Le nuove frontiere del Genome editing parlano un po’ trentino

È di questi giorni l’importante notizia che un gruppo di ricerca del Cibio di Trento, guidato dalla professoressa Anna Cereseto, ha messo a punto la versione più precisa finora disponibile di un sistema di modifica del genoma noto con il nome di CRISPR-Cas9.

Ma sappiamo di cosa si tratta?

Il metodo in oggetto rientra nella sfera del Genome editing, un gruppo di tecnologie che permette ai ricercatori di modificare il DNA di un organismo. Da quando, nel 2012, Jennifer Doudna e i colleghi dell’Università di Berkeley (California) descrissero l’utilizzo in vitro di questa molecola, la comunità scientifica cerca di portarla nella pratica clinica. Questo significa che l’obiettivo finale è sempre di utilizzare queste scoperte al fine di guarire delle malattie che coinvolgono il corredo genetico.

ANNA CERESETO BISTURI GENOMICO BIOMEDICINA
ANNA CERESETO in laboratorio con i componenti del gruppo di ricerca Antonio Casini, Claudia Montagna, Gianluca Petris, Giulia Maule – FOTO DI ALESSIO COSER

Il metodo si basa su una strategia naturale messa a punto dai batteri per difendersi dalle infezioni virali, di cui essi stessi sono oggetto. Quando un batterio rileva la presenza di DNA virale all’interno della cellula, produce 2 corti RNA (acido ribonucleico, molecola che contengono le informazioni genetiche del microorganismo, presente anche nel nostro corpo), di cui uno contenente una sequenza complementare a quella del virus invasore (il cosiddetto RNA guida). I 2 frammenti formano quindi un complesso con una proteina batterica detta Cas9 appartenente alla classe enzimatica delle nucleasi, specie di “forbici molecolari” che tagliano il DNA in posizioni specifiche. Nel momento in cui la molecola di RNA guida riconosce la sequenza bersaglio nel DNA virale avviene l’attivazione di Cas9 che quindi taglia il DNA del virus, di fatto inattivandolo. L’ingegnosa arma di difesa fin qui descritta è stata quindi portata nei laboratori; in questo caso i protagonisti sono:

  • la molecola guida ad RNA, ingegnerizzata e modificata per appaiarsi alla sequenza di DNA bersaglio
  • Cas9, nella versione “naturale” oppure modificata al fine di aumentarne la precisione

Similmente a quello che avviene nelle cellule batteriche, l’RNA guida riconosce la sequenza di DNA bersaglio (come può essere quella riferita ad un gene difettoso), l’appaiamento attiva quindi il taglio.

A questo punto si aprono 2 possibili scenari:

  • il gene difettoso può essere sostituito con un altro gene funzionante, sintetizzato in laboratorio (in una sorta di sofisticato e miniaturizzato sistema “taglia e cuci”)
  • il gene difettoso può essere rimosso e il taglio quindi ricucito sfruttando i sistemi interni alla cellula

L’ostacolo maggiore all’utilizzo di questo sistema nella terapia genica è rappresentato da un tasso di errore relativamente alto; la guida a RNA, infatti, può confondere sequenze di DNA simili e dare quegli errori di taglio noti come off target.

La novità “trentina”

Ed è qui che trova spazio l’innovazione del team trentino: lavorando sulle forbici anziché sull’RNA guida i ricercatori hanno messo a punto una versione di Cas9 ben 79 volte più precisa di quella di origine batterica e 4 volte più di quelle statunitensi. É ancora troppo presto per promettere ai malati e alle loro famiglie una nuova arma contro le malattie genetiche, ma tra la comunità scientifica si respira un cauto ottimismo e della fiducia. Giuseppe Novelli, genetista e rettore dell’Università di Roma Tor Vergata, intervistato da La Repubblica auspica, riferendosi in particolare a patologie monogeniche e che interessano un solo tessuto, che l’anno in corso “vedrà i primi malati guarire grazie a questa tecnologia semplice, economica e precisa”.

Ciò che è certo è che questa scoperta mette ancora una volta in luce la qualità della ricerca italiana e la necessità di investire in questo settore, non solo per il progresso in sé ma soprattutto per i tanti malati che affidano la loro vita e le loro speranze alla scienza.


Di seguito si riportano alcuni video per approfondire l’argomento:

Animazioni esplicative sul sistema CRISPR-Cas9:

https://www.youtube.com/watch?v=2pp17E4E-O8

Un talk di J.Doudna in cui invita ad un uso saggio di questa tecnologia:

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