Diagnostica molecolare

diagnostica molecolare

L’insieme delle tecniche di biologia molecolare che consentono di analizzare acidi nucleici, proteine e metaboliti, grazie alle quali è possibile effettuare indagini di interesse diagnostico in vari campi della biologia e della medicina. Le metodologie della d. m., messe a punto inizialmente per le indagini sperimentali nella ricerca di base, sono poi state introdotte di routine nella pratica clinica e includono tecniche che determinano la localizzazione spaziale e temporale di DNA, RNA e proteine all’interno di cellule e tessuti, come pure le interazioni fra queste molecole, la loro caratterizzazione e la loro funzione. L’origine della d. m. si è avuta negli anni Settanta del 20° sec. con l’invenzione di tecniche basate sulla ibridazione molecolare e sull’interazione antigene-anticorpo per lo studio delle proteine. Il passaggio della d. m. a un livello superiore di accuratezza e definizione è avvenuto a metà degli anni Ottanta con l’invenzione della PCR, tecnica che permette di amplificare e caratterizzare sequenze specifiche di DNA e RNA a livello nucleotidico, e con la RT-PCR (Real Time-PCR), tecnica quantitativa che permette di studiarne l’espressione genica. Il sequenziamento del genoma umano completato nel 2001 e la creazione delle banche dati in genomica e proteomica hanno ancor più ampliato le possibilità della diagnostica molecolare.

Aree di interesse della diagnostica molecolare

Sono molteplici i campi in cui interviene la d. m., dai test genetici, oncologici e alimentari alla microbiologia clinica. • Test genetici per le malattie ereditarie. L’insorgenza di numerose patologie è correlata con mutazioni su geni specifici o con l’alterazione di meccanismi molecolari propri dell’espressione e della traduzione genica. I test genetici possono sia confermare la diagnosi clinica in un paziente affetto da una malattia ereditaria, sia identificare i portatori sani a rischio di prole affetta da una determinata patologia genetica. La diagnosi prenatale viene richiesta da genitori a rischio di avere figli affetti da patologie gravi, in quanto essi stessi risultano portatori eterozigoti. • Test genetici per la predizione del rischio di malattie (medicina predittiva). Questi test, detti di suscettibilità, consentono di individuare caratteristiche genetiche di per sé non responsabili di una patologia, ma che comportano un aumento di rischio di insorgenza in seguito all’esposizione a particolari condizioni ambientali o alla presenza di altri fattori genetici scatenanti. • Microbiologia clinica. La diagnostica delle malattie infettive è resa possibile dalle tecniche basate sull’amplificazione del DNA (PCR), che permettono di rilevare la presenza di un genoma virale o batterico in modo altamente sensibile e specifico e di caratterizzarne il genotipo specifico. In partic., con la RT-PCR è possibile determinare un numero anche molto piccolo di particelle virali e di valutarne il grado di replicazione in una fase ancora asintomatica. • Test oncologici per l’individuazione dei marker tumorali. Vengono effettuati con lo studio dei SNPS (Single Nucleotide Polymorphisms), con la RT-PCR, oppure con i microarray (➔ genomica), per lo studio della espressione differenziale. Con analisi citogenetiche si individuano le traslocazioni cromosomiche correlate con l’insorgenza dei tumori. • Medicina personalizzata. In farmacologia è possibile, sulla base di informazioni provenienti dall’analisi del genoma individuale, mettere a punto le terapie e i test genetici più appropriati per un individuo o per una popolazione. • Test agroalimentari. Esempi di questi test sono la determinazione della presenza di OGM nei cibi, l’individuazione di contaminazioni batteriche o di sofisticazioni chimiche nelle sostanze alimentari, la tipizzazione di specie animali e vegetali. • Test per la medicina forense. L’analisi di reperti biologici viene effettuata sulle caratteristiche genetiche individuali, ad es. per risalire all’identità di persone coinvolte in un crimine o per accertamenti di parentela biologica.