La fibrosi cistica, anche chiamata mucoviscidosi, è una malattia genetica molto frequente in Europa, che colpisce diversi organi ed è caratterizzata dalla produzione di un sudore molto salato.
In realtà i problemi più gravi che causa la fibrosi cistica non sono connessi alla produzione di un sudore molto salato, quanto piuttosto al malfunzionamento di alcuni organi, tra cui i polmoni, il pancreas, il fegato e l'intestino. Attualmente non esiste ancora una vera cura per questa malattia, ma solo una serie di trattamenti che migliorano le condizioni e le aspettative di vita dei pazienti.
È una malattia genetica recessiva: nel nostro genoma esistono due copie di ogni gene, diciamo che una è come se fosse un giocatore in panchina. Quando una di queste copie non funziona l'altra entra in gioco, e spesso questo è sufficiente affinché l'individuo possa vivere normalmente. Quando tutte e due non funzionano possono insorgere dei problemi: le malattie che si manifestano solo quando entrambe le copie non funzionano si chiamano recessive. Gli individui che presentano una sola copia alterata sono definiti portatori sani, poiché non sviluppano la malattia ma possono trasmetterla ai figli. In Europa questa malattia colpisce un bambino su 3000, ed è diventata così frequente perché rende i portatori sani immuni ad alcune infezioni che i passato causavano frequentemente morte.

Nel 1989 un gruppo di ricercatori, guidati da LapChee Tsui, John R. Riordan e da Francio S. Collins, ha annunciato di aver individuato il gene che causa questa malattia, dopo quasi un decennio di ricerche. Si tratta di un gene chiamato CFTR che contiene le informazioni per far sì che la cellula assembli una particolare proteina. Questa ha la funzione di trasportare lo ione cloro dentro la cellula. Quando il gene CFTR è alterato questa proteina non si forma e il cloro si accumula all'esterno delle cellule, dove si combina con il sodio formando il cloruro di sodio, ovvero lo stesso composto chimico del sale da cucina, che conferisce ai pazienti la caratteristica fronte salata. Quest'eccesso di sali all'esterno della cellula richiama molta acqua, e si forma un ristagno sotto forma di un muco molto denso che favorisce la crescita di batteri. Questo è molto grave nel polmone, dove l'infezione può essere grave ed evolvere in polmonite e insufficienza polmonare, responsabili del maggior numero di morti per questa malattia. In particolare, sono frequenti le infezioni da parte di due patogeni in particolare: Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus, entrambi particolarmente insidiosi e difficili da trattare.

Già nel 1938 Dorothy H. Andersen dell'Università della Columbia aveva osservato che il pancreas dei bambini con la mucoviscidosi era quasi sempre distrutto, e al microscopio presentava un aspetto caratteristico che le suggerì il nome di fibrosi cistica.
Il pancreas è una grossa ghiandola che produce ormoni, tra cui l'insulina, che vengono poi riversati nei vasi sanguigni attraverso appositi dotti che funzionano come delle tubature di collegamento fra le cellule che producono gli ormoni e i vasi. Nella fibrosi cistica questi dotti risultano sempre essere ostruiti da secrezioni dense, esattamente come accade nel polmone. Il pancreas produce anche molti degli enzimi che nell'intestino provvedono alla digestione degli alimenti: l'ostruzione dei dotti impedisce agli enzimi di arrivare nel tratto gastrointestinale. Questo altera le funzioni digestive e impedisce un buon assorbimento delle sostanze nutritizie. In alcuni casi anche il rilascio di insulina viene impedito e i pazienti sviluppano anche il diabete. Un discorso analogo vale anche per il fegato: il muco ostruisce i dotti biliare e danneggia il fegato, anche se questo si verifica solo nel 5% dei casi, mentre i problemi polmonari sono presenti in quasi tutti i pazienti, e quelli pancreatici in almeno l'85%. Inoltre, a livello intestinale le feci possono essere molto compatte e provocare un ostruzione grave che richiede l'intervento chirurgico in circa il 10% dei neonati affetti. Infine, anche i dotti che trasportano gli spermatozoi possono essere ostruiti, e questo è causa di sterilità in oltre il 95% dei pazienti di sesso maschile.

