Dopo la rivoluzione di CRISPR, l’RNA è il nuovo obiettivo della ricerca sull’editing. Potrebbe offrire dei vantaggi rispetto alle modifiche fatte sul DNA.
L’RNA è la molecola responsabile del trasferimento dell’informazione genetica dal DNA alle proteine. Quando si parla di editing dell’RNA, ci si riferisce a una serie di tecniche che possono modificare le sequenze di RNA dopo la trascrizione da DNA e prima della traduzione in proteina, con conseguenze sull’attività cellulare e sull’organismo. Un articolo, pubblicato su Chemical & Engineering News (C&EN), illustra come questa tecnica stia guadagnato terreno nei laboratori accademici e delle start up di tutto il mondo.
L’editing dell’RNA non è una cosa nuova: già nel 1995, i ricercatori della Ribozyme Pharmaceuticals scoprirono che gli oligonucleotidi antisenso (ASO) potevano sfruttare un enzima chiamato ADAR, presente anche negli esseri umani, per modificare i filamenti complementari di RNA all’interno delle cellule. Questo processo non era regolato e le modifiche erano inserite in modo disordinato. Un decennio più tardi, due ricercatori hanno ripreso, in maniera indipendente, l’idea di sviluppare un sistema di editing sull’RNA basato su ADAR, sperimentandolo in modelli animali e su cellule umane: entrambi i sistemi si basavano sulla naturale capacità dell’enzima di modificare una lettera del codice dell’RNA, l’adenosina, in un’altra, l’inosina. Quando l’RNA modificato viene tradotto, l’inosina viene letta come una guanosina, risultando così in una mutazione da adenosina a guanosina. Questo procedimento permetterebbe agli scienziati di fare molto, ma è limitato nella tipologia di modifiche da poter inserire. Nello stesso periodo, però, si iniziò a parlare di CRISPR e le ricerche sull’editing dell’RNA furono messe in secondo piano.
Feng Zhang, scienziato del Broad Institute dell’MIT tra gli scopritori di CRISPR, nel 2017 aveva studiato una tecnica di editing mirato all’RNA utilizzando una parte dell’enzima ADAR, un RNA guida e la proteina Cas. Nel 2018, Joshua Rosenthal, scienziato presso il Marine Biological Laboratory in Massachusetts, ha proposto a una società di investimenti un’idea per una nuova terapia basata sull’editing dell’RNA, ispirandosi ai suoi studi sul sistema nervoso dei calamari. L’idea si basava sulla riprogrammazione di ADAR, molto utilizzato dai cefalopodi per modificare le molecole di RNA, e la sua coniugazione con una molecola guida di RNA, con l’obiettivo di modificare un filamento di RNA complementare. Il funzionamento ricorda quello di CRISPR, anche se in questo caso l’RNA guida dirige la proteina Cas verso un segmento specifico del filamento di DNA. Grazie a questa proposta, Rosenthal è oggi il scientific advisor di una nuova azienda biotecnologica dedicata allo sviluppo di terapie basate sull’editing dell’RNA. Inoltre, due aziende che si occupano di CRISPR, tra cui quella cofondata da Zhang, stanno sviluppando terapie di editing su RNA che richiedono anche la proteina Cas.
L’interesse verso questa alternativa a CRISPR è notevole e, paragonando le due tecniche di editing, si può comprenderne il motivo. Innanzitutto, nell’editing dell’RNA viene utilizzata una molecola di RNA per guidare e regolare un enzima naturalmente presente nell’organismo umano (ADAR) senza avere la necessità di inserire la proteina batterica Cas, anche se sono state studiate varianti che prevedevano l’utilizzo di quest’ultima. In secondo luogo, gli RNA guida sintetizzati in laboratorio per l’editing sono sostanzialmente degli oligonucleotidi antisenso (ASO), molecole studiate da anni come strategia terapeutica per alcune patologie ereditarie. Inoltre, uno degli aspetti più discussi dell’editing del DNA con CRISPR è il fatto che la modifica genetica è definitiva, mentre gli effetti dell’editing dell’RNA sono reversibili, dato che le cellule producono continuamente nuovo RNA. Non essendo permanente, l’editing dell’RNA potrebbe essere valutato anche per il trattamento di condizioni temporanee, ad esempio dolore o infiammazioni. Infine, potrebbe essere più semplice arrivare all’applicazione terapeutica, dato che ADAR è già presente nelle cellule umane e quello che serve è solo un RNA guida che gli dica dove andare ad agire.
Se le tecniche di editing studiate da Rosenthal funzionassero efficacemente negli esseri umani, potrebbero essere utilizzati per curare ripetutamente le malattie genetiche senza affrontare i rischi a lungo termine associati a CRISPR, oltre a evitare di inserire mutazioni permanenti non previste sul DNA. Essendo di grande interesse, vari gruppi di ricerca stanno cercando di migliorare la tecnica, ad esempio semplificando il meccanismo di trasporto delle componenti all’interno della cellula. Recentemente, una ricerca dell’University of California ha messo in pratica l’editing dell’RNA in modelli murini per due patologie genetiche, la distrofia muscolare di Duchenne e il deficit da ornitina transcarbamilasi, andando a correggere le mutazioni responsabili sull’RNA. Se tutto ciò portasse ai risultassi sperati, la corsa all’editing si dividerebbe in due percorsi diversi, ma paralleli. Prepariamoci a nuove sorprese.
