In un nuovo esperimento, gli scienziati hanno eseguito con successo l’editing genico in vivo.
Una ricerca innovativa condotta da Amy Wagers presso l’Università di Harvard ha scoperto che il carico di modifica genetica può essere consegnato direttamente alle cellule staminali mentre si trovano nel loro complesso ambiente nativo, piuttosto che in una capsula di Petri.
Lo studio ha importanti implicazioni per la ricerca biomedica e gli sforzi per sviluppare terapie per le malattie genetiche.
“Se si desidera modificare un genoma per correggere una mutazione genetica che causa la malattia, è necessario modificarlo nelle cellule staminali pertinenti. Se non si cambiano le cellule staminali, qualsiasi cellula che si risolve può essere sostituita con cellule malate abbastanza rapidamente. Se aggiusti le cellule staminali, si creeranno cellule sane che possono infine sostituire le cellule malate”, dice Amy Wagers, autore Senior dello studio.
Tuttavia, “riparare” le cellule staminali è difficile. Attualmente, consiste nell’estrarre le cellule, mantenerle in vita, modificarle geneticamente e poi trapiantarle nuovamente nel corpo, il che è di per sé distruttivo per le cellule.
Ogni tipo di cellula staminale risiede nella sua area ben protetta come il midollo osseo che è nutrito e sostenuto. Prendere le cellule staminali da questo complesso ambiente significa che le cellule “rischiano di andare in stato di shock”, spiega Wagers. “Queste cellule distrutte potrebbero non riuscire a innestarsi o essere rigettate una volta trapiantate nel corpo di un paziente“, spiega Wagers.
Per il presente studio, Wagers e il suo team hanno utilizzato un virus adeno-associato (AAV) che infetta le cellule umane (e di topo), per fornire il macchinario di modifica genetica alla pelle, al sangue e alle cellule staminali e progenitrici dei topi.
L’anno scorso, lo scienziato cinese He Jiankui ha causato enormi polemiche usando irresponsabilmente lo strumento CRISPR / Cas9 per modificare il gene CCR5 in un embrione umano, in quello che ha detto è stato un tentativo di conferire resistenza per tutta la vita all’HIV.
Vedi anche,Editing genetico utilizzato per la prima volta su un paziente.
He Jiankui ha scatenato l’indignazione in tutto il mondo, con la Cina che ha vietato qualsiasi ulteriore esperimento di modifica genetica da parte di He e ha citato una grave violazione dell’etica medica, della legge e del consenso scientifico.
Alcuni genetisti approvano la modifica dei geni negli esseri umani, credendo che l’attenzione dovrebbe essere sul rapporto rischio-beneficio, ma questo atteggiamento riguarda gli scienziati che si preoccupano della precisione di CRISPR e del fatto che i geni modificati vengono tramandati di generazione in generazione, potenzialmente interessando l’insieme del pool genetico umano. Questa è la ragione principale per cui gli scienziati per lo più evitano di usare questa tecnologia sugli umani.
Consegna di carichi di modifica genetica alle cellule bersaglio
Per verificare se il macchinario di modifica genica è stato consegnato con successo alle cellule staminali dei topi, Wagers e il team hanno usato topi con un gene “reporter” che è normalmente silenziato, ma attivato una volta che si verifica l’editing del gene. Il team sapeva di poter verificare se il gene reporter era stato attivato, perché le cellule attivate diventavano rosse fluorescenti.
Il primo autore dello studio, Jill Goldstein, afferma che la ricerca è stata una vera collaborazione tra laboratori specializzati in diversi organi.
“Abbiamo creato esperimenti nei nostri organi di interesse, li abbiamo analizzati, confrontato le note e apportato modifiche in una sorta di catena di montaggio scientifica. Nessuno di noi avrebbe potuto farlo da solo, ci sono volute molte mani”.
Come riportato nella rivista Cell Reports, Wagers e il suo team hanno scoperto che fino al 60% delle cellule staminali nel muscolo scheletrico diventava rosso fluorescente, fino al 27% delle cellule staminali della pelle diventavano rosse e fino al 38% delle cellule staminali nel midollo osseo trasformato diventavano rosse.
“Il nostro studio dimostra che possiamo modificare in modo permanente il genoma delle cellule staminali, e quindi le loro progenie, nella loro normale nicchia anatomica. C’è un grande potenziale per portare avanti questo approccio e sviluppare terapie più durature per diverse forme di malattie genetiche. Ciò include diverse forme di distrofia muscolare, in cui la rigenerazione dei tessuti è un fattore così importante“.
Vedremo presto questo tipo di terapia genica in un contesto clinico?
Fornire terapie genetiche in organismi viventi ha finora presentato una sfida per le aziende biotecnologiche che cercano di sviluppare trattamenti per le malattie genetiche.
Wagers afferma che il nuovo approccio è una risorsa davvero importante per la comunità scientifica per due motivi. In primo luogo, l’approccio AAV cambia il modo in cui le cellule staminali vengono studiate nel corpo, con i ricercatori in grado di esplorare il significato di vari geni per le cellule staminali nel loro ambiente nativo, molto più rapidamente di quanto in precedenza possibile.
In secondo luogo, la ricerca rappresenta un passo importante verso lo sviluppo di terapie geniche efficaci; ignora tutti i problemi che insorgono quando le cellule staminali vengono estratte da un corpo, consentendo agli scienziati di correggere un genoma in modo permanente.
“Gli AAV sono già in uso nella clinica per la terapia genica, quindi le cose potrebbero iniziare a muoversi molto velocemente in quest’area”, dice Amy Wagers.
