Secondo uno studio proof-of-concept in vitro, le tecniche di editing genetico potrebbero in futuro consentire di trattare la trisomia a livello cellulare.
La sindrome di Down è causata dalla presenza di una terza copia del 21° cromosoma. La condizione si verifica in circa 1 su 700 nati vivi ed è relativamente facile da diagnosticare nelle fasi iniziali dello sviluppo. Tuttavia, non esistono trattamenti.
Ryotaro Hashizume e colleghi hanno utilizzato il sistema di editing genetico CRISPR-Cas9 per scindere il terzo cromosoma in linee cellulari trisomia 21 precedentemente generate derivate sia da cellule pluripotenti che da fibroblasti cutanei. La tecnica è in grado di identificare quale cromosoma è stato duplicato, il che è necessario per garantire che la cellula non finisca con due copie identiche dopo la rimozione, ma ne abbia invece una da ciascun genitore.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista PNAS Nexus.
I ricercatori sono stati in grado di rimuovere i cromosomi duplicati sia dalle cellule staminali pluripotenti indotte che dai fibroblasti. La soppressione della capacità di riparazione del DNA cromosomico ha aumentato il tasso di eliminazione dei cromosomi duplicati.
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Gli autori dimostrano che il salvataggio cromosomico ripristina in modo reversibile sia l’espressione genica che i fenotipi cellulari. L’approccio non è ancora pronto per l’applicazione in vivo, in parte perché la tecnica attuale può anche modificare i cromosomi trattenuti.
Spiegano gli autori:
“La trisomia 21 umana, responsabile della sindrome di Down, è la causa genetica più diffusa di deterioramento cognitivo e rimane un obiettivo chiave per la diagnosi prenatale e preimpianto. Tuttavia, la ricerca rivolta all’eliminazione dei cromosomi soprannumerari dalle cellule trisomiche è limitata. Il presente studio dimostra che la scissione di cromosomi multipli allele-specifici mediante ripetizioni palindromiche raggruppate e regolarmente intervallate Cas9 può ottenere il salvataggio della trisomia eliminando il cromosoma bersaglio dalle cellule staminali pluripotenti indotte dalla trisomia 21 umana e dai fibroblasti. A differenza delle strategie allele-non specifiche precedentemente riportate, abbiamo sviluppato un metodo completo di estrazione della sequenza bersaglio Cas9 allele-specifico (AS) che rimuove in modo efficiente il cromosoma bersaglio. L’abbattimento temporaneo dei geni di risposta al danno del DNA aumenta il tasso di perdita dei cromosomi, mentre il salvataggio cromosomico ripristina in modo reversibile le firme geniche e migliora i fenotipi cellulari. Inoltre, questa strategia si dimostra efficace nelle cellule differenziate e non in divisione. Ci aspettiamo che un approccio AS getterà le basi per interventi medici più sofisticati mirati alla trisomia 21″.
Secondo gli autori, approcci simili potrebbero in futuro essere utilizzati sui neuroni e sulle cellule gliali e costituire la base di nuovi interventi medici per le persone con sindrome di Down.
Fonte: PNAS Nexus