CRISPR, l’editing per modificare il genoma, potrebbe essere obsoleto

CRISPR, è un intervento di precisione che consente la correzione mirata di una sequenza di DNA. Uno strumento straordinariamente potente di modifica del genoma, inventato nel 2012. Ma, si sono riscontrati dei problemi, che rendono il sistema ancora maldestro. La modifica, a volte, cambia geni che non dovrebbe, e modifica entrambi i filamenti della doppia elica del DNA. Questo, lascia alla cellula ripulire il disordine, il che porta a carenze che ne limitano l’uso nella ricerca, per i rischi della sicurezza in medicina.

Il chimico George Church, pioniere del CRISPR presso l’Università di Harvard, a proposito del nuovo studio, che promette di aggirare alcuni difetti di CRISPR, afferma: “È un enorme passo nella giusta direzione”. Questo nuovo strumento, chiamato “prime editing“, potrebbe consentire di inserire o eliminare sequenze al genoma con meno danni collaterali. “I redattori prime editing, offrono una maggiore precisione di modifica”, afferma David Liu, chimico del Broad Institute di Cambridge, il cui laboratorio ha guidato il nuovo studio.

Liu, e i suoi colleghi hanno testato le variazioni dei loro redattori principali su diverse cellule umane e di topo, eseguendo più di 175 diverse modifiche. Come prova di principio, hanno corretto le mutazioni che causano l’anemia falciforme e la malattia di Tay-Sachs, che i precedenti sistemi di modifica del genoma non erano in grado di risolvere o che avevano fatto in modo inefficiente. Le modifiche si sono verificate in un’alta percentuale di celle e hanno causato relativamente poche modifiche fuori target. Nel suo documento, il team afferma che la tecnologia, in linea di principio può correggere circa l’89% delle varianti genetiche patologiche umane conosciute.

Si riuscirà a riparare le mutazioni che causano le malattie?

La maggior parte dei sistemi CRISPR si basa su un complesso molecolare che accoppia un RNA guida, con l’enzima Cas9, tagliando i filamenti di DNA. Durante gli sforzi della cellula per ripararsi, si possono introdurre o eliminare i nucleotidi. I ricercatori traggono vantaggio dalla riparazione mal riuscita, per eliminare i geni che causano una malattia. Ma, le rotture a doppio filamento sono “vandalismo del genoma”, afferma Church. Mentre la cellula tenta di riparare la rottura, introduce inserimenti ed eliminazioni, creando mutazioni indesiderate. Il lavoro precedente di Liu, l’editing di base, non taglia il DNA ma utilizza, invece .l’apparato di targeting CRISPR per trasferire un enzima aggiuntivo in una sequenza desiderata.

Ma il metodo ha dei limiti, e anche questo spesso introduce mutazioni fuori bersaglio. Il prime editing evita le carenze che hanno le due tecniche, modificando pesantemente la proteina Cas9 e l’RNA guida. Il Cas9 alterato “taglia” solo un singolo filo della doppia elica, invece di tagliare entrambi. La nuova guida, chiamata pegRNA, contiene un modello di RNA per una nuova sequenza di DNA, da aggiungere al genoma nella posizione target.  Fyodor Urnov, direttore scientifico dell’Innovative Genomics Institute di Berkeley, California, ha dichiarato: ”Il prime editing, può diventare il modo in cui le mutazioni che causano la malattia vengono riparate”. Ma, aggiunge: “E’ troppo presto per esserne sicuro. La tecnica è stata sperimentata solo quest’anno”.