L'editing del genoma con il sistema CRISPR - Cas 9 è una tecnica innovativa che funziona come un correttore del DNA ad altissima precisione, per correggere la talassemia (*). E' stato trattato con questa metodica, all'Ospedale Pediatrico Bambino Gesù Dipartimento di Oncoematologia diretto dal professor Franco Locatelli, il primo paziente italiano, un giovane adulto affetto da talassemia. Il caso clinico si inserisce all'interno di una sperimentazione internazionale promossa da Vertex Pharmaceuticals e Crispr Therapeutics i cui primi promettenti risultati sono stati presentati al 62° Congresso della Società Americana di Ematologia (ASH), che raccoglie i contributi scientifici più qualificati al mondo nell'ambito delle malattie del sangue.

L'editing del genoma con il sistema Crispr-Cas 9 è un metodo che si basa sull'impiego della proteina Cas 9, una forbice molecolare che viene programmata per tagliare o modificare specifiche sequenze del DNA di una cellula, portando, in questo modo, alla correzione di varie malattie. Crispr - Cas 9 è un complesso di molecole biologiche formato da frammenti di RNA (Acido ribonucleico) e da proteine; il segmento di RNA indica il bersaglio da colpire, la proteina Cas 9 esegue il taglio o la modifica. Le cellule prelevate dalla persona malata vengono corrette in laboratorio con questo metodo, poi vengono infuse nell'organismo dove si riproducono al posto di quelle difettose.

La sperimentazione internazionale

Nel 2019, Vertex Pharmaceuticals e Crispr Therapeutics hanno avviato due trial clinici internazionali per la cura di giovani adulti, inizialmente e successivamente di adolescenti affetti da talassemia e da anemia falciforme attraverso la tecnica di editing del genoma con Crispr - Cas 9.

La sperimentazione in corso di svolgimento, coinvolge l'Ospedale Pediatrico Bambino Gesù e altri 13 Centri statunitensi, canadesi ed europei per la selezione dei pazienti, la raccolta delle cellule da editare e la somministrazione del trattamento. Nei trial verranno arruolati45 giovani con talassemia e 45 con anemia falciforme. L'Ospedale Bambino Gesù è l'unico italiano coinvolto nella sperimentazione, il cui Comitato scientifico internazionale è coordinato dal professor Franco Locatelli, direttore del Dipartimento di Oncoematologia e Terapia cellulare e Genica.

Risultati della sperimentazione

I risultati del trattamento sperimentale sul gruppo di pazienti già sottoposti alla procedura sono molto promettenti. I talassemici arrivano a produrre elevatissime quantità di emoglobina fetale che consente loro di ottenere l'indipendenza da trasfusioni di sangue, in ragione dell'effetto terapeutico derivante dalle cellule editate. Nei pazienti con anemia falciforme la produzione di emoglobina fetale supera il 40% un valore che consente loro di non avere più crisi vaso-occlusive.

Il professor Franco Locatelli, direttore del Dipartimento di Oncoematologia dell'Ospedale Bambino Gesù e coautore della pubblicazione sul New England Journal of Medicine, ha spiegato che: "L'editing del genoma rappresenta una rilevante opzione curativa per i pazienti con emoglobinopatie: talassemia e anemia falciforme accompagnata da un basso profilo di rischio. i Risultati andranno verificati e confermati nel tempo. Normalmente questi pazienti trovano nel trapianto di midollo la loro principale soluzione terapeutica. Il vantaggio dell'editing del genoma che si affianca per profilo di sicurezza ed efficacia alla terapia genica, anch'essa innovativa e sviluppata con successo nel nostro Ospedale, è quello di poter essere applicato anche a chi non ha un donatore di midollo osseo o non può ricevere un trapianto a causa dell'età. Confidiamo che in futuro, l'editing potrà essere utilizzato anche per il trattamento di altre malattie genetiche e per migliorare ulteriormente l'efficacia delle cellule CAR-T" - ha concluso il professor Locatelli.

(CAR-T "Chimeric Antigen Receptor" cellule T con recettore chimerico dell'antigene; si definisce un tipo di trattamento in cui i linfociti T prelevati da un paziente vengono reinfusi nel suo organismo dopo essere stati modificati geneticamente in laboratorio per potenziarne l'azione contro il tumore).

(*) Talassemia ed Anemia falciforme

Sono due malattie del sangue causate dalle mutazioni dei geni coinvolti nella sintesi della emoglobina, la proteina dei globuli rossi che trasporta ossigeno nell'organismo. Normalmente, nei soggetti adulti, ogni molecola di emoglobina è formata da 4 catene proteiche:2 catene alfa e 2 catene beta. Nelle forme più gravi di talassemia, il problema è l'assenza o la ridotta produzione di catene beta e l'eccesso di catene alfa, uno squilibrio che rende necessarie regolari e periodiche trasfusioni di sangue in chi ne è affetto. Nella anemia falciforme, invece è l'alterazione della struttura delle catene beta che porta alla formazione di globuli rossi anomali, a falce che ostacolano flusso sanguigno e ossigenazione nei capillari provocando crisi molto dolorose e infarti nei tessuti.

Esiste un tipo diverso di emoglobina formato non da catene alfa-beta, ma da catene alfa -gamma ed è quella presente nel feto (emoglobina fetale), che viene progressivamente sostituita a partire dalla nascita, quando si attiva un meccanismo, guidato dal gene BCL11A, che blocca la sintesi delle catene gamma con produzione di catene beta,

Alcune persone continuano a produrre emoglobina fetale (alfa-gamma) per tutta la vita. La condizione si chiama persistenza ereditaria di emoglobina fetale, tra queste anche persone con talassemia ed anemia falciforme.

Il trattamento sperimentato nei due trial internazionali si basa sul ripristino della sintesi della emoglobina fetale tramite l'editing del genoma.

Le cellule staminali emopoiettiche prelevate dai pazienti vengono modificate in laboratori specializzati con il complesso Crispr - Cas 9 programmato per spegnere il gene BCL11A e far ripartire la produzione di emoglobina fetale. Dopo questa manipolazione genetica, le cellule così modificate vengono infuse nei pazienti che nel frattempo sono stati sottoposti ad una terapia farmacologica per distruggere il midollo, in modo di fare spazio alle nuove cellule staminali ingegnerizzate che si moltiplicheranno correggendo la malattia.