Editing genomico

Editing genomico: che cos'è e a cosa serve? Sarà la terapia del futuro?

L’editing genomico è una tecnologia altamente innovativa che funziona come un “correttore di bozze” del DNA: interviene in maniera precisa per trovare e correggere gli errori genetici all’interno dell’intero genoma. Molti considerano l’editing genomico come la terapia genica del futuro, visto che permetterebbe di correggere un gene difettoso direttamente là dove si trova senza doverne fornire una copia sana dall’esterno.

Una tecnica da Nobel: CRISPR

La vera rivoluzione in questo campo è arrivata nel 2012 con la scoperta del sistema Crispr-Cas9, che ha messo in secondo piano i sistemi di editing denominati nucleasi a dita zinco (zinc-finger nucleases), meganucleasi e TALEN che erano stati utilizzati fino ad allora dai ricercatori di tutto il mondo. CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, espressione traducibile in italiano con brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari) ha dimostrato, fin da subito, una potenzialità e una versatilità fino a poco prima inimmaginabili: qualunque tipo di cellula vegetale, animale, inclusa quella umana, può essere modificata geneticamente e la correzione può avvenire anche per un singolo errore, e ovunque nel genoma. Inoltre, questa tecnica è facile da utilizzare, veloce ed economica, tutti fattori che contribuiscono ad ampliarne le potenzialità in ambito terapeutico. Una rivoluzione che ha premiato le sue scopritrici e autrici dell'ormai famoso studio pubblicato su Science nel 2012 - Emmanuelle Charpentier, Direttrice del Max Planck Unit for the Science of Pathogens a Berlino, e Jennifer A. Doudna, Professoressa all’University of California (Berkeley) - a vincere il Premio Nobel per la Chimica 2020 per lo “sviluppo di un metodo di editing genomico” basato su CRISPR.

CRISPR è l’acronimo di “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”, ovvero sequenze geniche che si ripetono a intervalli regolari. A CRISPR sono associati i geni Cas ("CRISPR associated", da cui deriva "Crispr-Cas9") che codificano enzimi capaci di tagliare il DNA. Il DNA non viene tagliato in modo casuale, ma in un punto preciso grazie alla presenza di un RNA guida.

Questo sistema è stato originariamente scoperto nei batteri, nei quali agisce come arma di difesa contro i virus - un po' come il sistema immunitario umano - e funziona in maniera molto semplice ma con grande efficienza. Il sistema CRISPR si basa sulla combinazione di due elementi: un enzima Cas e un RNA guida che si appaia al DNA del virus per indicare a Cas il punto in cui tagliare. Come nel caso della terapia genica, anche la strategia di editing basata su CRISPR può essere somministrata in vivo (direttamente nell'organismo) o ex vivo (all'esterno, su cellule vive prelevate dell'organismo).

Ad oggi la ricerca nell’ambito dell’editing genomico spazia dalle malattie genetiche, in particolar modo quelle rare (come la distrofia muscolare di Duchenne, la beta-talassemia e la fibrosi cistica), ai tumori, passando per le malattie neurologiche (Alzheimer e Parkinson), fino alle malattie infettive (HIV). L’utilizzo di CRISPR è inoltre in studio nel campo degli xenotrapianti, in particolare degli organi suini, per la terapia di malattie umane.

TEST OPEN DIV

Neuroni con placche amiloidi

Un recente studio mostra la possibilità di utilizzare l’editing genomico per prendere di mira una delle mutazioni associate all'insorgenza precoce della patologia di Alzheimer 

Pochi giorni fa è ricorso il decimo anniversario della pubblicazione del famoso studio che ha avviato la “rivoluzione CRISPR” e che è valso a Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier il Premio Nobel 2020 per la chimica. Nel mondo dello sviluppo di nuove strategie terapeutiche 10 anni non sono molti, ma le terapie basate su CRISPR hanno fatto passi da gigante. Uno di questi passi ha portato alla recente pubblicazione, su Molecular Therapy Nucleic Acids, di uno studio che delinea interessanti prospettive terapeutiche per il trattamento dell’Alzheimer familiare. I ricercatori dell’Università di Uppsala (Svezia) hanno mostrato che il sistema Crispr-Cas9 sarebbe in grado di interrompere selettivamente un allele mutante riducendo così l’accumulo di depositi di beta-amiloide extracellulare che, insieme alla proteina tau, sono responsabili dei sintomi clinici della patologia.

