Crispr oggi diventa “cell-free”. La nuova tecnica di editing (modifica) del genoma per realizzare terapie geniche, che ha rivoluzionato la medicina e la bioingegneria, si trasforma ancora e stavolta agisce al di fuori della cellula.
Come? Modificando il DNA dei plasmidi, molecole di DNA nella cellula che non sono essenziali per la sua sopravvivenza. Così, questi componenti potranno essere prelevati dalle cellule umane e manipolati con Crispr in vitro, ovvero in provetta o su piastra di Petri, senza la cellula. A presentare questa tecnologia è un gruppo di ricerca guidato dal Gene Editing Institute del Christiana Care Health System, negli Usa. Pubblicata sul CRISPR Journal.
Gli autori descrivono il metodo in cui, dopo aver estratto i frammenti di DNA da cellule umane, queste parti possono essere ingegnerizzate in maniera veloce e precisa, inserendo delle modifiche nel codice genetico, ma senza bisogno della cellula. Il risultato rappresenta un avanzamento tecnico che apre nuove prospettive diagnostiche e strategie di trattamento mirate sul singolo paziente, come spiegano gli autori.
“Con questo nuovo avanzamento dovremmo essere in grado di lavorare con colture di laboratorio e applicare modifiche geniche in meno di un giorno”, ha spiegato Eric Kmiec, autore principale dello studio. “Questo è particolarmente importante per la diagnostica legata al trattamento dei tumori, in cui il tempo è essenziale”. Nel cancro, infatti, le mutazioni che causano la diffusione della malattia sono differenti da paziente a paziente ed individuarle rapidamente è importante per sviluppare terapie mirate.
Un altro elemento, prosegue Kmiec, è che mentre gli strumenti “tradizionali” Crispr modificano o riparano brevi frammenti del codice genetico di un singolo gene, con questo sistema si potrebbero sostituire o eliminare interi geni. Un’arma in più, secondo i ricercatori, in quelle malattie in cui vi sono mutazioni su più geni, come nell’Alzheimer o in alcune malattie cardiache, e non su un solo gene, come invece avviene in alcuni tipi di anemia o nella malattia di Huntington.
Crispr di fatto indica il meccanismo di base utilizzato dai batteri contro virus invasori. Da anni, gli scienziati sfruttano questo meccanismo, programmandolo in modo da trovare e rimuovere specifiche sequenze del codice genetico e sostituirle con altre. Da quando è stato scoperto, sono nati diversi strumenti Crispr, che portano sempre un maggiore progresso rispetto alle correzioni genetiche.
Gli studi si basano in molti casi su CRISPR-Cas9, dove Cas9 è un enzima che funziona come vere e proprie forbici che tagliano a fette ed inseriscono parti di DNA. Tuttavia, questa tecnica è efficace nel modificare i geni all’interno della cellula, mentre la metodica di oggi, basata sulla proteina Cpf1, funziona anche senza cellula, coi plasmidi, appunto.
Altro elemento, operando con Crispr senza cellula, si può vedere meglio come avviene questo eccezionale processo di modifica del DNA, al di là del risultato. “Quando impieghi Crispr all’interno di una cellula è come se stessi lavorando in una scatola nera in cui non puoi davvero osservare gli ingranaggi del macchinario che compie queste azioni straordinarie”, aggiunge Kmiec. “Si vedono i risultati, si modificano i geni, ma non sempre si riesce a vedere come li si è ottenuti, un elemento importante per garantire che Crispr possa essere utilizzata con sicurezza per trattare i pazienti”.
Ora i ricercatori del Gene Editing Institute stanno lavorando sul CRISPR-Cpf1 per fornire un modello alle aziende farmaceutiche che si occupano di diagnostica e terapie personalizzate nell’ambito dei tumori.
