Malattie ereditarie

Genetica e eredità: le basi della comprensione

La genetica è la scienza delle leggi dell'eredità e delle variazioni dei geni negli organismi. È il codice genetico del DNA a determinare la maggior parte delle caratteristiche umane. Le malattie ereditarie sono il risultato di mutazioni nei geni o nei cromosomi. Questi cambiamenti possono essere ereditati dai genitori o apparire spontaneamente a causa di fattori esterni (ad esempio, radiazioni, prodotti chimici, virus).

Le malattie genetiche non sono solo un'anomalia genetica, ma un processo complesso che influisce sul funzionamento delle cellule e dell'intero organismo. La conoscenza delle basi della genetica consente di rilevare e controllare tempestivamente le malattie ereditarie, riducendo così la probabilità della loro trasmissione alla discendenza.

Perché è importante conoscere le malattie ereditarie

Le malattie genetiche possono compromettere notevolmente la qualità della vita degli individui e di intere generazioni della famiglia. La consapevolezza dei rischi possibili e dei metodi di prevenzione è particolarmente importante nella società odierna.

La comprensione della genetica è importante per

• la diagnosi precoce e la prevenzione di patologie gravi
• la pianificazione consapevole della gravidanza, tenendo conto dei fattori genetici;
• lo sviluppo di trattamenti personalizzati;
• prevedere le possibili complicazioni;
• migliorare la qualità della vita in caso di malattie già diagnosticate.

Che cos'è una malattia ereditaria?

Definizione ed esempi

Le malattie ereditarie sono condizioni causate da anomalie nella struttura o nel numero dei cromosomi, cambiamenti nella sequenza del DNA o mutazioni in singoli geni. Queste mutazioni possono influenzare diversi livelli del materiale genetico:

• Livello genomico - modifiche nel numero di cromosomi (ad esempio, trisomia 21 nella sindrome di Down);
• Livello cromosomico - riarrangiamenti all'interno dei cromosomi (ad esempio, sindrome di Turner, sindrome di Klinefelter);
• A livello dei geni - mutazioni in geni specifici;
• Livello mitocondriale - mutazioni del DNA mitocondriale.

Effetti sull'organismo

Le mutazioni genetiche possono disturbare le cellule e i sistemi dell'organismo:

• i processi metabolici
• lo sviluppo degli organi e dei tessuti
• i sistemi nervoso ed endocrino,
• la risposta immunitaria,
• la formazione di tumori maligni.

È importante fare distinzione tra i disturbi genetici e i disturbi cromosomici, poiché gli approcci alla loro diagnosi e trattamento possono essere diversi.

I principali gruppi di malattie genetiche

Malattie monogeniche

Si sviluppano quando un solo gene è mutato. Sono ben studiate e spesso vengono ereditate secondo un modello dominante o recessivo. Esempi:

• sindrome di Marfan,
• fibrosi cistica,
• anemia falciforme,
• la malattia di Tay-Sachs,
• la sindrome di Catcall.

Malattie poligeniche

Risultano da una combinazione di mutazioni in diversi geni e influenze ambientali. Sono difficili da diagnosticare e trattare. Esempi:

• Diabete mellito di tipo 2,
• asma bronchiale,
• ipertensione arteriosa.

Malattie mitocondriali

Trasmesse esclusivamente dalla linea materna. Colpiscono più frequentemente gli organi dipendenti dall'energia - cervello, cuore, muscoli. Esempio: la sindrome MELAS, che provoca ictus, sordità e crisi epilettiche.

Vie di trasmissione

Trasmissione dominante o recessiva

• Dominante - è sufficiente una copia del gene mutato (ad esempio, la malattia di Huntington).
• Recessiva - sono necessarie due copie del gene difettoso ereditate da entrambi i genitori (ad esempio, la fibrosi cistica, la fenilchetonuria).

Forme legate al sesso e autosomiche

• Legate al sesso - con mutazioni nei cromosomi sessuali (ad esempio, emofilia, daltonismo).
• Autosomica - con mutazioni nei cromosomi non sessuali.

Diagnosi delle malattie ereditarie

Test genetici

• Sequenziamento del DNA: Il principio del sequenziamento è la lettura delle basi (codice genetico) per individuare un errore tra i geni (chiamato anche mutazione). A differenza dei cromosomi, il DNA non è visibile al microscopio. È quindi necessaria una fase preliminare affinché il sequenziatore possa leggere il gene. Questa consiste nel riprodurre il frammento di DNA in milioni di copie identiche mediante la tecnica PCR (Polymerase Chain Reaction).
• L'analisi cromosomica mediante microarray di DNA (ACPA) (nota anche come CGH array): Questa tecnica consente di rilevare anomalie cromosomiche o l'esistenza di grandi pezzi di DNA (o di geni) in più o in meno.

Cito genetica

• Cariotipo: Il cariotipo consiste nell'osservare l'insieme dei cromosomi costituenti il patrimonio genetico di un individuo.
• Analisi FISH (ibridazione fluorescente in situ): L'analisi FISH è una tecnica che consente di visualizzare una zona specifica di un cromosoma, a differenza del cariotipo che permette di analizzarli tutti.

Test biochimici e non invasivi

• Screening neonatale;
• Test per disturbi metabolici;
• Diagnosi prenatale (amniocentesi, biopsia del corion);
• NIPT (test prenatale non invasivo) è l'analisi del DNA fetale libero nel sangue della madre.

Prevenzione e consulenza genetica

La consulenza genetica è essenziale per ridurre i rischi ereditari. Comprende

• l'analisi della storia familiare;
• la costruzione di un pedigree genetico;
• la valutazione dei rischi per la discendenza;
• raccomandazioni sulla preparazione della gravidanza;
• un supporto psicologico per la coppia.

Approcci moderni al trattamento

Gene terapia

Metodi avanzati di trattamento delle patologie ereditarie:

• CRISPR-Cas9;
• ZFN e TALEN;
• Terapia cellulare;
• Interferenza dell'ARN;
• sostituzione o editing dei geni.

La genetica nella medicina della riproduzione

La diagnosi genetica gioca un ruolo importante nella FIV, in particolare nei seguenti casi:

• FIV con donazione di ovuli;
• FIV con doppia donazione (ovulo e spermatozoo di un donatore).

Lo screening genetico e la diagnosi pre-impianto (DPI) consentono:

• di escludere malattie genetiche gravi;
• di selezionare donatori con un profilo genetico compatibile;
• di aumentare le possibilità di successo dell'impianto e della gravidanza;
• di minimizzare i rischi di anomalie cromosomiche.

Considerazioni etiche

Le questioni trattate sono le seguenti:

• l'editing del genoma dell'embrione;
• l'ammissibilità delle modifiche al codice ereditario;
• le potenziali conseguenze sociali e biologiche.

L'etica e la validità scientifica dovrebbero far parte integrante di ogni terapia genica.

Le malattie ereditarie non sono un verdetto. Le tecnologie moderne consentono di diagnosticare, prevenire e trattare efficacemente molte patologie. Un ruolo particolare è svolto dalla terapia genica e dalle tecnologie di riproduzione, inclusa la FIV, dove la valutazione precisa dei rischi genetici è importante. Il futuro della genetica si basa su un approccio personalizzato, l'etica scientifica e lo sviluppo di innovazioni.