A quasi due anni dalla nostra intervista ad Anna Doffini, ricercatrice di Menarini Biomarkers Singapore (MBS) (trovi qui la sua storia), siamo a un punto cruciale nella ricerca relativa a nuove metodiche di diagnosi prenatale non invasive, per intenderci metodi alternativi all’amniocentesi e alla villocentesi.

I progressi della genetica

Durante un meeting del 2017, organizzato dal Gruppo Genetica Medica e dei Trapianti dell’Università di Torino e promosso dalla Fondazione Internazionale Menarini, sui progressi della genetica, è stato sottolineato da Antonio Amoroso, direttore del GGMT, come oggi, grazie alla genomica, «siamo in grado di analizzare ogni aspetto di una singola cellula, ovvero tutte le variabilità presenti in un genoma» e quindi nel suo DNA, identificando anche mutazioni e alterazioni responsabili di patologie genetiche. Le cellule fetali circolanti nel sangue materno possono essere integre (e cosi il loro DNA), oppure, quando muoiono, possono rilasciare frammenti del loro DNA nel sangue materno.

Durante la gravidanza, alcuni frammenti di DNA fetale possono raggiungere concentrazioni rilevabili e a partire dall’undicesima settimana il DNA fetale libero presente e’ sufficiente da permettere un test di screening, che tuttavia non e’ una diagnosi. Questi test di screening, oggi molto diffusi possono individuare con alta specificità (99.8%) le anomalie cromosomiche più frequenti, come la Trisomia 21 (Sindrome di Down), Trisomia 18 (Sindrome di Edwards) e Trisomia 13 (Sindrome di Patau) ma non altre possibili malattie genetiche (circa un centinaio).

Il test del DNA circolante e’ quindi uno screening fatto su frammenti di DNA fetale e non sul DNA totale della cellula. Quindi in caso di positivita’ i medici chiedono una conferma diagnostica mediante metodi invasivi di amniocentesi oppure di villocentesi.

La tecnologia del DEPArray di Menarini Silicon Biosystems

La vera soluzione per effettuare una diagnosi prenatale non invasiva a partire da tutto il DNA fetale, e non solo da frammenti rilasciati nel sangue materno, sta nella possibilita’ di identificare ed isolare cellule fetali integre e circolanti nel sangue materno.

Il nuovo approccio che potrebbe permettere di isolare cellule fetali integre fara’ uso della tecnologia del DEPArray sviluppata da Menarini Silicon Biosystem (MSB). Attraverso questa tecnologia è gia’ possibile individuare ed isolare cellule molto rare nel sangue come le cellule tumorali circolanti.

Le cellule fetali nel sangue materno sono anche loro molto rare e da un prelievo di sangue che contiene un miliardo totale di cellule quelle fetali sono appena una decina. Questo e’ il motivo per cui oggi nessuno e’ ancora riuscito ad isolarle dal sangue ed e’ il motivo per cui bisogna ricorrere ancora a metodi invasivi come l’amniocentesi. Per isolarle e analizzarle singolarmente – e’ stato quindi necessario identificare su queste cellule degli specifici biomarcatori che ne permettessero la cattura attraverso la tecnologia del DEPArray.

Lo studio portato avanti dai nostri ricercatori Menarini della MBS a Singapore nei laboratori del SingHealth-Singapore General Hospital, vedrà entro l’anno la definizione di questi marcatori e degli anticorpi che li riconoscono, permettendone la cattura e l’isolamento. Sara’ cosi possibile disegnare un test diagnostico prenatale non invasivo su cellule fetali circolanti con un semplice prelievo di sangue che potrà diagnosticare eventuali patologie del feto con un’affidabilità del 100%.

«Se si dispone di un biomarcatore delle cellule fetali, e’ possibile– spiega Luigi Ricciardi, CEO di Menarini Biomarkers Singapore, MBS – identificare e isolare cellule fetali integre ovvero con tutto il loro DNA e non frammenti di DNA. Queste cellule fetali circolanti nel sangue materno sono pochissime, solo 10-20 cellule in totale in ogni prelievo di 20 millilitri di sangue; e’ come cercare l’ago in un pagliaio. Per questo e’ stato necessario scoprire dei nuovi biomarcatori per selezionarle e sviluppare dei nuovi metodi capaci di eliminare tutte le altre cellule del sangue per isolare esclusivamente quelle fetali.»

«Isolando le cellule fetali possiamo analizzare il loro intero genoma, – conferma Anna Doffini, responsabile dello studio di ricerca – individuando eventuali anomalie cromosomiche o malattie genetiche con una sicurezza pari a quella dell’amniocentesi o villocentesi. Questo nuovo approccio sara’ superiore a quello degli attuali screening prenatali che vengono proposti oggi alle future mamme e che si basano sull’analisi di frammenti di DNA fetale e non di vere e proprie cellule circolanti integre del feto». «Vogliamo utilizzare la biopsia liquida, sottolinea Paola Castagnoli, Chief Scientist di  MSB– perche’ non e’ invasiva e permettera’ in futuro un’analisi prenatale di un centinaia malattie genetiche mediante tecniche di sequenziamento dell’intero genoma fetale.

La tecnologia del DEPArray, gia’ permette di individuare cellule tumorali circolanti (CTC) nel sangue dei pazienti oncologici

La tecnologia DEPArray ha gia’ una serie di altre applicazioni molto interessanti: dalla biopsia liquida di molti tumori, oggi si possono identificare e isolare cellule tumorali circolanti nel sangue dei pazienti oncologici permettendo di identificare mutazioni specifiche che guidano spesso le scelte terapeutiche dei clinici. «Con analisi di questo genere – conclude Paola Castagnoli –  si sta aprendo la strada alla medicina personalizzata.»