(CRISPR-Immagine Credit Martin Steinthaler/Getty).
È tempo di prova per il cugino di CRISPR.
Uno studio clinico che ha recentemente trattato il suo primo partecipante verificherà se l’editing di base, un metodo di modifica del genoma correlato al sistema CRISPR-Cas9, può essere utilizzato in sicurezza per apportare modifiche precise di una sola lettera a una sequenza di DNA in un sistema di regolazione del colesterolo senza prima rompere entrambi i filamenti di DNA, come farebbe CRISPR-Cas9.
Questo studio sarà seguito da un altro studio di modifica di base, previsto per il trattamento del suo primo partecipante entro la fine dell’anno, che mirerà al trattamento dell’anemia falciforme, una malattia genetica del sangue.
Entrambi i test dovrebbero riportare i risultati nel 2023 e ulteriori trattamenti di editing di base si stanno facendo strada verso le sperimentazioni cliniche. “È molto emozionante che inizino i primi studi clinici, con CRISPR-Cas9 e ora anche con l’editing di base”, afferma Gerald Schwank, che studia l’uso dell’editing del genoma per il trattamento delle malattie all’Università di Zurigo, in Svizzera. “Abbiamo molto da imparare”, dicono gli autori.
Nell’editing del genoma CRISPR-Cas9, l’enzima Cas9 rompe entrambi i filamenti di DNA nel sito che deve essere modificato. I processi di riparazione del DNA della cellula devono ricucire i fili, ma a volte commettono errori. Ciò significa che ad ogni modifica sono possibili una serie di modifiche alla sequenza del DNA.
L’editing di base, al contrario, evita di tagliare entrambi i filamenti del DNA accoppiando una proteina Cas9 che taglia solo un filamento di DNA, piuttosto che entrambi, a un altro enzima che converte chimicamente una lettera di DNA in un’altra. Il Cas9 dirige l’enzima di modifica delle basi nella giusta posizione nel genoma; l’altro enzima agisce quindi su quel sito, producendo idealmente solo una modifica.
Questo livello di precisione ha stimolato la speranza che la tecnica possa fornire terapie più sicure e controllabili per le malattie genetiche di quanto sia possibile con CRISPR-Cas9. Da quando è stato sviluppato per la prima volta l’editing di base, nel 2016, più editor di base sono stati progettati per alterare il DNA in modi diversi, con una maggiore efficienza e minori possibilità di introdurre cambiamenti genetici indesiderati.
Abbassare il colesterolo
Lo studio annunciato questa settimana utilizzerà un editor di base per convertire una base di adenina (A) in una base di guanina (G) nel DNA che codifica per una proteina chiamata PCSK9, un regolatore chiave dei livelli di colesterolo nel sangue. L’approccio, sviluppato da Verve Therapeutics a Cambridge, Massachusetts, mira a ridurre la quantità di PCSK9 funzionale nelle persone con una condizione chiamata ipercolesterolemia familiare eterozigote, che causa colesterolo alto e può portare a malattie cardiache. È stato dimostrato che la disabilitazione di PCSK9 riduce i livelli di colesterolo e riduce il rischio di malattie cardiache e diverse terapie già sul mercato riducono l’attività di PCSK9.
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“Questa strategia potrebbe essere molto promettente”, afferma Piter Bosma, che studia le malattie del fegato presso i centri medici dell’Università di Amsterdam. Bosma riferisce i risultati preclinici sui macachi (Macaca fascicularis) pubblicati lo scorso anno, che hanno dimostrato che il trattamento ha ridotto i livelli ematici di PCSK9 dell’81% e ha abbassato i livelli di colesterolo nel sangue senza apparenti effetti collaterali dannosi. Anche un altro studio condotto da Schwank e colleghi sui macachi ha scoperto che il trattamento era sicuro.
Sebbene cautamente ottimisti, i ricercatori cercheranno di vedere se il trattamento introduce cambiamenti genetici fuori bersaglio. Il rischio di questi effetti collaterali potrebbe essere bilanciato dal beneficio del trattamento per le persone con livelli di colesterolo gravemente alti, ma i ricercatori avranno bisogno di dati sulla sicurezza a lungo termine prima di sentirsi sicuri che il trattamento può essere utilizzato in modo più ampio. “Forse lo sapremo tra molti anni, ma non per il momento“, afferma Bosma.
La strategia dell’editing di base
Il processo Verve mira a modificare le cellule direttamente nel corpo. Il team ha racchiuso i componenti di modifica della base – RNA messaggero che codifica per l’enzima necessario per alterare il DNA e un frammento extra di RNA che dirigerà gli enzimi nella posizione corretta – in nanoparticelle lipidiche, simili a quelle utilizzate nella formulazione dell’mRNA COVID -19 vaccini. Le nanoparticelle saranno concentrate nel fegato, un sito chiave per la produzione di PCSK9.
Al contrario, il prossimo studio sulle cellule falciformi nell’anemia falciforme utilizzerà l’editing di base per alterare il DNA nelle cellule staminali del sangue che sono state rimosse dal corpo. Le cellule modificate verranno quindi reinfuse nei partecipanti. La sperimentazione sarà condotta da Beam Therapeutics, anch’essa con sede a Cambridge, che ha collaborato con Verve per sviluppare la terapia del colesterolo basata sull’edirting di base.
Altre terapie di modifica con l’editing di base sono in fase di sviluppo per il trattamento di condizioni come la leucemia; una rara condizione metabolica chiamata malattia da accumulo di glicogeno e la malattia di Stargardt, che può causare cecità. E altri approcci derivati da CRISPR vengono preparati per la loro incursione nella clinica. Sono stati scoperti enzimi Cas alternativi che possono modificare l’RNA anziché il DNA. Schwank afferma che il suo laboratorio è passato principalmente dall’editing di base a una tecnica chiamata prime editing che offre maggiore precisione: “Si sta muovendo tutto velocemente”, afferma Gerald Schwank.
Fonte: Nature
