Scurt istoric al geneticii

SCURT ISTORIC AL GENETICII

Genetica poate fi definita succint drept stiinta ereditatii si variabilitatii organismelor. Notiunea de ereditate isi are originea in latinescul hereditas, care inseamna mostenire, iar primele observatii asupra ereditatii dateaza din Antichitate.

In secolul al XIX-lea, o data cu aparitia aglomerarilor urbane si a dezvoltarii industriei, s-au dezvoltat substantial si cunostintele despre ereditate, mai ales cele privind ameliorarea calitativa a plantelor si animalelor. Au aparut astfel teoriile corpusculare ale ereditatii, ce sustineau in esenta ca in fiecare organ, tesut sau celula exista niste corpusculi care se acumuleaza in celulele sexuale si asigura transmiterea caracterelor la urmasi. Apogeul teoriilor corpusculare ale ereditatii a fost reprezentat de teoria plasmei germinative a lui August Weismann, care considera ca transmiterea ereditara a caracterelor se realizeaza de plasma germinativa, ce are o structura discontinua, fiind alcatuita din "determinanti", inzestrati cu capacitatea de a transmite caracterele organismelor de la o generatie la alta. Desi corpusculii ereditari erau ipotetici, aspectul pozitiv al acestor teorii il constituie incercarea de a gasi un suport material ereditatii.

Primele legi ale ereditatii au fost descoperite in a doua jumatate a secolului al XIX-lea de Gregor Mendel, considerat a fi unul din fondatorii geneticii ca stiinta. Pe baza unor experiente de hibridare efectuate la plante timp de mai multi ani, el isi elaboreaza propria teorie asupra existentei factorilor ereditari, care ulterior au fost numiti gene si descopera primele legi ale ereditatii. Acestea sunt Legea puritatii gametilor si Legea segregarii independente a perechilor de caractere.

Cu numai 4 ani mai tarziu, in 1869, biologul suedez Friedrich Miescher a identificat si izolat o noua substanta existenta in nucleul unor anumite celule, despre care insa nu credea ca ar fi implicata in ereditate. In 1933, fizicianul vienez Erwin Schrödinger a sustinut ca si cromozomii contin, sub forma cifrata, codul genetic al fiecarei vietuitoare, iar in anul 1953, James Watson, impreuna cu englezul Francis Crick au propus un model de structura a acidului dezoxiribonucleic.

La 5 iulie 1996, in Scotia, Ian Wilmut a clonat primul mamifer: oaia Dolly. Au urmat maimuta, vaca, soarecele, porcul, gaina. In vara lui 2001 apare ovulul artificial si teoria copilului din doi tati.

SCURT ISTORIC AL GENETICII UMANE

Primele observatii privind ereditatea umana au fost realizate in Antichitate. Astfel, in mitologia hindusa aflam ca unele calitati omenesti ca forta, robustetea si intelepciunea sunt ereditare, iar Platon, in Grecia antica, pornind de la ideea ca anumite caractere si insusiri se transmit la urmasi, recomanda reproducerea selectiva a oamenilor sanatosi, destepti si curajosi, fiind initiatorul eugeniei platonice prin care se urmarea eliminarea din societate a indivizilor cu defecte fizice sau psihice. Hipocrate considera ca germenii noului individ sunt produsi de intregul organism, atat de partile sanatoase, cat si de cele bolnave.

In secolul al XVIII-lea, Maupertius a semnalat ca polidactilia este o maladie familiala, iar in secolul al XIX-lea, Nasse a studiat regulile dupa care se manifesta familial hemofilia. De altfel, la evrei, inca in Antichitate - in Talmud - scrie ca in familiile unor membri la care se observa pierderi de sange dificil de oprit se interzice circumcizia. In 1865, F. Galton publica lucrarea "Ereditatea talentului si a caracterului", in care conchide ca talentul este influentat si de ereditate, dar apreciaza ca ar fi o utopie incercarea de a ameliora calitatile speciei umane prin procedee de selectie.

In 1902 apare lucrarea lui A. Garrod intitulata "Incidenta alcaptonuriei, studiu privind individualitatea chimica", in care acesta mentioneaza izolarea acidului homogentisic din urina bolnavilor cu alcaptonurie si remarca frecventa mai mare a maladiei la persoanele consangvine. Printr-o alta lucrare a sa, "Erori innascute de metabolism", A. Garrod pune bazele geneticii biochimice.

