori di farmaci. Il trattamento non deve influenzare le regioni non cancerose e non dovrebbe introdurre cambiamenti fisiologici che potrebbero risultare dannosi a lungo termine, anche se il cancro viene curato a breve termine. 

Nei prossimi giorni, possiamo aspettarci un aumento dei fondi per R&S nell’area delle terapie basate sui geni per il cancro, con le industrie farmaceutiche a livello globale che dovrebbero investire di più. Questo è cruciale poiché l’ambito è notevolmente ampio e abbiamo bisogno di soluzioni scalabili e sicure. 

Clicca qui per l’elenco delle cinque migliori aziende di sequenziamento del genoma.