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"Prime editing”, nuova tecnica di editing genetico

Potrebbe modificare con precisione l'89% degli errori del Dna che causano malattie

Si chiama "Prime Editing", realizzata da un Gruppo di ricercatori del Broad Institute del Mit e Harvard  nel Massachusetts e potrebbe  modificare   con precisione  l'89% degli errori  nel Dna  che causano malattie. La possibilità di modificare il Dna attraverso la tecnica di editing genetico è conosciuta ed applicata in diversi settori e quella che ha ottenuto maggiore successo è la tecnologia Crispr Cas 9.  Le modifiche apportate da questa tecnica non sono sempre perfette ed il rischio è che i "tagli" possano essere eseguiti in posizioni non corrette del Dna. Nel nuovo studio pubblicato sulla rivista "Nature"i ricercatori hanno utilizzato il "prime editing"  per inserire o eliminare  accuratamente  parti del Dna, in modo più preciso della Crispr.

La nuova tecnologia utilizza una sequenza di codice genetico creata in laboratorio che svolge due ruoli: quello di trovare la parte specifica del Dna che si desidera modificare e di apportare la modifica, grazie ad un enzima chiamato "trascrittasi inversa". Si tratta di una sofisticata tecnica di correzione del codice genetico, le quattro basi: adenina, citosina, guanina e timina (A C G T). Il genoma umano è costituito da circa 3,2 miliardi di paia di basi di Dna, ma piccoli errori di esse possono causare malattie. Ad esempio, una mutazione che ha trasformato una specifica A in una T provoca la forma più comune di anemia falciforme.

Esistono circa 75.000 mutazioni diverse che possono causare malattie. Secondo David Liu, il "prime editing" ha il potenziale per risolvere l'89%, l'altro 11% include casi in cui le persone hanno troppe copie di un gene o quando manca l'intero gene.  La tecnica permette di apportare ogni cambiamento nel Dna, in qualsiasi posizione di una cellula o organismo vivente ed è probabile che le prime applicazioni   riguardino malattie in cui le cellule possono essere estratte dal corpo, modificate, verificate, per garantire che siano sicure e reinserite. Questo si applicherebbe ad alcuni disturbi del sangue, in cui il midollo osseo può essere rimosso e reinserito. L'approccio innovativo alla modifica genetica riesce a copiare le istruzioni fornite dai ricercatori senza rompere la doppia elica del Dna. La tecnica "prime" significa "avvio", ma già è sopravvenuto "editing trova e sostituisci" che consente di apportare qualunque cambiamento in qualsiasi punto del genoma.

STORIA DELL'EDITING GENETICO

Crispr (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic  Repeats) indica  segmenti di Dna  che contengono  brevi sequenze  regolari e ripetute. Si tratta di sequenze particolarmente importanti in natura e sono state osservate in circa il 40% dei genomi batterici sottoposti a sequenziamento. Le sequenze Crispr sono particolarmente importanti per l'ingegneria genetica perchè ad esse è associato un complesso di geni, il Cas (Crispr - Associated) che codifica enzimi in grado di tagliare il Dna.

Cas 9 nel 2012 inizia con la scoperta delle ricercatrici Jennifer Doudna ed Emanuelle Charpentier che per trovare il sito bersaglio usano una molecola di Rna, consentendo  di inattivare il gene stabilito.

Il modello successivo "il base editing", sviluppato  da Liu a partire dal 2016, consente  correzioni  a livello di singola lettera e si affida ad un  meccanismo  leggermente diverso.   L'enzima Cas 9 è ancora presente e resta programmabile attraverso la molecola guida, ma è stato  privato delle forbici molecolari e fuso con un altro  componente  che converte  chimicamente  le lettere del Dna cambiandone l'identità.  Su 12 tipi di conversioni  possibili è  in grado di compierne soltanto quattro.

La nuova scoperta di Andrew Anzalone e David Liu è denominata  "prime editing".  E' probabile che in futuro, ognuna delle tre vie  all'editing  (Crispr Cas 9, Editing di base e  Prime Editing), trovi impieghi  utili, ma i "prime - editor" sembrano destinati a primeggiare nelle applicazioni  terapeutiche  perchè  offrono più flessibilità  nella scelta dei bersagli e maggiore  precisione nell'editing.

Lavorando in vitro, Anzalone e Liu e collaboratori, hanno riparato le mutazioni dell'anemia falciforme (una emoglobinopatia, in cui la mutazione colpisce la catena Beta-globinica ed i globuli rossi assumono caratteristica  forma a falce, in condizione di bassa tensione di ossigeno) e della malattia di Tay Sachs (una gangliosidasi  genetica, ereditaria  dovuta ad un deficit  dell'enzima  esosaminidasi A, che provoca l'accumulo  del ganglioside  GM2 nel cervello) raggiungendo rispettivamente una efficienza  del 55%  e del 35% con pochissimi effetti  indesiderati. Hanno operato oltre 175 eventi di "prime editing" in cellule umane, tra cui  100 mutazioni puntiformi. I "prime - editor" operano con una specificità sorprendente  in corrispondenza  del sito  prescelto.

In sintesi: il "prime editing" dovrebbe ridurre gli effetti off - targed, ovvero del sistema su altri geni, oltre a quelli desiderati. Il sistema Crispr Cas 9 è una tecnica che rompe entrambi i filamenti della doppia elica e poi lascia al sistema di riparazione delle cellule il compito di  riparare i danni ed apportare  le modifiche  desiderate. Il "prime editing" si serve ancora del complesso Cas 9 per riconoscere specifiche sequenze di Dna, ma ne taglia un solo filamento. Successivamente, un secondo enzima, la "trascrittasi", guidato da un filamento di Rna, compie le modifiche predisposte.

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Spazio di divulgazione medico-scientifica intesa ad approfondire temi generali che riguardano la salute e gli eventi collegati. Si tratta di articoli di natura medica, affrontati però con un taglio divulgativo accessibile ai non esperti, che non possono in alcun modo sostituirsi a valutazioni o a diagnosi mediche.

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Commenti (2)

  • Mi ricorda Frankstein, Dracula il vampiro e tutti i manipolatori genetici della letteratura mondiale. Che dire di più? Buon lavoro .....

  • si tratta pur sempre di ingegneria genetica, e c'è quindi da augurarsi che tutti quelli che fanno questo tipo di manipolazioni non siano dei pazzoidi

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