Landsteiner, in 1900, descopera grupele de sange din sistemul ABO si arata ca tipurile respective sunt ereditare. Mai tarziu, prin lucrarile lui Landsteiner si ale altor cercetatori, s-a descoperit factorul sangvin Rh, precum si faptul ca bolile hemolitice ale nou-nascutului se datoreaza incompatibilitatii imunologice dintre mama si fat. In prima decada a secolului al XX-lea se dezvolta ideea eugeniei in Europa si SUA, prin care se considera ca trebuie incurajate casatoriile intre persoanele cu caractere utile (eugenie pozitiva) si descurajate cele intre persoanele bolnave, intarziate mintal (eugenie negativa).

In Germania, teoria a luat denumirea de "Rassenhygienne", provenind de la cartea cu acest titlu publicata in 1895 de Ploetz. Este vorba de o conceptie mistica despre rasa care sustine superioritatea nordicilor si care a dus la grave manifestari xenofobe si antisemite.

Bazele citologiei umane au fost puse in 1956 prin lucrarea lui H.J. Tjio si A. Levan - "The cromosome number of man" -, care, folosind socul hipotonic si colchicina ce blocheaza diviziunea celulara in metafaze, au reusit sa descopere ca numarul exact de cromozomi umani este de 2n=46. Imediat cercetarile lor au fost confirmate de C.E. Ford si J.L. Hamerton (1956), care, examinand metafaza I din tesutul testicular, au identificat 23 de cromozomi bivalenti.

In 1959, J. Lejeune si colaboratorii au studiat citogenetic sindromul Down in cultura de fibroblaste si au reu- sit sa descopere fenomenul de trisomie. Pentru a explica fenomenul, ei au elaborat ipoteza nondisjunctiei meiotice a unei perechi de cromozomi. Tot in 1959, C.E. Ford si colaboratorii, precum si P.A. Jacobs si J.A. Strong au descoperit pentru sindromul Klinefelter cariotipul XXY, iar pentru sindromul Turner, cariotipul XO.

In 1960, P.S. Moorhead si colaboratorii au elaborat metoda rapida a culturilor de limfocite, care a facilitat descoperirea altor trisomii de tip autozomal. Pe baza acestei metode, P.C. Nowell si D.A. Hungerford au descoperit cromozomul Philadelphia in leucemia cronica mieloida.

Primul sindrom provocat de o deletie cromozomiala a fost descoperit in 1963 de J. Lejeune si colaboratorii. Este vorba de sindromul "cri du chat". In perioada 1968- 1970 se pun bazele tehnicilor de bandare cromozomiale prin care devine posibila identificarea precisa a fiecarei perechi de cromozomi umani, precum si eventualele restructurari cromozomiale. De asemenea, au fost elaborate si alte metode eficiente pentru studiul complementului cromozomial uman: tehnica SCE (sister chromatid exchange), testul cromatinei sexuale, tehnica amniocentezei pentru realizarea diagnosticului prenatal etc.

Cu ajutorul enzimelor de restrictie, se poate segmenta ADN si se poate determina polimorfismul diferitelor segmente in populatia umana prin metoda RFLP (Restriction Fragment Lenght Polimorphysm). In sfarsit, metoda amplificarii enzimatice a ADN cu ajutorul polimerazei prin tehnica PCR (Polymerase Chain Reaction) a facut posibila multiplicarea rapida a unui segment de ADN in milioane de exemplare pornind de la cateva picaturi de sange.

PROIECTUL GENOMULUI UMAN

Descoperirile din domeniul geneticii isi gasesc aplicatia in numeroase teste pentru diagnosticul diferitelor anomalii ale genomului, printre care:

- cariotipul fetal dupa amniocenteza;

- cariotipul din sange, maduva, vilozitati coriale, produs de conceptie;

- teste pentru cancer MSI, talasemii β, fragilitatea cromozomului X;

- teste pentru infertilitatea masculina (microdeletii Y, CF-Tn);

- teste moleculare pentru Sindromul di George, Williams si cancer de vezica (FISH);

- teste pentru stabilirea paternitatii;

- teste genetice pentru determinarea predispozitiei genetice la cancerul de san, prostata si colon;

