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eliminato da topi con farmaci ed editing DNA

Che la collaborazione sia essenziale in sanità è evidente. Da oggi possiamo dire che lo è anche in tema di ricerca, come ha dimostrato una maxi-collaborazione che ha coinvolto virologi, immunologi, biologi molecolari, farmacologi ed esperti del settore farmaceutico, con un articolo pubblicato su Nature Communications. Del nutrito gruppo degli autori fanno parte anche tre italiani: Pietro Mancuso, Pasquale Ferrante e Martina Donadoni.

Si tratta di una “scoperta rivoluzionaria“: per la prima volta il virus dell’Aids è stato eliminato dal DNA del modello animale (topi geneticamente modificati, resi suscettibili all’Hiv), grazie ad una terapia combinata che utilizza sia farmaci antiretrovirali a lunga durata d’azione sia una tecnologia di editing genetico, basata sulle “forbici molecolari” Crispr-Cas9.

I risultati sono “innovativi”: ad oggi, pur riuscendo a tenere sotto controllo l’infezione da Hiv con i farmaci antiretrovirali, la cura della malattia (guarigione in via definitiva) non è possibile.  Sospendendo i medicinali, il virus torna infatti a replicarsi. Il fenomeno è legato al fatto che l’Hiv, quando attacca i linfociti T, integra il suo genoma in quello della cellula bersaglio e quindi di fatto resta vivo. Dormiente, ma purtroppo pronto a risvegliarsi.   

Il grande messaggio è che per curare l’infezione da HIV servono sia Crispr-Cas9 sia la terapia antiretrovirale a lento rilascio e lunga durata d’azione, la cosiddetta “Laser Art” (Long-acting slow-effective release Antiretroviral therapy)in combinazione.  Il progresso farmacologico ha prodotto la Laser Art permettendo di modificare la struttura chimica degli antiretrovirali tradizionali (Art), ‘impacchettando’ i principi attivi in nanocristalli, strutture-serbatoio, che si distribuiscono nei tessuti in cui l’HIV si è insinuato e vengono rilasciati lentamente, per settimane.

In questo modo non solo l’intervallo fra una somministrazione e l’altra si allunga, ma si crea una situazione in cui la replicazione virale resta soppressa per un periodo di tempo sufficiente ad intervenire con le forbici molecolari, che tagliano via l’HIV dal DNA delle cellule immunitarie infettate. Se si usassero solo queste, o solo gli antiretrovirali, nei topi contagiati dal HIV il virus resterebbe rilevabile. La via sembra tracciata.

Lo studio è basato su un totale di 13 roditori che, in 2 trial separati, hanno ricevuto il doppio trattamento: terapia antiretrovirale a lunga durata d’azione (per sopprimere la replicazione del virus) ed il ‘taglia-incolla’ del DNA che fisicamente estirpa l’HIV dal genoma del topo. Più di un terzo (cinque) non ha mostrato segni di infezione per settimane dopo la terapia. Un risultato che, secondo i ricercatori, segna “un passo avanti cruciale verso lo sviluppo di una possibile cura per l’infezione da HIV nell’uomo”.

Dopo l’exploit degli ultimi anni, è forte la convinzione che questo trattamento combinato, potenzialmente, possa funzionare anche nell’uomo, sul quale però i trial clinici “inizieranno non appena ci sarà il via libera della Food and Drug Administration”. La tecnica delle “forbici molecolari” è oggi largamente studiata e conosciuta, ma recentemente è stato segnalato che non è esente da problemi, potrebbero essere meno precise di quanto si pensi.

Il Crispr/Cas9 è uno dei più recenti strumenti di editing genetico: è un  “taglia e incolla” che permette di introdurre nel genoma modifiche ad hoc rappresentando una promettente strategia terapeutica  per malattie come HIV, il cancro o l’anemia falciforme. Non mancano però problemi: i risultati di uno studio, pubblicati su Nature Biotechnology, hanno segnalato delle implicazioni sul fronte della sicurezza di eventuali future terapie geniche basate sulla tecnica, poiché  un danno imprevisto potrebbe portare a cambiamenti pericolosi in alcune cellule. Per esempio potrebbero portare all’accensione o allo spegnimento di geni importanti (repressione/de-repressione genica).

Questo editing può addirittura causare, alle cellule, un danno genetico più grave di quanto ipotizzato finora. Conducendo un’analisi sistematica completa, sia sulle cellule di topo che su quelle umane, gli autori hanno constatato  che il Crispr/Cas9 può causare mutazioni estese, agendo ad una distanza maggiore dal punto focalizzato come DNA bersaglio delle forbici molecolari. Azioni “lesive” troppo lontane dal sito target, per essere viste con i metodi di genotipizzazione standard.

Molte delle cellule presentavano ampi riarrangiamenti genetici, come delezioni e inserzioni del Dna. Qualcosa di inaspettato accade con la tecnica Crispr/Cas9. E’ importante che chi usa questa tecnologia, per la terapia genica, proceda con cautela e si impegni molto attentamente nella verifica di possibili effetti dannosi. Il lavoro pubblicato potrebbe avere conseguenze sia sul come viene utilizzata la tecnica a livello terapeutico, sia sull’opportunità di reindirizzare l’interesse degli scienziati verso alternative a questo metodo di editing genetico.  

Anche se la premessa della laser art è sicuramente affascinante, serve cautela, associata a test specifici, prima di usare la tecnica di gene editing in terapie nell’uomo.

BIBLIOWEB:

Dash P.K., Kalili K., Gendelman H., et Al. – Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice – Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2753 (2019) https://www.nature.com/articles/s41467-019-10366-y
Kosicki, M., Tomberg, K. & Bradley, A. – Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements .- Nature Biotechnol. http://doi.org/10.1038/nbt.4192 (2018). https://www.sanger.ac.uk/news/view/genome-damage-crisprcas9-gene-editing-higher-thought
Le “forbici genomiche”: la tecnica CRISPR http://newmicro.altervista.org/?p=3209
Rapid risk assessment: Risk related to the use of ‘do-it-yourself’ CRISPR-associated gene engineering kit contaminated with pathogenic bacteria https://ecdc.europa.eu/en/publications-data/rapid-risk-assessment-risk-related-use-do-it-yourself-crispr-associated-gene
Apprendisti stregoni crescono: la ricerca genetica che fa paura http://amicimedlab.altervista.org/?p=7282