09/02/2024
Sono positivi i primi risultati della strategia di editing genetico basata sulla tecnica CRISPR/Cas9 – detta anche “taglia e cuci del Dna”- messa a punto dai ricercatori dell’Istituto San Raffaele-Telethon per la terapia genica (SR-Tiget) di Milano e dell’Istituto di ricerca genetica e biomedica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Irgb) per le immunodeficienze primitive dovute a difetti nel gene RAG1: lo descrive un articolo pubblicato sulla rivista Science Translational Medicine, curato dal gruppo di ricerca guidato da Anna Villa, ricercatrice dell’unità milanese del Cnr-Irgb.
Il deficit di RAG1 fa parte delle immunodeficienze combinate gravi (SCID) e dipende da mutazioni in un gene molto importante per il corretto sviluppo del sistema immunitario. RAG1 è regolato in maniera molto fine, per cui deve essere “acceso” e produrre la proteina che codifica soltanto in un breve lasso di tempo durante la vita dei linfociti T e B. In condizioni normali, RAG1 contribuisce alla produzione di entrambi i tipi di globuli bianchi: se però non funziona, ecco che queste cellule non si formano, lasciando l’organismo privo di due componenti fondamentali per difenderci dalle infezioni.
Chi nasce con un deficit di RAG1 presenta quindi fin dalla nascita un’immunodeficienza grave, con infezioni ricorrenti e potenzialmente fatali, diarrea cronica, eruzioni cutanee, ritardo della crescita: l’aspettativa di vita è limitata se non si interviene. Esistono, poi, dei casi in cui la proteina RAG1 non è del tutto assente, ma è in grado di promuovere soltanto la formazione di poche cellule: questo si traduce in un’attività sregolata del sistema immunitario, caratterizzata da autoimmunità e infiammazione cronica (sindrome di Omenn e SCID atipiche). L’unico intervento risolutivo è il trapianto di cellule staminali del sangue, a condizione che sia disponibile un donatore compatibile. Purtroppo, il fattore tempo può influire sull’efficacia del trapianto: è bene che sia eseguito nei primi mesi di vita, infatti nei casi di diagnosi tardiva il danno a carico dei diversi organi può comprometterne il successo. In Italia, inoltre, lo screening neonatale per le SCID - strumento particolarmente utile per una diagnosi precoce- non è inserito nel pannello nazionale di screening, come invece avviene negli USA e in Paesi europei come la Danimarca, la Germania, la Norvegia, l’Islanda, l’Irlanda e la Svizzera. Nel nostro Paese, infatti, solo alcune regioni o città hanno attivato progetti pilota o programmi dedicati (ad esempio in Toscana e Liguria, e nelle città di Padova e Palermo), ma resta ancora in attesa il suo inserimento nel pannello nazionale di screening.
Il team di ricerca è al lavoro da molti anni per mettere a punto strategie terapeutiche alternative per tali immunodeficienze combinate gravi. Come spiega Maria Carmina Castiello (Cnr-Irgb, SR-Tiget), prima autrice del lavoro: “L’editing genetico, su cui siamo concentrati dal 2016, consente di correggere il difetto genico lasciando RAG1 nella sua sede naturale, mantenendone una regolazione fisiologica. La correzione è stata effettuata nelle cellule staminali ematopoietiche, in grado di generare tutte le linee del sistema immunitario compresi i linfociti T e B. L’approccio di editing genetico si aggiunge alle piattaforme di terapia genica basata sui vettori di origine virale, come è stato fatto con successo in altre patologie, quali ad esempio l’ADA-SCID, o la sindrome di Wiskott-Aldrich”.
Negli anni il gruppo ha tentato diverse strategie, fino a individuare quella più promettente descritta in questo studio. Il sistema correttivo sfrutta l’ormai celebre CRISPR/Cas9, oggetto del premio Nobel per la medicina nel 2020: un enzima in grado di tagliare il DNA, associato a una sequenza di RNA che fa da guida e consente di indirizzare il taglio nel punto desiderato, cioè dove c’è la mutazione patologica. Per introdurre il sistema di “taglia e cuci” nelle cellule è stato usato il metodo dell’elettroporazione, che tramite brevi impulsi elettrici consente di aprire i pori sulla membrana delle cellule. Una volta effettuato il taglio, i ricercatori hanno fornito alla cellula la sequenza corretta con cui riparare il DNA, tramite vettori virali che non si inseriscono nel DNA cellulare, per evitare qualsiasi modifica indesiderata. La tecnica è frutto di una lunga collaborazione con il gruppo del direttore dell’SR-Tiget Luigi Naldini, e in particolare con Samuele Ferrari e Daniele Canarutto.
“Con questa strategia siamo riusciti a correggere tra il 20 e il 30 per cento delle cellule staminali bersaglio: una percentuale molto soddisfacente se consideriamo che, come è emerso in nostri studi condotti sul modello murino, basta correggerne il 5-10 per cento per ottenere un effetto terapeutico”, aggiunge Anna Villa (Cnr-Irgb, SR-Tiget). “Il prossimo passo sarà perfezionare il sistema di correzione veicolando la sequenza corretta mediante un nuovo sistema di trasporto basato su nanoparticelle, analogo a quello impiegato nei vaccini anti-COVID. Il nostro obiettivo è riuscire a trasferire questo approccio terapeutico in clinica: potenzialmente potrebbe rivelarsi un’alternativa al trapianto, sia per ovviare alla mancanza di un donatore, ma anche per limitare i rischi legati al condizionamento chemioterapico”.