- teste de screening prenatal pentru riscul de sindrom Down, Edwards si defecte de tub neural (triplu test, test combinat, quadtest) si calcul de risc;

- atestarea moleculara a distrofiilor musculare, fibrozei chistice, leucemiilor (incluzand diagnosticul tatutului de purtator si diagnostic prenatal);

- determinarea sexului fatului din lichid amniotic si blastomer

- diagnosticul prezentei antigenelor virale determinare cantitativa si genotipare: HBV, HCV, CMV, EBV, VZV, HSV, HHV6, HHV7, HHV8, HPV, hepatita A, D, G, parvovirus (PCR, Real Time PCR si secventiere);

- diagnosticul prezentei antigenelor bacteriene/parazitare si determinare cantitativa: Toxoplasma, Chlamydia, Mycobacterium

- teste imunologice: CMV, Toxoplasma, Rubeolla;

- teste imunologice: CMV, Toxoplasma, Rubeolla;

- markeri neoplazii si pentru osteoporozs.

Incheiat in anul 2003, Proiectul Genomului Uman (Human Genome Project - HGP) a fost un proiect cu durata de 13 ani, coordonat de Departamentul de Energie si de Institutul National de Sanatate al SUA. Principalele scopuri ale HGP au fost:

- identificarea tuturor celor aproximativ 20.000- 25.000 de gene din ADN-ul uman;

- determinarea secventei celor peste 3 miliarde de perechi de baze din structura ADN-ului uman;

- stocarea acestor informatii in baze de date;

- optimizarea modalitatii de analiza a datelor;

- transferul tehnologiilor catre sectorul privat;

- discutarea problemelor etice, legale si sociale care ar putea fi provocate de acest proiect.

"Asistam la o schimbare de mentalitate a medicilor romani. Din ce in ce mai multi dintre ei inteleg utilitatea testelor genetice si le recomanda pacientilor efectuarea acestora. Testele pe care le efectuam cel mai frecvent sunt: triplul test, determinarea cariotipului din sange, lichid amniotic si vilozitati coriale si testele de genetica moleculara." Dr. Dinu Albu, medic primar obstetricaginecologie, genetica medicala

DIAGNOSTICAREA BOLILOR GENETICE IN TIMPUL SARCINII

Metodele de diagnostic de ultima ora permit depistarea multor boli, care apar pe parcursul graviditatii sau care se transmit genetic. Cand este vorba de o patologie grava sau o maladie incurabila, parintii copilului pot hotari sa continue sarcina sau s-o intrerupa. Dar pentru aceasta este nevoie ca diagnosticul sa fie complet, precis si parintii sa fie consultati de un specialist calificat.

Testele genetice sunt recomandate mai ales familiilor in al caror istoric figureaza:

- boli genetice, sindroame cromozomiale, antecedente heredocolaterale de defecte ale tubului neural;

- anomalii congenitale ale copiilor nascuti anterior;

- casatorie intre rude apropiate;

- varsta mamei mai mare de 35 de ani (daca riscul nasterii unui copil cu Down la o femeie de 29 de ani este de 1:850, el ajunge la 1:20 pentru o femeie de 45 de ani);

- depistarea ecografica a unor anomalii fetale;

- chimioterapie, expunere la radiatii sau la alti factori cu potential mutagen pe parcursul sarcinii.

TRIPLUL TEST

Triplul test este probabil cel mai important test neinvaziv efectuat in scopul detectarii anumitor anomalii fetale, datorita simplitatii lui, faptului ca rezultatele se obtin rapid si sunt in mare masura concludente.

Este un test de screening pentru markerii din serul matern si se bazeaza pe determinarea nivelurilor alfafetoproteinei (AFP), estriolului neconjugat (uE3) si ale gonadotrofinei chorionice umane (hCG) din sangele matern, intre saptamanile 14 si 21 de gestatie. Acestea au valori modificate in diferite boli, cum ar fi defectele de tub neural sau unele anomalii cromozomiale, inclusiv sindromul Down. Detectarea markerilor serici materni este o metoda de screening neinvaziva ce consta in prelevarea a 5 ml sange periferic de la mama, utilizat pentru determinarea cantitativa a valorilor celor trei markeri constitutivi.

