(SLA-Immagine:gli astrociti del midollo spinale, le cellule viste in questa immagine al microscopio a fluorescenza, sono coinvolti nella progressione della SLA. Un nuovo sistema CRISPR-Cas13 mirato alla produzione di proteine mutanti in queste cellule ha migliorato i risultati per i topi con SLA. Credito: Thomas Gaj e Colin Lim).
Una singola mutazione genetica può avere conseguenze profonde, come dimostrato in malattie neurodegenerative come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) o la malattia di Huntington. Un nuovo studio condotto dai ricercatori dell’Università di Urbana-Champaign dell’Università dell’Illinois ha utilizzato una tecnica CRISPR mirata nel sistema nervoso centrale dei topi per disattivare la produzione di proteine mutanti che possono causare la SLA e la malattia di Huntington.
Piuttosto che la popolare tecnica CRISPR-Cas9 di modifica del DNA, il nuovo approccio utilizza CRISPR-Cas13, che può colpire l’mRNA, la molecola messaggera che trasporta i modelli proteici trascritti dal DNA. “Il team dell’Illinois ha sviluppato sistemi Cas13 per mirare e tagliare gli RNA che codificano per proteine mutanti che innescano la SLA e la malattia di Huntington, silenziando efficacemente i geni mutanti senza disturbare il DNA della cellula”, ha affermato il leader dello studio Thomas Gaj, Prof. di bioingegneria dell’Illinois.
Il team ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Science Advances.
“Il target dell’RNA anziché del DNA presenta alcuni vantaggi unici, incluso il fatto che, in teoria, i suoi effetti all’interno di una cellula possono essere invertiti poiché gli RNA sono molecole transitorie“, ha affermato Colin Lim, uno studente laureato che ha contribuito a condurre lo studio. “Poiché gli enzimi Cas13 prendono di mira solo l’RNA, comportano anche un rischio minimo di introdurre mutazioni fuori bersaglio permanenti nel DNA”.
I ricercatori hanno iniettato i sistemi CRISPR-Cas13 nel sistema nervoso centrale dei topi con mutazioni genetiche che causano la SLA o la malattia di Huntington. I vettori di virus adeno-associati trasportavano i sistemi di target dell’RNA alle cellule. “Questi vettori sono un veicolo promettente per la terapia genica, in parte grazie alla loro capacità di entrare nelle cellule del midollo spinale e del cervello”, ha detto Gaj.
I ricercatori hanno scoperto che CRISPR-Cas13 riduceva efficacemente la quantità di proteina mutante presente nel sistema nervoso per entrambe le malattie, in particolare la proteina SOD1 nel midollo spinale dei topi con SLA e la proteina “huntingtin” nel cervello dei topi con malattiadiHuntington. La riduzione della proteina SOD1 mutante è anche correlata a migliori risultati terapeutici: i topi con SLA che hanno ricevuto l’iniezione di CRISPR-Cas13 hanno avuto una progressione della malattia più lenta, una migliore sopravvivenza e un tasso più lento di declino della forza di presa e delle abilità motorie rispetto ai topi che non hanno ricevuto il trattamento.
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I ricercatori hanno affermato che questo studio fornisce prove cruciali che CRISPR-Cas13 può abbattere i geni bersaglio nel sistema nervoso, un passo chiave verso lo sviluppo di terapie mirate basate sulla tecnologia. Tuttavia, hanno affermato che sono necessari ulteriori studi per capire meglio come Cas13, un enzima batterico, funziona nelle cellule dei mammiferi, in particolare se mira a sequenze di RNA non intenzionali ecse causa risposte immunitarie.
“Nei nostri esperimenti, Cas13 era generalmente specifico quanto le modalità di silenziamento genico più consolidate che abbiamo testato insieme ad esso”, ha detto Gaj. “Ma determinare esattamente quanto sia specifico, e quindi quanto sia sicuro, Cas13 nelle cellule umane, rimane una questione critica per il campo. Siamo entusiasti di esplorare il potenziale di Cas13 e di altri enzimi CRISPR che prendono di mira l’RNA. Tuttavia, la tecnologia è ancora agli inizi. È necessario rispondere a molte domande importanti sulla sua specificità e sulla sua capacità di scindere gli RNA non bersaglio, tutte aiutano a guidarne il perfezionamento e il suo utilizzo futuro”.
Fonte:Science Advances
