Siamo quasi pronti ad utilizzare CRISPR per combattere molte più malattie
I nuovi sviluppi nella tecnica di editing genetico sono molto promettenti, gli scienziati stanno ora affinando le tecniche per renderle più gestibili.
È in corso una vera e propria gara nella modifica del DNA del nostro corpo per combattere o prevenire le malattie. Risultati promettenti di studi condotti su animali che si rivolgono al fegato, ai muscoli e al cervello suggeriscono che il metodo di editazione genomica CRISPR potrebbe rivoluzionare la medicina, permettendoci di trattare o addirittura curare una vasta gamma di disturbi.
Il metodo di genome-editing CRISPR è stato sviluppato solo nel 2012, ma si sta dimostrando così potente ed efficace che circa 20 sperimentazioni sull’uomo sono già iniziate o lo saranno presto. Quasi tutti questi studi riguardano la rimozione delle cellule dal corpo di un individuo, la modifica del loro DNA e poi la loro reintroduzione nel corpo.
Questo approccio è molto promettente — ad esempio, è usato per alterare le cellule immunitarie per renderle migliori nell’uccidere i tumori. È relativamente facile rimuovere le cellule immunitarie o le cellule staminali del sangue, modificarle e poi restituirle al corpo, ma questo non è possibile con la maggior parte dei tessuti corporei.
Quindi, modificare le cellule all’interno del corpo ci permetterebbe di trattare molte più condizioni — da disturbi genetici a colesterolo alto — e sarebbe anche più economico rispetto alla crescita e la modifica delle cellule al di fuori del corpo.
Quali malattie possono essere curate in questo modo? “Praticamente tutte”, dice Irina Conboy dell’ Università della California, Berkeley.
Malattie del fegato
La grande sfida è propagare il CRISPR ai tessuti all’interno del corpo. La modifica di geni con CRISPR richiede almeno due componenti: una proteina che taglia il DNA e un pezzo di RNA che lo guida al punto preciso del DNA per effettuare il taglio.
Proteine e RNA sono molecole enormi rispetto ai farmaci convenzionali. È difficile farli entrare nelle cellule, e di solito non sopravvivono nemmeno nel sangue.
Ma i biologi hanno lavorato per decenni alla somministrazione di grandi molecole alle cellule e stanno ora adattando vari metodi per l’editing del genoma. Intellia Therapeutics di Cambridge, Massachusetts, ad esempio, utilizza particelle grasse per fornire i componenti CRISPR al fegato.
Uno scopo è quello di curare una malattia genetica rara chiamata amiloidosi transtiretina, causata da un’eccessiva produzione della proteina TTR. La settimana scorsa, l’azienda ha riferito che è riuscita a disabilitare il gene TTR nei fegati dei topi, riducendo i livelli di proteina del 97 per cento senza segni di effetti negativi.
Intellia sta anche lavorando ad una cura per l’epatite B, che interessa 250 milioni di persone in tutto il mondo. Il virus può essere difficile da eliminare perché il DNA virale può rimanere nelle cellule epatiche. CRISPR può distruggere questo DNA.
Il fegato è l’organo più facile a cui consegnare le particelle grasse perché filtra il sangue. Tutto ciò che viene iniettato nel sangue può raggiungere l’organo.
Distrofia muscolare
Il team di Conboy è riuscito a gestire qualcosa di più difficile: hanno trattato la distrofia muscolare nei topi con l’iniezione di nanoparticelle d’oro che trasportavano i componenti CRISPR direttamente nel muscolo.
Il team ha in realtà modificato il gene difettoso piuttosto che semplicemente disabilitarlo, come ha fatto Intellia — riparare i geni è molto più difficile che disabilitarli: ha funzionato solo nel 5% delle cellule muscolari, ma questo è stato sufficiente per aumentare la forza muscolare. E Conboy pensa che la percentuale di cellule riparate potrebbe essere aumentata da iniezioni ripetute di nanoparticelle d’oro, anche se il suo gruppo non lo ha ancora dimostrato.
“Penso che questo metodo di somministrazione sia fantastico per alcune applicazioni”, dice Jeffrey Chamberlain all’Università di Washington. Tuttavia, per trattare disturbi come la distrofia muscolare, i muscoli di tutto il corpo — incluso il cuore — devono essere modificati. Non tutti possono essere trattati direttamente, quindi il gruppo spera di trovare un modo per trasportare le nanoparticelle d’oro nei tessuti di tutto il corpo.
Chamberlain è stato in grado di modificare i tessuti in tutto il corpo utilizzando i virus. All’inizio di quest’anno, il suo team ha trattato con successo la distrofia muscolare nei topi iniettando loro un virus adeno-associato contenente DNA codificato per i componenti CRISPR.
Evitare errori
Ma c’è un grosso problema di sicurezza nella somministrazione virale. Se la proteina “tagliente” viene aggiunta alle cellule, come nel metodo con la nanoparticella d’oro, si degrada molto presto. Ma il metodo virale comporta invece l’inserimento del DNA per la proteina nelle cellule, il che significa che la proteina tagliente continua ad essere prodotta per settimane dopo il trattamento. Questo aumenta notevolmente la possibilità che il DNA venga tagliato nel posto sbagliato, dice Chamberlain.
Tuttavia, Nicole Deglon dell’Ospedale universitario di Losanna in Svizzera e i suoi colleghi hanno già sviluppato un modo per impedire che la proteina tagliente rimanga in circolo troppo a lungo quando i virus vengono utilizzati per il trasporto. Il loro sistema CRISPR “kamikaze” non solo disabilita il gene bersaglio, ma dopo un breve ritardo disabilita anche il gene per la proteina da taglio.
Il mese scorso, il suo team ha dimostrato che questo sistema riduce gli effetti off-target in uno studio sui topi rivolto al gene che causa la malattia di Huntington. Inoltre, sono riusciti a disabilitare il gene nel 65% delle cellule nell’area chiave del cervello degli animali. “Sono rimasta stupita di vedere quanto fosse efficiente”, dice Deglon.
Complessivamente, una serie di metodi per la somministrazione del CRISPR si stanno dimostrando promettenti, suggerendo che il potenziale della tecnica per il trattamento di alcune delle nostre malattie più difficili da curare potrebbe presto essere realizzato. È impossibile dire quanto presto inizieranno le prove umane, dice Deglon. Ma il campo sta avanzando così rapidamente che potrebbe non essere così lungo. “Si sta evolvendo sempre più velocemente,” dice.
Tradotto in Italiano. Articolo originale: New Scientist
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