Determinarea cantitativa a markerilor din serul matern ajuta la estimarea riscului individual al unei femei pentru o sarcina cu sindromul Down. Acest calcul estimativ deriva din testarea individuala a valorilor celor trei markeri serici materni, combinat cu calcularea riscului specific legat de varsta, greutatea materna, rasa, diabet zaharat insulino-dependent matern, numarul de tigari fumate pe zi, pentru a produce o probabilitate insumata pentru trisomia 21. In acest fel se pot detecta aproximativ 70% dintre fetusii cu sindrom Down. Se accepta in general, riscul de 1/385 pentru sindromul Down la data probabila a nasterii, aceasta fiind probabilitatea estimata pentru trisomia 21 a unei femei de 35 de ani la termen.

Mamelor cu risc estimat peste limita predeterminata li se efectueaza o ecografie pentru determinarea varstei gestationale reale, prin biometrie fetala. Daca in urma recalcularii varstei gestationale riscul este in continuare peste limita acceptabila, abia atunci femeia este orientata spre un diagnostic prenatal de certitudine prin amniocenteza, urmat de consiliere genetica.

AMNIOCENTEZA

A devenit o metoda de rutina la inceputul anilor '70. Aceasta investigatie se afectueaza la o varsta de gestatie de 16-18 saptamani si consta in extragerea unei cantitati de aproximativ 20 ml lichid amniotic, prin punctia peretelui abdominal si uterin, precedata de ultrasonograma care va releva imagini despre uter, placenta, lichidul amniotic si fetus. Dupa prelevarea probei, se efectueaza o noua verificare ecografica. Tuburile continand proba sunt inchise ermetic, marcate si trimise la laborator pentru testare.

Analizele la care sunt supuse celulele si lichidul amniotic depind de riscul pe care il prezinta sarcina respectiva. Prin amniocenteza poate fi determinat momentul declansarii travaliului in eritroblastoza fetala si pot fi stabilite indicatiile in unele boli genetice. Cea mai comuna indicatie de practicare a amniocentezei, in scopul efectuarii unor examene genetice, este varsta avansata a mamei (riscul nasterii unor copii cu aberatii cromozomiale este de 1:526 la varsta de 21 de ani, fata de 1:8 la varsta de 49 de ani).

Din lichidul amniotic se pot face examene directe pentru aminoacizi, enzime, hormoni si diferite produse anormale. Pot fi, de asemenea, identificate unele disfunctii tiroidiene. Maturizarea fatului este evaluata chimic prin determinarea in lichidul amniotic a creatininei si lecitinei, care atesta gradul de maturizare a rinichilor si, respectiv, a plamanilor. Determinarea fosfatidilcolinei saturate sau a fosfatidilglicerolului in lichidul amniotic pot avea o si mai mare specificitate si o mai sensibila valoare predictiva asupra maturizarii plamanilor, in special in sarcinile cu risc crescut (de exemplu, la mamele diabetice).

Cel mai important risc al amniocentezei il reprezinta pierderea sarcinii. Se considera ca avortul consecutiv amniocentezei se produce in 0,5% din cazuri. Practicata mai precoce (inainte de saptamana 15), amniocenteza este urmata de avort in aproximativ 1% dintre cazuri. Alte riscuri sunt reprezentate de sangerare sau pierdere de lichid prin vagin (1% cazuri) care conduc in general la pierderea sarcinii, infectie, lezarea directa a fatului cu sangerare secundara (risc foarte de redus), punctionarea placentei, stimularea contractiilor uterine si nastere prematura, izoimunizarea Rh. Din cauza acestor efecte adverse, amniocenteza nu este indicata decat atunci cand beneficiile sunt mai importante decat riscurile.

ANALIZA DE PATERNITATE

Analiza de paternitate se bazeaza pe faptul ca anumite regiuni din cromozomii umani au o variabilitate naturala in ceea ce priveste numarul de repetitii a unor secvente ADN, specifica fiecarui individ in parte. Probele biologice (sange, fire de par, tampoane bucale, tesuturi etc.) sunt supuse procesului de extractie a ADN-ului, care este apoi utilizat ca matrita in reactia de amplificare prin PCR (polymerase chain reaction) cu oligonucleotide marcate fluorescent. Fragmentele amplificate sunt analizate cu ajutorul unui detector de fluorescenta, iar desemnarea alelelor pentru fiecare locus se realizeaza prin raportare fata de un marker de greutate moleculara ce contine fragmente de aceeasi dimensiune cu a majoritatii alelelor cunoscute in populatie pentru fiecare locus. Prin aceasta metoda se poate ajunge la o acuratete de 1018.

