Immagine: aggregati tossici di proteina huntingtina nel cervello di topi modello della malattia di Huntington, scompaiono dopo il trattamento con l’editing genetico CRISPR/Cas9. Credit.: Journal of Clinical Investigation.
I ricercatori hanno utilizzato l’ editing genetico CRISPR / Cas9, consegnato da un vettore virale, per tagliare una parte di un gene che produce aggregati di proteine tossiche nel cervello di modelli murini della malattia di Huntington. Dopo alcune settimane dall’applicazione del vettore, le proteine aggregate erano quasi completamente scomparse e le capacità motorie dei topi erano migliorate.
“I risultati dello studio, pubblicati il 18 giugno 2017 nel Journal of Clinical Investigation, aprono la strada ad un nuovo trattamento della malattia di Huntington e altre malattie neurodegenerative ereditarie” dice l’autore senior dello studio Xiao-Jiang Li, illustre professore di genetica umana alla Emory University School of Medicine.
La malattia di Huntington è causata da un gene che codifica per una proteina tossica (huntingtina mutata o mHtt) che induce le cellule cerebrali a morire. I sintomi compaiono generalmente a metà della vita e comprendono movimenti incontrollati, problemi di equilibrio, sbalzi d’umore e declino cognitivo.
Propagandato ampiamente per il suo potenziale, l’editing genetico CRISPR / Cas9 non era mai stato usato prima di questa ricerca per trattare qualsiasi malattia neurodegenerativa negli esseri umani. Diversi problemi devono essere affrontati prima del suo uso, come ad esempio la consegna efficace e la sicurezza di armeggiare con il DNA nelle cellule cerebrali. Un simile approccio di editing genetico nei topi che ha però utilizzato una tecnologia diversa, la nucleasi a dito di zinco, è stato segnalato per la malattia di Huntington nel 2012. (Le nucleasi a dito di zinco (zinc finger) sono proteine sintetiche in grado di riconoscere e tagliare un determinato frammento di DNA).
( Vedi anche: Primo test del sangue prevede l’ insorgenza e la progressione della malattia di Huntington).
I topi utilizzati in questo studio erano stati ingegnerizzati per avere un gene umano mutante, il gene IT15 che codifica per una proteina chiamata huntingtina (HTT), responsabile della malattia di Huntington negli esseri umani. In questi topi con aggregati della proteina huntingtina, si osservavano problemi motori che si erano sviluppati intorno ai 9 mesi di età.
Per la modifica del gene, gli scienziati hanno selezionato delle sequenze e sono intervenuti con l’approccio di editing genetico CRISPR Cas9, sia sulla copia normale del gene che sulla copia modificata che guida la malattia di huntington. Questo approccio “specifico non-allele” non ha bisogno di essere personalizzato per il genoma del paziente, a differenza di altre proposte di modifica del gene della malattia di Huntington.
I ricercatori Emory hanno precedentemente dimostrato che nei topi di età superiore ai quattro mesi non è necessario il gene che codifica per la proteina huntingtina per rimanere in buona salute, suggerendo che le strategie di trattamento che mirano a spegnere entrambe le copie del gene negli esseri umani adulti potrebbero essere sicure.
A differenza del trattamento con l’editing genetico CRISPR Cas9 per la modifica del gene responsabile della malattia di Huntington, altri studi clinici hanno iniziato trattamenti che probabilmente richiederanno la somministrazione continua del farmaco per il silenziamento genico.
Affinchè CRISPR / Cas9 potesse raggiungere le cellule cerebrali, i ricercatori hanno sfruttato un veicolo di terapia genica che utilizza l’ AAV (virus adeno-associato). Gli scienziati hanno iniettato i vettori virali che trasportano CRISPR / Cas9 nella regione del cervello che controlla il movimento del corpo e la funzione motoria, di topi modello della malattia di Huntington di 9 mesi di età.
Ciò ha portato ad una “riduzione drastica” degli aggregati dell’ huntingtina mutata nello striato, tre settimane più tardi.
” Lo studio rivela la capacità delle cellule del cervello di guarire se stesse se la fonte genetica delle proteine tossiche viene rimossa”, dicono gli scienziati.
In confronto con i topi di controllo, i topi trattati con CRISPR / topi Cas9 hanno mostrato miglioramenti significativi nei test di controllo motorio, equilibrio e forza di presa
“Tuttavia, gli effetti e la sicurezza a lungo termine di questo trattamento che utilizza vettori AAV devono ancora essere rigorosamente testati prima della possibile applicazione di questo approccio ai pazienti”, dice Li.
I co-autori dell’articolo Su Yang della Emory University e Renbao Chang dell’Istituto di Genetica e Biologia dello sviluppo, Accademia Cinese delle Scienze.
Co-autori includono Zhaohui Qin, professore associato di biostatistica, Peng Jin, professore di genetica umana e Shihua Li, professore di genetica umana.
