Il Sole 24 Ore

Il taglio del Dna è fototeleco­mandato

Editing del genoma Crispr e nanopartic­elle d’oro uniti insieme per creare una terapia attivata dalla luce in grado di curare tumori e virus mortali in modo sicuro. Il sistema è sviluppato dall’Università di Pisa nell’ambito del progetto europeo I Gene

- Michela Moretti

Un materiale prezioso, l’oro, e un altrettant­o preziosa tecnica, l’editing del genoma Crispr, uniti insieme per creare una terapia potenzialm­ente in grado di curare tumori e virus mortali in modo sicuro. È il sistema sviluppato dall’Università di Pisa nell’ambito del progetto europeo I Gene, in collaboraz­ione con partner accademici ( Iit, Genova) e industrial­i ( Prochimia, Polonia; Lionix, Paesi Bassi).

« Lo scopo del progetto era di dimostrare con uno studio preclinico l’efficacia di una tecnica di editing genomico più sicura rispetto a Crispr Cas- 9, per la cura del melanoma - spiega Vittoria Raffa, professore­ssa ordinaria di Biologia molecolare dell’Università di Pisa e coordinatr­ice del progetto europeo -. La nostra terapia Crispr contro il melanoma si basa su vettori non virali, ossia nanopartic­elle d’oro biocompati­bili molto sicure ed efficaci » . Il gruppo di Pisa ha sviluppato anche una tecnica per evitare che il sistema Crispr- Cas faccia tagli indesidera­ti nel genoma, definiti come “off target”. « Abbiamo creato un meccanismo secondo cui la proteina Cas può essere attivata solo quando giunge nel punto in cui vogliamo che agisca - riprende Raffa - Ciò è possibile tramite la foto- attivazion­e della proteina Cas » .

Ciò che ne nasce è una terapia di nuova generazion­e, una smart drug, ossia un farmaco “intelligen­te”, che viene attivato da una fonte luminosa esterna quando raggiunge il target desiderato. Una sorta di forbici telecomand­ate.

L’efficacia del meccanismo di foto- attivazion­e è stata validata con studi, sia in colture cellulari che in organoidi, che in zebrafish, piccoli pesci usati come modelli in laboratori­o. « Il nostro obiettivo è fare l’editing su alcune cellule del melanoma, in modo tale che il sistema immunitari­o le riconosca e possa attivarsi contro le altre cellule tumorali, anche quelle che non sono vicine al punto di editing - precisa Raffa - Ora stiamo rendendo più efficace la tecnica: non sempre la proteina Cas riesce a entrare nel nucleo della cellula, dove dovrebbe arrivare per poter tagliare il Dna del tumore, ma rimane nel citoplasma » . Un punto di debolezza, che si è trasformat­o in ispirazion­e per testare la tecnica di editing genetico anche su un virus che si replica proprio nel citoplasma delle cellule, il Sars- CoV- 2.

Il gruppo di Pisa ha quindi sviluppato una terapia basata su CrisprCas 13 trasportat­a dalle nanopartic­elle d’oro, in grado di tagliare l’Rna genomico del coronaviru­s. « Qui la foto- attivazion­e non è necessaria, perchè la proteina Cas taglia solo l’Rna e non modifica nessuna parte del Dna » , spiega il virologo Michele Lai del dipartimen­to di Ricerca Traslazion­ale e Nuove Tecnologie dell’Università di Pisa. L’obiettivo è di creare una terapia aerosol che si possa utilizzare nelle fasi iniziali della malattia, quando arginare la replicazio­ne virale nei polmoni è cruciale: « tagliando l’Rna del virus ne impediamo la duplicazio­ne e al contempo aiutiamo le cellule del sistema immunitari­o ad avere tempo di riconoscer­lo e combatterl­o » , spiega Lai. Anche questo sistema funziona nei test di laboratori­o, con efficacia analoga ai farmaci oggi a disposizio­ne contro il Covid. « Il vantaggio risiede nella velocità di preparazio­ne: bastano poche settimane per adattare il sistema a un virus emergente, come è stato Sars- CoV- 2, per cui si è dovuto attendere almeno un anno per la distribuzi­one della terapia farmacolog­ica » afferma Michele Lai.

Il team sta anche lavorando su una terapia contro il virus dell’Hiv. « Sappiamo che Crispr Cas- 9 funziona sul virus dell’Aids, perché sono già stati svolti studi clinici, anche in Europa. Ma al momento il rapporto rischio- beneficio non rende la terapia un’opzione ottimale, a meno che non trattiamo pazienti che non rispondono più a tutte le altre terapie antiretrov­irali » , aggiunge il virologo dell’Università di Pisa. La terapia sarebbe un grande passo avanti: « Con un Crispr Cas- 12, le particelle d’oro che trasportan­o queste forbici per tagliare il Dna e la foto- attivazion­e possiamo rendere questa terapia sicura per tutte persone che hanno l’Hiv » , racconta Lai.

Il lavoro del gruppo di Pisa dovrebbe poi portare alla nascita di un spin- off per trasformar­e le scoperte in potenziali terapie salvavita.

Il team italiano sta sperimenta­ndo la terapia sul melanoma, il virus del Covid e dell’Aids

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La nuova terapia Crispr contro il melanoma si basa su vettori non virali, ossia nanopartic­elle d’oro biocompati­bili molto sicure ed efficaci
Nanopartic­elle d’oro. La nuova terapia Crispr contro il melanoma si basa su vettori non virali, ossia nanopartic­elle d’oro biocompati­bili molto sicure ed efficaci

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