In cadrul testelor de paternitate se calculeaza, ca masura de discriminare, puterea de excludere (capacitatea testului genetic folosit de a exclude un barbat ca fiind prezumtivul tata). Pentru populatia caucaziana, in cazul sistemului de amplificare cu 15 loci STR, factorul de excludere este de peste 0,999998 (99,9998%).

TESTAREA GENETICA IN CANCER

In acest scop, exista un program national, derulat pe parcursul a doi ani (2004-2006) si finantat de Ministerului Educatiei si Cercetarii, ale carui obiective principale sunt preventia si diagnosticul precoce, pentru a putea schimba tendintele evolutive actuale ale cancerului. Testarea genetica in cancer poate oferi informatii asupra unor gene mutante, a caror identificare sugereaza un risc mare de aparitie a cancerului.

O serie de alterari genetice sunt asociate cu un risc crescut de dezvoltare a unei neoplazii. Aceasta probabilitate variaza intre diversele tipuri de tumori. Astfel, aproximativ 30% din malignitatile care se dezvolta in perioada copilariei apar la indivizi predispusi genetic, in timp ce, in cazul adultilor, doar 5-10% dintre neoplazii sunt atribuite factorilor genetici.

Pentru majoritatea malignitatilor care sunt asociate cu factorii carcinogeni din mediul inconjurator rolul factorilor genetici este scazut. Cu toate acestea, variatiile genetice individuale pot influenta aparitia cancerului si in aceste cazuri.

Consilierea genetica in domeniul oncologiei s-a dezvoltat foarte mult in ultimii ani, mai ales in tarile puternic industrializate. Ea presupune o abordare medicala, psihosociala, testarea genetica, precum si masurile care trebuie luate pentru a preveni aparitia bolii. Scopul acestui proces include furnizarea datelor despre riscul de aparitie a cancerului, oferind, in acelasi timp, suportul emotional necesar. Principala problema care se pune este aceea de a selecta din populatia generala acele persoane care sunt candidate pentru consilierea genetica.

Exista cateva elemente frecvent intalnite in familiile cu neoplazii ereditare:

- debutul neoplaziei la o varsta relativ tanara, in comparatie cu tumorile similare sporadice;

- neoplasme multiple la aceeasi persoana;

- prezenta unei neoplazii la mai multe rude de pe aceeasi linie (materna sau paterna);

- aglomerarea intr-o familie a unor neoplazii cunoscute ca fiind determinate de mutatia unei singure gene (de exemplu: sindromul de cancer san-ovar, sindromul cancer de colon-ovar-corp uterin);

- existenta unor neoplasme cu localizare bilaterala (pentru organele pereche);

- cazuri de cancer in familie;

- prezenta unor defecte inca de la nastere sau anumite caracterisici patologice care sunt asociate cu unele sindroame ereditare de cancer;

- neoplazii la care este dovedit rolul factorilor genetici, ca de exemplu retinoblastomul.

Cancerele ereditare sunt acele cancere care se transmit dupa un model mendelian, iar recunoasterea lor este extrem de importanta, deoarece riscul de aparitie in familiile afectate este foarte mare: 50% in cazul transmiterii autozomal dominante si 25% pentru cele autozomal recesive.

De exemplu, mutatiile genelor BRCA1, BRCA2 si ale altor gene BRCA au fost asociate cu riscul de cancer mamar si sunt responsabile, dupa unii autori, de aproximativ 5% din cancerele mamare. Transmiterea acestor gene modificate se face intr-o maniera autozomal dominanta.

In alte situatii, numarul mare al neoplasmelor din anumite familii sustine predispozitia genetica, dar acestea nu se transmit conform legilor lui Mendel. Ele sunt denumite cancere familiale. O alta categorie de neoplasme este aceea a neoplasmelor fara agregare familiala, dar cu predispozitie genetica evidenta. Acestea se caracterizeaza prin alterari genetice care determina o predispozitie pentru cancer din cauza unei sensibilitati neobisnuite la carcinogenii din mediul inconjurator. Aceasta sensibilitate este cauzata de factorii genetici care determina un anumit mod de metabolizare a unor carcinogeni.