Fondazione Telethon ETS - Fondazione Telethon ETS è una delle principali charity biomediche italiane, nata nel 1990 per iniziativa di un gruppo di pazienti affetti da distrofia muscolare. La sua missione è di arrivare alla cura delle malattie genetiche rare grazie a una ricerca scientifica di eccellenza, selezionata secondo le migliori prassi condivise a livello internazionale. Attraverso un metodo unico nel panorama italiano, segue l’intera “filiera della ricerca” occupandosi della raccolta fondi, della selezione e del finanziamento dei progetti e dell’attività stessa di ricerca portata avanti nei centri e nei laboratori della Fondazione. Telethon inoltre sviluppa collaborazioni con istituzioni sanitarie pubbliche e industrie farmaceutiche per tradurre i risultati della ricerca in terapie accessibili ai pazienti. Dalla sua fondazione ha investito in ricerca 660,3 milioni di euro, ha finanziato 2.960 progetti con 1.720 ricercatori coinvolti e 630 malattie studiate. Grazie a Fondazione Telethon è stata resa disponibile la prima terapia genica con cellule staminali al mondo, nata grazie alla collaborazione con l’industria farmaceutica, di cui dal 2023 la Fondazione stessa ne ha ottenuto la licenza per la produzione e la distribuzione in Europa. Strimvelis, questo il nome commerciale della terapia, è destinata al trattamento dell’ADA-SCID, una grave immunodeficienza che compromette le difese dell’organismo fin dalla nascita. Un’altra terapia genica frutto della ricerca Telethon resa disponibile è quella per una grave malattia neurodegenerativa, la leucodistrofia metacromatica, dal nome commerciale di Libmeldy. Questo approccio terapeutico è in fase avanzata di sperimentazione clinica per un’altra immunodeficienza, la sindrome di Wiskott-Aldrich. Altre malattie su cui la terapia genica messa a punto dai ricercatori Telethon è stata valutata nei pazienti sono la beta talassemia e due malattie metaboliche dell’infanzia, la mucopolisaccaridosi di tipo 6 e di tipo 1. Inoltre, all’interno degli istituti Telethon è in fase avanzata di studio o di sviluppo una strategia terapeutica mirata anche per altre malattie genetiche, come per esempio l’emofilia o diversi difetti ereditari della vista. Parallelamente, continua in tutti i laboratori finanziati da Telethon lo studio dei meccanismi di base e di potenziali approcci terapeutici per patologie ancora senza risposta.
Ospedale San Raffaele (OSR) - è una struttura clinico-scientifico-universitaria di rilievo internazionale e di alta specializzazione per diverse importanti patologie, inaugurata nel 1971 e riconosciuta nel 1972 Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS). È un Centro di Emergenza ad Alta Specialità (E.A.S.) ed è polo didattico-assistenziale dell’Università Vita-Salute San Raffaele. Nel maggio 2012 il San Raffaele è entrato a far parte del Gruppo San Donato, il primo gruppo ospedaliero privato italiano, che conta 18 ospedali di cui 3 IRCCS. L’IRCCS Ospedale San Raffaele è un policlinico accreditato con il Servizio Sanitario Nazionale con oltre 60 specialità cliniche. La struttura multidisciplinare, tecnologicamente all’avanguardia, e l’interazione continua tra ricerca scientifica, didattica e attività clinica hanno permesso di ottenere negli anni risultati tali da posizionare l’IRCCS Ospedale San Raffaele in cima alle classifiche italiana per produttività scientifica e un punto di riferimento in Europa e nel mondo per lo studio e la cura di molte patologie e per lo sviluppo di terapie innovative.
Cnr-Irgb - L'Unità Operativa di Milano dell’Istituto per la ricerca genetica e biomedica (Irbg) del Consiglio nazionale delle ricerche trae origine dall'attività svolta da alcuni ricercatori nell'ambito del Progetto Genoma Umano coordinato dal prof Renato Dulbecco. Negli ultimi anni, l'attività di ricerca si è sviluppata lungo i grandi filoni della genomica e delle sue applicazioni alla salute umana e può essere giustamente compresa nell'ambito della Medicina Traslazionale. Storicamente, la ricerca dell’Unità si focalizza sulla Medicina Rigenerativa delle malattie monogeniche, con particolare attenzione alle patologie del sistema immune, del sistema cardiaco e del sistema scheletrico. Particolare attenzione viene rivolta alla terapia genica delle immunodeficienze ereditarie, che sono l'oggetto del lavoro pubblicato su Science Translational Medicine.
Per ulteriori informazioni: Anna Villa, Cnr-Irgb, anna.villa@irgb.cnr.it; villa.anna@hsr.it, cell. 348.8400856; Maria Carmina Castiello, Cnr-Irgb, mariacarmina.castiello@irgb.cnr.it; castiello.mariacarmina@hsr.it, cell. 338.1612353 (recapiti per uso professionale da non pubblicare).
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