CRISPR

Al Congresso dell’European Hematology Association (EHA) sono stati presentati gli ultimi dati degli studi clinici per alcune forme di tumore del sangue, l’anemia falciforme e la beta-talassemia

Il Congresso dell’European Hematology Association è un evento sempre molto atteso poiché raduna ricercatori, clinici e aziende da tutto il mondo per fare il punto sugli ultimi progressi della ricerca in campo ematologico, sui nuovi approcci all'avanguardia e sui traguardi raggiunti sul fronte della diagnosi e delle terapie. Quest’anno il Congresso (EHA2022), che si è svolto a Vienna tra il 9 e il 17 giugno,  ha portato sotto i riflettori gli importanti risultati ottenuti sul fronte dello sviluppo clinico di nuovi trattamenti basati sulle tecniche di editing del genoma. Di particolare interesse gli ultimi dati presentati dalla Biotech Caribou Biosciences, per quel che riguarda una CAR-T allogenica contro il linfoma non Hodgkin, e quelli di CRISPR Therapeutics e Vertex per altre forme di tumori del sangue ma anche malattie ematologiche come l’anemia falciforme e la beta-talassemia.

epi-editing

Gli ultimi risultati dell’Istituto SR-Tiget di Milano dimostrano il grande potenziale degli editor che non modificano le sequenze del DNA ma soltanto l’intensità della loro espressione 

Immaginate le manopole di uno stereo, meglio ancora le leve sul pannello di controllo di un mixer audio. Per un’esecuzione ottimale della colonna sonora alcune frequenze devono sentirsi forte, altre piano. Il lavoro che fanno i tecnici del suono assomiglia a quello degli editor dell’epigenoma, che sciolgono o stringono le spire del DNA per rendere questo o quel tratto più o meno attivo, perché più o meno accessibile al macchinario di trascrizione cellulare. Questo approccio flessibile potrebbe superare alcuni dei limiti dell’editing genetico classico, riducendo i rischi di effetti indesiderati e allargando il ventaglio delle malattie trattabili. Una speranza in questo senso viene dagli esperimenti per il controllo del colesterolo del gruppo di Angelo Lombardo, responsabile del gruppo di ricerca in Regolazione Epigenetica e Modificazione Mirata del Genoma presso l’Istituto San Raffaele Telethon per la Terapia Genica (SR-Tiget), illustrati a Washington a maggio.

Alia Therapeutics

Fondata nel 2018, Alia Therapeutics è la prima start up italiana attiva nello sviluppo di tecnologie di editing genomico che mirano a trattare gravi malattie genetiche ad oggi incurabili

In latino ‘alia’ è un avverbio di luogo, indeclinabile, che significa ‘in un altro luogo’, ‘attraverso un’altra via’. Come suggerisce l’etimologia del nome, Alia Therapeutics - start up italiana incubata all’interno del CIBIO, Dipartimento di biotecnologie dell’Università di Trento – nei suoi primi anni di vita ha già dimostrato la natura rivoluzionaria del suo approccio terapeutico basato sul sistema di editing genomico CRISPR e di essere un’eccellenza a livello internazionale. Anna Cereseto e Antonio Casini, entrambi fondatori di Alia Therapeutics, hanno raccontato a Osservatorio Terapie Avanzate la mission della start-up italiana, le piattaforme tecnologiche ideate e brevettate, e gli ambiziosi obiettivi per il futuro: arrivare quanto prima al paziente.

Occhio

Si tratta del primo paziente pediatrico, affetto dalla rara forma di cecità congenita, a cui è stata somministrata una terapia sperimentale basata sull’editing genomico in vivo 

EDIT-101, terapia sperimentale basata su CRISPR per il trattamento dell’amaurosi congenita di Leber-10 (LCA10), è stata somministrata per la prima volta a un paziente pediatrico. La tecnica di editing genomico per trattare la LCA10 aveva già ottenuto un primato: nel 2020, infatti, CRISPR è stata utilizzata per la prima volta in vivo in un essere umano proprio per questo scopo. Con il termine amaurosi congenita di Leber si definisce un insieme di malattie ereditarie progressive che colpiscono la vista fin dai primi mesi di vita. Sono riconducibili a diverse mutazioni genetiche che colpiscono i fotorecettori, cioè le cellule responsabili della percezione della luce, e la forma più comune è proprio la LCA10, che colpisce il 20-30% dei pazienti con diagnosi di Leber. 

Raffaella Di Micco

Dott.ssa Raffaella Di Micco: “Il nostro approccio agisce direttamente sul tumore dal momento che abbiamo cercato di renderlo di nuovo visibile al sistema immunitario”

L’origine della parola “neoplasia” (dal greco neos-, nuovo, e -plasis, formazione) si rifà al modo in cui un organismo cresce, aumentando il numero delle sue cellule; quando tale crescita prende un ritmo troppo sostenuto, diventando di fatto incontrollata, si parla di neoplasia, cioè di una nuova forma di crescita, non fisiologica. Come nel caso della leucemia mieloide acuta (LMA), un tumore che è facilmente in grado di sviluppare resistenza alle terapie, inclusa la capacità di sfuggire alle difese del sistema immunitario dopo trapianto di midollo osseo. Fortunatamente, i ricercatori dell’Ospedale San Raffaele di Milano hanno identificato un modo per restituire il vantaggio alle cellule immunitarie. La loro ricerca è descritta nell’articolo recentemente pubblicato su Cancer Discovery, la prestigiosa rivista dell’American Association for Cancer Research.

Con il contributo incondizionato di

Website by Digitest.net



Questo sito utilizza cookies per il suo funzionamento Maggiori informazioni