Istoricul familial de cancer este, fara indoiala, o componenta de baza a sfatului genetic in oncologie. Acesta este stabilit prin anamneza familiala, care trebuie sa stabileasca ce alte tipuri de neoplasme au existat in familie, diagnosticul histopatologic, varsta de debut a acestor cancere, expunerea la factorii de risc din mediu, tratamente urmate, modul de evolutie. Uneori, pacientul poate avea un istoric familial negativ pentru cancer, dar el sa fie purtatorul unei noi mutatii genetice, fiind fondatorul unei viitoare familii cu predispozitie genetica pentru cancer.

ANALIZA GENETICA A INFERTILITATII MASCULINE: TESTUL MICRODELETIILOR CROMOZOMULUI Y

Exista estimari potrivit carora 10% dintre cupluri sufera de infertilitate sau reducere a fertilitatii. La 60% dintre barbatii infertili, esecul in producerea spermatozoizilor maturi (azoospermia) sau in formarea unui numar scazut de celule germinale (oligospermia) este de cauza genetica, fiind rezultatul direct al unor microdeletii in structura cromozomului Y.

Pentru detectarea acestora se foloseste o tehnica ce implica purificarea ADN-ului pacientului, amplificarea unor fragmente specifice prin PCR (polynucleotide chain reaction) si vizualizarea produsului de amplificare prin metode specifice. Esecul in vizualizarea produsilor de amplificare este interpretat ca lipsa a respectivului fragment din materialul genetic al donatorului, respectiv identificarea unei microdeletii.

In prezent, se testeaza sase astfel de zone din cromozomul Y considerate a fi cel mai frecvent afectate.

Acest test este util in investigarea barbatilor cu oligospermie sau azoospermie (identificate in urma efectuarii spermogramei) si a celor cu teratospermie, deoarece date recente arata ca microdeletiile pot avea efect negativ si asupra maturarii celulelor germinale pana la stadiul final de spermatozoizi normali. Dat fiind efectul direct al microdeletiilor asupra capacitatii reproductive, testul este obligatoriu pentru toti donatorii de sperma si este recomandat cuplurilor ce recurg la fertilizare in vitro.

TERAPIA GENICA

Inglobeaza totalitatea tehnicilor care permit manipularea acizilor nucleici (ADN, ARN) in laborator. Terapia genica permite sa se izoleze o gena si sa fie produsa in cantitati mari, fiind posibila, de asemenea, in cantitati mari, proteina a carei sinteza o conditioneaza, cu scopul de a o utiliza in terapeutica.

Comitetul National italian pentru Bioetica (CNB) defineste terapia genica prin acesti termeni: "introducerea in organisme sau celule umane a unei gene, adica a unui fragment ADN, care are efectul de a preveni si/sau trata o situatie patologica". Terapia genica a devenit realitate in 1990, cand in SUA a fost pentru prima data aprobata o astfel de metoda in tratamentul unor boli umane.

Primul protocol clinic a fost stabilit in 1990, cand un pacient cu sindrom de imunodeficienta combinata severa (SCID) a suferit transducerea linfocitelor T periferice cu un vector retroviral al leucemiei murine (MLV) purtator al genei adenozin-deaminaza (ADA). Trei ani mai tarziu, testele au aratat ca mai mult de 30% din celulele T circulante ale pacientului contineau gena transdusa care se asociaza cu o imbunatatire semnificativa a imunocompetentei. Distinctia fundamentala, in cadrul terapiei genice, se face intre terapia genica asupra celulelor somatice, de exemplu limfocite, maduva osoasa, care trebuie sa aiba ca efect restituirea normalitatii celulelor afectate ale individului bolnav, si terapia genica asupra celulelor liniei germinale (gameti sau embrioni precoce), modificarea asteptata trebuind sa se produca in genomul subiectului, care va fi conceput sau care a fost deja conceput, precum si la descendentii sai.

Terapia genica germinala se respinge din doua motive diferite:

pentru ca metodica actuala nu permite atingerea rezultatului terapeutic fara riscuri incontrolabile;

cand se incalca scopul terapeutic si se urmareste modificarea constitutiei genetice: in acest caz, interzicerea este absoluta pentru ca se configureaza o alterare contrara principiului respectarii vietii si identitatii biologice si al egalitatii intre oameni.

