Malattie genetiche, l'Università di Trento scopre una collezione di strumenti molecolari per riscrivere il dna che potrebbe contribuire ad accelerare le terapie

TRENTO. Una collezione di strumenti molecolari per riscrivere il Dna con un editing genetico ancora più efficiente e preciso: è questa l'ultima scoperta dell'Università di Trento.

Ad unire le loro competenze nell'ottica di far avanzare le terapie dedicate alle malattie genetiche sono stati Anna Cesereto e Nicola Segata del dipartimento di biologia cellulare, computazionale e integrata: lei guida un laboratorio che sviluppa tecnologie avanzate per l’editing genetico e la loro applicazione per la cura delle malattie, lui uno di metagenomica in cui studia la diversità e le caratteristiche del microbioma umano e il suo ruolo nella salute.

L'intuizione, descritta su un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communication, ha portato a individuare in un batterio dell’intestino nuove molecole di Crispr-Cas9 che potrebbe avere sviluppo clinico nel trattamento di malattie genetiche incluse quelle dell'occhio, come la retinite pigmentosa, attraverso iniezioni sottoretina.

Lo scenario è la ricerca sulle terapie genomiche che vede studiosi e studiose al lavoro in varie parti nel mondo per trovare nuove possibilità di cura alle malattie genetiche e l’editing genetico (il sistema Crispr-Cas9) si basa sull’impiego della proteina Cas9, una sorta di forbice molecolare che può essere programmata per effettuare specifiche modifiche, tagli o sostituzioni, di sequenze di DNA dannose e quindi correggere le mutazioni causa di malattie.

Scoperto nel 2012 negli Stati Uniti, questo strumento biotecnologico ha già portato a una prima terapia approvata, ossia un farmaco per l'anemia falciforme, e ora un’accelerazione alla ricerca genomica arriva proprio dallo studio dell’Università di Trento.

"Abbiamo trovato una forbice molecolare efficace, ad alta precisione e soprattutto più compatta di altri sistemi Crispr-Cas9 a oggi disponibili. Questa nuova molecola Crispr-Cas9, come dimostrato dai nostri esperimenti nella retina, sarà più facile da portare agli organi che devono essere trattati in terapie per malattie genetiche" commenta Anna Cereseto, protagonista fin dal 2018 di ricerche sul correttore genomico con la messa a punto di evoCas9.

Ampliare la gamma di strumenti Crispr-Cas è infatti un passaggio necessario per accelerare lo sviluppo di terapie per le malattie genetiche e l’avanzamento, viene spiegato," può avvenire modificando gli enzimi che sono presenti in natura, come è stato per evoCas9, ma scoprire enzimi già evoluti per funzionare offre grandi vantaggi".

E proprio la collaborazione con il laboratorio di Metagenomica computazionale di Nicola Segata ha permesso al laboratorio di virologia molecolare di Anna Cereseto di mettere in luce una vasta riserva naturale di sistemi Crispr-Cas9 da cui attingere nuovi preziosi strumenti di modifica del genoma umano.

"Attraverso l'interrogazione di un database di genomi provenienti dal microbioma umano che abbiamo costruito con un lavoro durato diversi anni, abbiamo scoperto un grande serbatoio di Cas9 con proprietà interessanti per l'editing del genoma" raccontano i due professori, che specificano: "Nei batteri che popolano l’intestino abbiamo scoperto una grande varietà di Crispr-Cas9. In particolare nella Collinsella, un genere batterico frequentemente presente nel nostro intestino, abbiamo identificato la nucleasi CoCas9, un gruppo di enzimi molto attivo con dimensioni molecolari ridotte, circa un migliaio di aminoacidi".

Il sequenziamento dell'intero microbioma attraverso la metagenomica, seguito dalla ricostruzione in laboratorio di genomi assemblati, ha quindi identificato un'enorme varietà di specie e la scoperta di una collezione di nuove nucleasi Cas9, tra cui CoCas9, contribuisce ad arricchire la "cassetta degli attrezzi" per l'editing del genoma.

"Anche se lo sviluppo di terapie curative per le malattie genetiche resta ostacolato dalla difficoltà della somministrazione – spiegano infine Anna Cesereto e Nicola Segata – CoCas9 grazie alle sue dimensioni ridotte mostra potenzialità per applicazioni di terapia genica e si candida, dunque, per l'ottimizzazione attraverso approcci ingegneristici, che meritano ulteriori indagini. Siamo già al lavoro per lo sviluppo clinico».