Un nuovo metodo CRISPR contro la distrofia muscolare di Duchenne
La Distrofia Muscolare di Duchenne si aggiunge alla lunghissima lista delle malattie potenzialmente curabili dal CRISPR.
Il progresso della tecnologia di editing genico CRISPR, che utilizza una sequenza di RNA per guidare un enzima chiamato Cas9 per tagliare una porzione specifica di DNA, ha sollevato preoccupazioni e innescato dibattiti, con persone che immaginano un futuro non così lontano popolato da super-colture bioingegnerizzate, animali geneticamente impeccabili, e bambini personalizzati. Anche se prima o poi il metodo potrebbe essere utilizzato per questi scopi, si sta ora evidenziando il suo potenziale come prezioso strumento medico; e ancora un’altra patologia si aggiunge questa settimana alla lista di ciò che CRISPR potrà guarire un giorno.
La recente aggiunta a tale elenco è la distrofia muscolare di Duchenne (DMD). In uno studio condotto presso la University of Texas Southwestern Medical Center, i ricercatori hanno utilizzato CRISPR per effettuare un solo taglio in alcuni punti strategici lungo il DNA in cellule derivate da pazienti DMD, con il risultato di correggere potenzialmente la maggior parte delle 3.000 mutazioni geniche che causano DMD.
DMD è un disturbo genetico caratterizzato da progressiva degenerazione muscolare e debolezza. Colpisce principalmente i ragazzi ed è causato da difetti nel gene che causa la modifica della distrofina, una proteina che aiuta a rafforzare le fibre muscolari nei muscoli scheletrici e cardiaci.
Molti pazienti finiscono sulle sedie a rotelle o dipendenti da respiratori, o entrambi, e mentre i progressi nelle cure cardiache e respiratorie hanno aumentato l’aspettativa di vita nei primi anni 30, non vi è ancora nessuna cura per la malattia.
Lo studio sul CRISPR per DMD ha guadagnato la copertina di Science Advances di questo mese, e si basa su precedenti studi condotti dal Dr. Eric Olson, direttore dell’Hamon Center for Regenerative Science and Medicine di UT Southwestern, in cui CRISPR è stato utilizzato per correggere una singola mutazione genetica che ha causato DMD nei topi.
Il nuovo studio ha dimostrato che varie mutazioni legate al DMD possono essere corrette nelle cellule umane eliminando i siti di giunzione difettosi nel DNA genomico.
Questi siti di giunzione istruiscono i geni per costruire molecole di distrofina anormali. La proteina quindi non funziona come dovrebbe per mantenere intatte le cellule muscolari, e i muscoli iniziano a rompersi.
I ricercatori hanno sviluppato 12 RNA guida per trovare siti di mutazione lungo il gene della distrofina. Tagliano il DNA in questi luoghi e, così facendo, indirizzano il macchinario cellulare a saltare le sequenze proteiche difettose. Una volta che il gene è stato modificato con successo, si inizia a costruire la proteina distrofina funzionale, migliorando la funzione del tessuto muscolare.
“Abbiamo trovato che la correzione di meno della metà dei cardiomiociti (cellule muscolari del cuore) era sufficiente per salvare la funzione cardiaca a livelli quasi-normali nel tessuto cardiaco umano-ingegnerizzato,” ha detto il Dr.Chengzu Long, autore principale dello studio e assistente professore di medicina presso la New York University Langone Health.
Questo metodo a taglio singolo è un’ lternativa efficace allo sviluppo di un trattamento molecolare separato per ciascuna delle mutazioni geniche che causano DMD, e potrebbe potenzialmente essere utilizzato per correggere altre mutazioni del singolo gene come la fibrosi cistica o l’anemia falciforme.
“Non solo abbiamo trovato un modo pratico di trattare molte mutazioni, ma abbiamo sviluppato un metodo meno invasivo che ignora il DNA difettoso invece di eliminarlo,” ha detto il Dr. Rhonda Bassel-Duby, co-autore dello studio e professore di biologia molecolare presso la UT Southwestern. “Il genoma è altamente strutturato e non si intende rimuovere DNA potenzialmente importante.”
Ha aggiunto che mentre l’editing singolo taglio può essere utile per il trattamento di altre malattie single-gene, i geni coinvolti devono essere ancora in grado di funzionare dopo la rimozione di determinate sequenze di DNA o RNA .
Prima di tessere lodi eccessivamente rumorose sul CRISPR o di iniziare a fare affidamento su di esso per curare tutti i nostri disturbi, tuttavia, dobbiamo tenere a mente che tale strumento è di origine ancora troppo recente, e non sappiamo davvero quali risultati a lungo termine o effetti collaterali successivi potrebbero essere generati dal suo utilizzo. Infatti, non siamo nemmeno sicuri che nella sua forma attuale funzionerà sempre sugli esseri umani; uno studio recente ha scoperto che alcune persone possono essere “immuni” al CRISPR, in quanto una risposta immunitaria adattativa può essere attivata in persone che sono state esposte ai batteri utilizzati per ingegnerizzare le proteine CRISPR.
Sperimentazioni cliniche che utilizzano CRISPR per curare i disturbi del sangue e la malattia falciforme negli esseri umani sono destinati ad iniziare quest’anno negli Stati Uniti. In Cina, dove CRISPR viene utilizzato per curare il cancro e l’HIV, sono già iniziati i test umani. Non sono ancora stati pubblicati studi peer-reviewed da queste ricerche, ma i medici affermano che lo strumento è riuscito a migliorare le condizioni di alcuni pazienti.
Il laboratorio del Dr.Olson continuerà a testare il suo metodo DMD per gli effetti collaterali e cercherà anche modi per migliorare la precisione degli RNA guida. Il lavoro del team ha portato alla creazione della società biotech Exonics Therapeutics, che ha adottato la tecnologia della UT Southwestern e sta lavorando per ottimizzare l’approccio ed estenderlo ad altre malattie neuromuscolari.
“Questo è un grande progresso,” ha detto il Dr.Bassel-Duby. “Sono state proposte molte terapie diverse, ma questa è una vera speranza di estendere e migliorare la qualità della vita dei pazienti “.
Ecco un video di SingularityHub che spiega in dettaglio il gene editing:
Tradotto in Italiano. Articolo originale: Singularity
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