Bolile in care se incearca interventia terapeutica prin intermediul terapiei genice sunt cele cauzate de anomalia unei singure gene structurale recesive si deci susceptibila de a primi o terapie completa cu o singura gena sanatoasa, boli grave si cu slabe sperante de viata si boli pentru care astazi nu exista terapie alternativa. Astfel de afectiuni sunt de exemplu sindromul Lesch-Nyhan, fibroza chistica etc.

In anumite entitati patologice in care cauza genetica este bine stabilita (cum sunt mucoviscidoza, tezaurismozele, unele hemoglobinopatii, in a caror etiologie sunt implicate mutatii de mici dimensiuni cunoscute exact), o terapie genica este relativ mai facil de initiat. Astfel, pacientilor li se pot insera celule proprii, fara probleme de compatibilitate tisulara, normalizate prin transgeneza, care sa compenseze diferitele deficite implicate in boala lor. In cazul bolilor neoplazice, situatia este mai complexa, in sensul ca alterarile moleculare la nivelul materialului genetic pot fi extrem de variate, fiind practic posibila orice combinatie de modificari ale secventei bazelor azotate din ADN. Aici, modalitatile de tratament genic ar include insertia de secvente normale care sa le inlocuiasca pe cele mutante prin intermediul unor vectori virali sau transpozomali. Aceasta ar necesita cunoasterea secventei normale a ADN-ului pentru genele implicate, posibil astazi datorita Human Genome Project, si identificarea mutatiilor genelor implicate intr-o boala neoplazica, pentru fiecare pacient in parte. Salvarea functiei alterate prin furnizarea genei functionale poate consta in:

- distribuirea de gene capabile sa ucida celula-tinta (terapia genica de "sinucidere");

- livrarea unor functii sau secvente transdominante, cum ar fi de exemplu molecule antisens sau ribozime capabile de a "anula" o gena functionala anormala (terapie genica de supresie);

- livrarea unor functii imune capabile sa induca sistemul imun sa distruga celulele care exprima determinanti specifici (terapie genica imuna).

Tintirea precisa este inca necesara in cazul cancerului pentru a putea fi siguri ca numai celulele maligne vor fi distruse.

Terapia genica promite sa revolutioneze medicina prin tratarea cauzei bolii si mai putin a simptomelor.

Pe de alta parte, riscurile potentiale legate de obtinerea unor organisme prin intermediul acestei tehnologii sunt:

- aparitia unor pandemii produse de agenti patogeni nou creati;

- obtinerea unor noi arme biologice;

- declansarea unor dezechilibre ecologice catastrofale;

- posibilitatea de manipulare a unor gene umane pentru a induce modificari intelectuale sau de comportament.

"Terapia genica este medicina viitorului, pentru ca trateaza esenta mecanismului patogen si nu cauzele. Pentru urmatorii ani, se anticipeaza un progres major in acest domeniu, care va conduce probabil la convertirea cancerului si a altor afectiuni actual incurabile, la afectiuni vindecabile. Ar fi bine daca oamenii ar putea sa se opreasca la utilizarile benefice ale datelor pe care le detin in prezent, fara sa faca din genetica o arma sau un mijloc de discriminare."

