Arrivano innovative promettenti applicazioni della tecnica di manipolazione genetica CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) una tecnologia di editing genetico che consente di modificare il DNA di organismi viventi con precisione e efficacia che è valso il premio Nobel per la Chimica 2020 a due scienziate, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna, per il loro lavoro pionieristico proprio sulla tecnologia CRISPR-Cas9. Parliamo di un metodo di editing genetico che consente di modificare il DNA con precisione e efficacia scoperto studiando il meccanismo di difesa naturale dei batteri contro i virus ( CRISPR-Cas9) poi sviluppato, negli ultimi cinque anni, come metodo di editing genetico rivoluzionando il campo della biologia molecolare e aprendo nuove prospettive per la cura di malattie genetiche.
La tecnologia CRISPR-Cas9 funziona come una “forbice molecolare” che può tagliare il DNA in un punto specifico, consentendo di modificare il codice genetico con precisione. Questo ha permesso ai ricercatori di studiare il ruolo di specifici geni nelle malattie e di sviluppare nuove terapie geniche.
Nei mesi scorsi il meccanismo di editing del gene CRISPR è riuscito a riparare il DNA all’interno dell’organismo di bambini affetti dalla carenza congenita di alfa-1 antitripsina (AAAT), una condizione associata a una malattia rara che danneggia polmoni e fegato.
Beam Therapeutics ha effettuato il trattamento attraverso un’infusione endovenosa di nanoparticelle lipidiche, che stasportava istruzioni molecolari per correggere una singola mutazione base nel gene AAT.
Questa precisa correzione genica ha permesso alle cellule del fegato di produrre una versione sana della proteina AAT, potendo potenzialmente bloccare la progressione del danno agli organi.
I primi risultati su nove pazienti sono promettenti: i livelli sanguigni delle proteine funzionali sono aumentati, mentre la versione proteica del gene danneggiato è diminuita. Ci si attende che il trattamento possa ora prevenire un ulteriore deterioramento del polmone e del fegato.
Questo segna una pietra miliare importante per le terapie basate su CRISPR, in quanto si passa dal silenziamento genico alla vera riparazione genica. Lo studio di Beam ora punta ad elevare le dosi per verificare la migliore dose terapeutica senza effetti collaterali. Ciò apre la strada a una nuova medicina genetica che mira a correggere alla radice la malattia piuttosto che limitare i sintomi.
Ma come funziona la terapia basata su CRISPR? Si parte dalla identificazione del bersaglio, si procede poi con la selezione della sequenza di DNA da modificare. Si crea quindi un RNA guida che si lega alla sequenza bersaglio. L’enzima Cas9 taglia il DNA al punto desiderato. Una molecola speciale chiamata “Cas9” che agisce come una forbice, guidata dall’RNA nel punto esatto del DNA che deve essere riparato.
Quindi si induce la modifica desiderata nel DNA. il sistema di riparazione naturale della cellula ripara il gene, spesso sostituendolo con una versione corretta. Il gene corretto inizia a codificare per una proteina sana che soppianta progressivamente quella difettosa curando la malattia. Questo metodo preciso e mirato è meno invasivo e può offrire benefici duraturi, il che lo rende un’opzione promettente per molte malattie genetiche.
La tecnica CRISPR nella correzione dei difetti genetici offre una precisione maggiore rispetto ad altre tecnologie di editing genetico e di terapie geniche sviluppate su vettori virali. CRISPR è inoltre più efficiente rispetto ad altre tecnologie ed offre maggiore sicurezza,. Ci sono ancora preoccupazioni sulla sicurezza e sugli effetti collaterali ma la strada tracciata è quella giusta. CRISPR ha infatti rivoluzionato il campo della genetica e offre grandi promesse per il futuro della medicina e dell’agricoltura.
CRISPR ha la potenzialità per curare decine di patologie genetiche attualmente incurabili, tra cui alcuni tipi di distrofia muscolare, fibrosi cistica e malattie del sangue rispetto alle terapie geniche tradizionali più lente e complesse. CRISPR infatti accelera processi naturali di riparazione e offre una maggiore accuratezza e anche meno effetti collaterali in quanto agisce su geni specifici e dunque riduce il rischio di danni involontari ad altre parti del DNA.
Per le famiglie affette da malattie genetiche rare, questa svolta porta speranza dove prima c’era ben poco. La diagnosi precoce (lo screening neonatale esteso che potrebbe riguardare in automatico tutte le patologie per le qwuali esiste un test e una terapia efficace) combinata con opzioni terapeutiche avanzate come CRISPR, può migliorare la qualità della vita, ridurre i ricoveri ospedalieri e offrire ai pazienti la possibilità di un futuro più sano. Ora i ricercatori e i clinici stanno lavorando per espandere questa tecnologia, migliorare la sicurezza e rendere i trattamenti di editing genetico accessibili a un maggior numero di pazienti in tutto il mondo.
Sintomi come ritardi dello sviluppo, caratteristiche fisiche insolite o problemi di salute inspiegabili, devono spingere ogni genitore a consultare immediatamente uno specialista. In Italia e in Europa esiste una vasta rete di centri di riferimento regionali per la diagnosi e cura delle malattie rare.
Il successo di CRISPR nella cura di una rara malattia genetica infantile rappresenta una svolta epocale per la medicina. Ci mostra il potere della scienza di riscrivere il futuro di pazienti un tempo ritenuti incurabili. Questa svolta è solo l’inizio, poiché i ricercatori continuano a esplorare come l’editing genetico possa combattere innumerevoli malattie.
Recentemente, sono stati riportati successi promettenti nell’utilizzo di CRISPR per trattare anche altre malattie genetiche rare come l’anemia falciforme.
La terapia CRISPR può funzionare in due modi: in vitro con le cellule staminali del paziente che vengono prelevate, modificate con CRISPR e poi reinfuse e in vivo quando la terapia CRISPR viene somministrata direttamente nel corpo del paziente.
Nell’ Anemia falciforme e β-talassemia la terapia genica basata su CRISPR ha mostrato risultati incoraggianti nel trattamento di queste malattie ereditarie del sangue.
Nella ddeficienza di alfa-1 antitripsina (AATD) il farmaco sperimentale BEAM-302 ha utilizzato il base editing per correggere direttamente nel fegato la mutazione genetica alla radice della malattia.
C’è stato infine un trattamento personalizzato in vivo in un neonato affetto da una rara mutazione del metabolismo del ciclo dell’urea trattato con una terapia CRISPR personalizzata.
