Fibrosi cistica e malattie genetiche: una molecola apre nuove prospettive

Amedeo Lomonaco – Città del Vaticano

Eliminare con una “forbice molecolare” alcune mutazioni genetiche e riscrivere il Dna. È questa la finalità di una tecnica sperimentata su organi intestinali in miniatura per rimuovere due mutazioni genetiche associate alla fibrosi cistica. La ricerca è stata coordinata dal gruppo del Centro di biologia integrata (Cibio) dell’Università di Trento ed è stata condotta in collaborazione con l’Università di Lovanio in Belgio. Il team di ricercatori, guidato dalla professoressa Anna Cereseto, ha adottato la tecnica “Crispr-Cas”, definita anche "forbice molecolare", che negli ultimi anni sta rivoluzionando il campo della biomedicina. Lo studio è stato finanziato dalla Fondazione ricerca fibrosi cistica con la partecipazione dell’Associazione trentina fibrosi cistica e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista “Nature Communications”. A Vatican News, la professoressa Anna Cereseto sottolinea che si stratta di una tecnica potenzialmente in grado di aprire importanti prospettive non solo per la cura della fibrosi cistica ma anche per altre malattie genetiche ereditarie.

R. – La tecnica è chiamata “genome editing” o "editing del Dna" e serve a modificare il Dna. In particolare, è una tecnica che sta emergendo negli ultimi anni grazie alla scoperta di una molecola che si chiama Crispr-Cas che viene definita anche forbice molecolare. La potenzialità di questa forbice molecolare è quella di poter essere programmata per andare in punti precisi del Dna e modificarlo, riscriverlo. Nel campo della terapia genica e quindi della terapia di malattie ereditarie è molto utile: laddove ci sono delle mutazioni, possiamo intervenire con questa forbice e riscrivere la mutazione. Nel nostro laboratorio l’abbiamo utilizzata per mettere a punto una terapia per la fibrosi cistica, malattia che è causata da una mutuazione del gene Cftr. Noi abbiamo usato Crispr per tagliare letteralmente questa mutazione e ripristinare la funzione del gene. Quello che abbiamo fatto è una terapia messa a punto in laboratorio. Si tratta di una terapia che ha ancora molti passi da fare per arrivare in clinica. Però è la dimostrazione del concetto che questa molecola può essere utilizzata per correggere alcune mutazioni che causano una malattia ereditaria come la fibrosi cistica.

Lei ha parlato di forbice molecolare: si elimina una mutuazione. Poi, l’altro passaggio importante è quello del ripristino della funzione del gene …

R. - Il ripristino nel nostro caso, nella strategia che abbiamo messo a punto, è stato possibile perché la mutazione impediva il corretto funzionamento del gene. Quindi abbiamo tagliato, eliminato circa 12 lettere del Dna malato per riportare il gene a funzionare in maniera corretta.

Concentriamoci sulla fibrosi cistica. Questa tecnica è stata sperimentata su due mutazioni specifiche. Si conoscono oggi oltre duemila mutazioni associate a questa malattia. É possibile pensare che questa tecnica possa esser esperimentata anche per altre mutazioni?

R. - Sì. Noi abbiamo cominciato da queste due mutazioni perché hanno la caratteristica di trovarsi in una zona più facile da modificare. Riusciamo a modificare il gene senza andare a generare danni. Nel momento in cui si fa un taglio ovviamente bisogna farlo in maniera accurata. E soprattutto, si devono scegliere le zone in cui si possono fare questi tagli. La Fondazione fibrosi cistica ci ha finanziato studi per lavorare su altre mutazioni più rilevanti, più ricorrenti. Adesso stiamo appunto lavorando su altre mutazioni. Ci vorrà ancora del tempo, ma quando riusciremo a correggere la mutazione, questa sarà una cura definitiva: in pratica riportiamo il Dna ad assumere la stessa sequenza che ha un individuo non malato.

Si aprono nuove prospettive anche di altre malattie ereditarie?

R. - Si aprono diverse prospettive appunto per la fibrosi cistica e per molte altre malattie ereditarie grazie alla scoperta di questa molecola che da qualche anno viene utilizzata per modificare mutazioni alla base di diverse malattie genetiche, molte delle quali non hanno una cura definitiva. La potenzialità, la possibilità di modificare il Dna  apre alla prospettiva di curare in maniera definitiva queste malattie. Ci tengo a sottolineare che rimangono ancora tante cose da fare prima di arrivare in clinica. Diciamo che abbiamo messo a punto la strategia per correggere il Dna. Quello che si deve fare adesso è trovare dei vettori, dei sistemi per portare la molecola negli organi che sono affetti dalla malattia. L’avvento di questa molecola Crispr è stata una vera e propria rivoluzione negli ultimi anni che ha aperto delle prospettive che prima non conoscevamo. Però rimane ancora tanto da fare. Ma c’è stata una grande accelerata grazie alla scoperta di questa molecola.

Questa tecnica riguarda solo malattie ereditarie o anche altre patologie?

R. - Questa tecnica viene utilizzata per malattie ereditarie dove è noto un gene che è alterato. Quindi è il caso della fibrosi cistica, ma ci sono tante altre malattie come ad esempio distrofie muscolari, malattie del motoneurone. Nel caso dei tumori, si stanno mettendo a punto delle tecniche già in sperimentazione clinica in cui invece di correggere la sequenza del tumore, vengono corrette le sequenze del sistema immunitario. Questo viene praticamente armato per colpire in maniera precisa il tumore e sempre utilizzando la tecnica di Crispr.

La fibrosi cistica

La fibrosi cistica è una malattia genetica rara, causata dalla mutazione del gene Cftr. Tale proteina è difettosa quando la sequenza del Dna che la compone contiene una mutazione. Ad oggi, sono state identificate circa 2000 mutazioni. La malattia si manifesta quando un bambino eredita due copie mutate del gene Cftr. Una coppia di portatori sani, in ogni gravidanza, ha una probabilità su quattro di avere un figlio con fibrosi cistica. Nella maggioranza dei casi, viene diagnosticata subito dopo la nascita con un prelievo di sangue e un test specifico. Nel mondo sono oltre 100 mila le persone colpite. In Italia c’è un portatore sano ogni 25 persone e circa una coppia su 600 è composta da due portatori sani. I pazienti affetti da fibrosi cistica in Italia sono circa 6000. È possibile sapere se si è portatori sani con uno specifico test genetico.

Una “malattia invisibile”

La fibrosi cistica colpisce indifferentemente maschi e femmine, non danneggia le capacità intellettive e non si manifesta sull’aspetto fisico. Per questo, viene definita la malattia invisibile. Altera le secrezioni di molti organi che, risultando più dense e disidratate, contribuiscono al loro danneggiamento. Il muco tende a ristagnare generando infezioni e infiammazioni che portano progressivamente ad una insufficienza respiratoria. A subire il maggiore danno sono bronchi e polmoni. Tra i sintomi principali si riscontrano tosse persistente, affanno, infezioni polmonari e bronchiali. Il sudore è più salato del normale: le persone affette da questa patologia presentano nel sudore livelli di cloro decisamente più elevati della media. L’aspettativa di vita è ridotta e attualmente non esiste una cura unica e definitiva. Ad oggi, le terapie sono finalizzate alla prevenzione delle complicanze.