Identificare le lesioni del DNA all’origine delle malattie onco-ematologiche per individuare la terapia mirata più efficace e specifica per ogni singolo paziente: un traguardo un tempo impensabile, oggi facilitato da piattaforme di sequenziamento del DNA di nuova generazione (NGS), come la tecnologia 454 di Roche, che consente la lettura multipla e parallela di singoli frammenti di DNA, passando in rassegna milioni di paia di basi in poche ore. Inoltre, grazie alla lunghezza delle sequenze prodotte facilita l’analisi dei dati, la mappatura delle sequenze e semplifica il processo di allocazione di sequenze altamente omologhe.

Grazie a questa tecnologia le alterazioni spesso microscopiche del DNA capaci di scatenare leucemie, linfomi, tumori, sono a portata di un “click” quindi individuabili in breve tempo e con procedure decisamente semplificate rispetto al sequenziamento convenzionale.

«Siamo stati tra i primi in Italia ad acquisire e usare questo nuovo sistema di sequenziamento, in grado di sequenziare massivamente il trascrittoma di una leucemia acuta linfoblastica e di ricostruire come un puzzle la sua sequenza, individuando i punti che si sono alterati – dichiara il Professor Giovanni Martinelli dell’Università di Bologna, Dipartimento di Ematologia e Scienze Oncologiche “L. e A. Seràgnoli”, Policlinico S. Orsola-Malpighi – il sequenziamento consente di individuare non solo la lesione genetica responsabile dello scatenarsi di una leucemia, linfoma o in generale di un tumore, ma anche e soprattutto terapeuticamente suggerisce quale può essere la sua specifica cura, avendo finalmente a disposizione dei farmaci mirati in grado di colpire selettivamente l’alterazione o il danno genetico».

«Con il Professor Domenico Russo dell’Università di Brescia, inoltre, stiamo indagando le possibilità di impiego di queste tecnologie in campo trapiantologico. Esse, infatti, potenzialmente – continua Martinelli – sono in grado di fornire dati importanti ai fini della caratterizzazione HLA dei pazienti da avviare a trapianto per approfondire la conoscenza dei meccanismi di Graft Versus Leukemia (GVL) e di Graft Versus Host (GVH) e per lo studio dei meccanismi di “ escape” immunologico dei tumori».

Parlando più in generale di tumori, come rileva Annalisa Pession, Professore associato di Patologia Generale del Dipartimento di Patologia Sperimentale dell’Università di Bologna, «il sequenziamento genico si può applicare anche nel campo dei tumori solidi come quello del colon e del polmone o della mammella».

Se il sequenziamento dell’intero genoma fornisce enormi potenzialità nell’identificazione di nuove specifiche anomalie genetiche associate alla trasformazione e responsabili della progressione tumorale, per scopi diagnostici spesso è richiesta l’analisi di un numero inferiore di geni ma con un’elevata sensibilità.

Il Genome Sequencer Junior (tecnologia 454) realizzato da Roche consente, dopo “cattura” con sistemi di ibridazione o mediante amplificazione di specifiche regioni genomiche, di analizzare in un’unica “corsa” i geni specifici di malattia di più pazienti contemporaneamente e con alta risoluzione.

Conosciuto anche come “sequenziamento profondo” (deep sequencing), questa innovazione tecnologica consente di costruire una “mappa” dei geni alterati, perfezionare la diagnosi di malattia e suggerire sulla base della presenza o assenza di specifiche mutazioni l’approccio terapeutico più appropriato. Inoltre, durante il trattamento la capacità di identificare rapidamente e ad elevata sensibilità alterazioni genetiche presenti in una bassa percentuale di cellule tumorali consente di prevenire la ricaduta di malattia.

I ricercatori del gruppo del Professor Martinelli, Ilaria Iacobucci e Simona Soverini, stanno partecipando ad un importante studio europeo chiamato IRON (Interlaboratory RObustness of Next-generation sequencing) con l’obiettivo di determinare la precisione e riproducibilità di una strategia di sequenziamento profondo per la ricerca di mutazioni in geni aventi un noto ruolo nel processo di leucemogenesi e nella resistenza ai farmaci (es. TP53, BCR-ABL1, TET2, RUNX1, NOTCH1, IKZF1, etc.).

I primi risultati prodotti da questa analisi multicentrica, pubblicati sulla rivista Leukemia, hanno dimostrato che questa strategia di sequenziamento è tecnicamente fattibile, raggiunge un’alta concordanza tra molteplici laboratori e consente un’ampia e profonda caratterizzazione molecolare delle neoplasie ematologiche con un’alta sensibilità diagnostica e ha una semplice gestione, analisi e archiviazione dei dati ottenuti.

Infine, grazie all’applicazione del NGS, la farmacogenomica è ormai diventata una realtà e le ricadute positive sulla gestione della malattia da parte dei pazienti sono rilevanti.

«La possibilità di sequenziare quelle regioni genomiche implicate nella risposta ai farmaci – spiega ancora il Professor Martinelli – ci permette di identificare sia il farmaco più efficace per il singolo paziente, sia l’esatto dosaggio, la quantità del medicinale tollerata o che è opportuno che assuma, attraverso un semplice prelievo di sangue e l’identificazione di variazioni individuali naturali in geni che ricoprono un ruolo fondamentale nel metabolismo dei farmaci. La conoscenza di queste variazioni ci consente di scegliere il farmaco corretto e la giusta dose per ciascun paziente».

Una tecnologia oltremodo “intelligente”, che consente di evitare l’uso inappropriato di farmaci costosi, se inefficaci, e di risparmiare inutili effetti collaterali ai pazienti.