Dal punto di vista diagnostico è di fondamentale importanza la misurazione del contenuto di cloro nel sudore, per la quale è stato messo a punto un apposito kit. Mentre nel sudore delle persone normali la concentrazioni di cloro e sodio è di circa 50 e 40 mM, in quelle affette può superare i 70 e 60mM. Questa concentrazione può essere rivelata attraverso un metodo chiamato pilocarpina iontoforesi.
Inoltre, è possibile fare un'analisi del DNA in fase di diagnosi prenatale (e non solo): nella maggior parte dei pazienti il gene presenta un'alterazione caratteristica, chiamata mutazione ΔF508, che consiste nella mancanza di tre delle basi del DNA e che si riflette nella produzione di una proteina che manca di un aminoacido, i mattoncini di cui sono composte le proteine, la fenilalanina 508. Questa anomalia rende la proteina inutilizzabile: rimane incagliata dentro la cellula e non riesce a raggiungere la membrana, dove normalmente svolge le sue funzioni.
In realtà, nonostante quella della fenilalanina sia la mutazione più frequente ne sono state descritte almeno altre 300, non tutte ugualmente dannose: infatti, la malattia può presentarsi con un diverso grado di gravità. La maggior parte dei laboratori è in grado di analizzare solo alcune di queste anomalie genetiche, quindi questi test in realtà sono utili solo in alcuni casi: se il test è positivo, allora il futuro bambino svilupperà sicuramente la fibrosi cistica, ma non si può dire il contrario se il test è negativo, poiché potrebbe essere presente una delle mutazioni non cercate. Inoltre, si sta facendo strada l'ideacche in alcuni casi possano essere coinvolti canali diversi da quelli del cloro, la cui alterazione genera analoghi problemi.

I trattamenti della malattia sono vari, e attualmente solo sintomatici: ad esempio, i problemi di digestione vengono superati facilmente assumendo dei farmaci che suppliscono al mancato trasporto di enzimi dal pancreas e dal fegato all'intestino. Questo trattamento è molto efficace, infatti raramente le alterazioni del pancreas oggi possono costituire causa di morte per i pazienti con fibrosi cistica.
Attualmente l'aspetto più difficile da tenere sotto controllo è quello che riguarda le vie respiratorie. Per quanto possibile, viene tenuto sottocontrollo cercando di smuovere il muco dai polmoni con manovre manuali (ponendo il paziente a testa in giù e battendo sul suo petto), utilizzando antibiotici per mantenere bassa la carica batterica (che purtroppo non è ancora del tutto eliminabile), e utilizzando un farmaco particolare, la DNAasi, un enzima in grado di dissolvere il muco. Questo, infatti, è costituito oltre che da acqua e da sali, da lunghi e viscosi filamenti di DNA che si liberano quando le cellule circostanti vengono danneggiate. La DNAasi, assunta tramite inalazione con aerosol, degrada il DNA e rende il muco più fluido e facilmente eliminabile.
Esistono dei farmaci che aumentano l'attività di altre proteine che funzionano come delle supplenti del CFTR: quando sono molto attive sono in grado di trasportare efficacemente il cloro. Si stanno facendo anche dei tentativi per aumentare le difese immunitarie dei soggetti per ridurre i rischi dovuti alle infezioni. Queste, inoltre, sono responsabili di una reazione infiammatoria che può danneggiare i tessuti, e che in alcuni casi viene trattata con farmaci antinfiammatori. Quando il danno al polmone è irrimediabile si ricorre invece al trapianto.

L'obiettivo del futuro è la cura della malattia attraverso la terapia genica: inserendo dentro le cellule un gene sano che renda la cellula in grado di sintetizzare la CFTR. Per il momento questi tentativi sono in fase preliminare e per ora hanno dato dei successi solo momentanei (è necessario ripetere frequentemente il trattamento, il che per vari motivi non è possibile), ma questo non esclude che con l'evolversi della tecnologia vengano risolti i problemi finora incontrati.