CAPACITATEA UNOR BOLI DE A SE TRANSMITE EREDITAR

Capacitatea unor boli sau trasaturi de a fi transmise ereditar a fost cunoscuta (intuita) inca de cand se practica medicina, si insusi Hippocrates stia ca unele trasaturi si boli pot avea caracter familial.
Pana la inceputul secolului al douazecilea, ereditatea era considerata a fi o imbinare de continuitate si variatie de trasaturi si caractere, si se pare ca si Hippocrates stia aceasta. Momentul critic in cunoasterea legilor transmiterii ereditare este reprenzentat insa de memorabila lucrare a lui Johann Mendel, intitulata 'Cercetari asupra hibrizilor vegetali' aparuta in 1865. In cele cateva pagini, cat contine lucrarea, sunt prezentate rezultatele unor ani de cercetari staruitoare, comparabile ca importanta teoretica si consecinte practice cu opera lui Pasteur asupra fermentatiei butirice.
Dat mult timp uitarii si redescoperit ulterior, Mendel a reintrat in actualitate si, printre primele boli ereditare inscrise in tipare mendeliene , a fost alcaptonuria, boala descrisa in 1902 de Garrod. Curind dupa aceasta remarcabila observatie de patologie umana ereditara, a fost identificat un mare numar de boli atribuite efectelor deletorii ale prezentei unei singure gene umane mutante. Acestea au fost numite boli monogenetice iar catalogul bolilor sau tulburarilor plauzibil care sau dovedit a avea o baza mendeliana a totalizat in scurt timp 1364 de entitati. Termenii 'dominant' si 'recesiv' au patruns adinc in vocabularul mendelian al patologiei umane si, multe boli care nu au o baza veritabila in ereditatea mendeliana dovedita au continuat sa poarte aceasta eticheta, mai mult, pentru orice boala despre care se putea afirma ca prezumtiv ar putea avea o baza genetica se declansau eforturi sustinute pentru a fi interpretata mendelian.
O ulterioara descoperire critica a survenit in anul 1959 cind a fost descrisa prima tulburare determinata de o aberatie cromozomica numerica: sindromul Down, consecinta a trisomiei 21. In urmatorii citiva ani au fost descoperite numeroase alte sindroame determinante de aberatii cromozomice. Se vorbeste in prezent de 'sute de noi sindroame cromozomice' cele mai multe fiind identificate in ultimii ani ca urmare a utilizarii tehnicilor curenete de bandare si a noii tehnici - aplicarea tehnologiei AND recombinat, colorarea cu distamicin DAPI, bandarea Cd. Considerind ca viata fiintei umane incepe in momentul fertilizarii ovulului trebuie sa se recunoasca ca anomaliile cromozomice reprezinta cea mai larga categorie de cauze de moarte la specia umana.

Efectele aneuploidiei asupra dezvoltarii includ:
ˇmalformatii congenitatle multiple, sub forma de anomalii minore sau majore;
ˇefecte deletorii asupra functiei SNC asociate cu retard mintal;
ˇefecte mai mult sau mai putin severe asupra dezvoltarii gonadelor;
ˇun numar crescut de displazii responsabile, probabil de asociere a unui risc crescut pentru cancer;
ˇtulburari ale cresterii, determinind retardarea prenatala a cresterii.
Criteriul obisnuit de impartire a bolilor genetice in boli comune si boli necomune este frecventa in populatie de peste sau sub 1 la 1000. In timp ce bolile multifactoriale (genetice si de mediu) sunt in general boli comune, bolile determinate de gene mutante majore sint boli necomune. O alta categorie de boli genetice - anomaliile cromozomice - cade fie in grupul bolilor comune, fie in grupul bolilor necomune. In plus, numarul bolilor dovedite a fi multifactoriale este in continua crestere: cele mai multe boli cardiovasculare, diabetul zaharat, epilepsiile, retardul mintal, psihoze majore, ulcerul peptic, cancerele cu etiologie multifactoriala posibila, obeziatate, stenoza hipertrofica, anencefalia, spina bifida, dislocarea congenitala a soldului, etc.

O clasificare utila a bolilor avind o baza genetica este urmatoarea:
ˇboli produse de o singura gena mutanta( monogenice, mendeliene sau mendelizate)
ˇboli cu aberatie cromozomica detectabila
ˇboli cu ereditate multifactoriala in care predispozitia genetica se afla in interactiune cu factorii de mediu
ˇboli in care la anomalia de dezvoltare contribuie major dar nu exclusiv factorul de mediu.


Pentru a stabili daca o boala are factori genetici sint disponibile citeva instrumente de lucru:
1.stabilirea caracterului familial. Studiile familiale dovedesc ca boala avind o baza genetica apar in agregare(combinatii) familiale. Acestea nu inseamna ca toate bolile detectate la mai mult de un membru de familie sint boli genetice
2.Identificara unor trasaturi sau stigmate de boala, inca de la nastere, tinind seama ca totusi o boala congenitala este suspecta de boala genetica
3.Stabilirea unor similitudini cu un sindrom genetic cunoscut, in deplina cunostinta a datelor furnizate de ceea ce se numeste sindromologie
4.Studii asupra gemenilor, cu masurarea diferentelor de concordanta intre mono si dizigoti, cu tentativa de a stabili daca distributia familiala este rezultatul actiunii factorilor genetici si cu incercarea de a evalua contributia acestor factori genetici la producerea tulburarii
5.Omologiile la animale folosite pentru o mai buna intelegere a mecanismelor etiologice la om prin explorarea rezultatelor.