Prima modifica genetica di precisione di due geni in embrioni umani: il risultato della Columbia University
Modificare i geni di un embrione umano senza provocare i danni genetici osservati nei precedenti esperimenti con CRISPR/Cas9. È il risultato ottenuto da un gruppo di scienziati della Columbia University che, per la prima volta, ha utilizzato una tecnica di editing genetico di precisione per intervenire su singole basi del DNA di embrioni umani. Secondo lo studio, pubblicato come preprint su BioRXiv, il metodo – denominato editing di base – ha consentito di sostituire con efficienza singole basi del DNA in due geni: uno chiamato PCSK9, che può presentare mutazioni che aumentano i livelli di colesterolo LDL nel sangue e aumentare il rischio di malattie cardiache . L’altro gene, HBG, regola la produzione di emoglobina nei feti. In entrambi i casi, l’applicazione della tecnica non ha causato le grandi delezioni e le anomalie cromosomiche associate alle rotture del doppio filamento prodotte dagli strumenti basati su CRISPR/Cas9 tradizionale.
La modifica, spiegano i ricercatori, guidati dal professor Dieter Egli del Dipartimento di Biologia cellulare dello Sviluppo, è stata testata in ovuli fecondati e in embrioni a due cellule donati dai genitori. In nessuno dei due casi, i ricercatori hanno riscontrato i danni associati a CRISPR/Cas9. In alcuni esperimenti, hanno modificato simultaneamente entrambi i geni nello stesso embrione.
“L’editing di base consente una modifica e uno sviluppo efficienti e altamente specifici di embrioni umani precoci – ha precisato il professor Egli – . Evita le conseguenze genotossiche di una rottura a doppio filamento del DNA osservate con CRISPR/Cas9”.
L’editing di base agisce infatti in modo più mirato, raggiungendo una specifica sequenza genetica e inducendo un cambiamento senza produrre rotture del doppio filamento. “Questo risultato cambierà la discussione sull'editing ereditabile” ha osservato Egli. “Ci sono però anche rischi precedentemente sconosciti, che abbiamo identificato”.
In alcuni casi, gli scienziati hanno rilevato un numero limitato di piccole inserzioni o delezioni genetiche, mentre l’attività fuori dai geni bersaglio è risultata dipendente dall’RNA guida molecolare utilizzata per indirizzare l’editor verso la sequenza da modificare.
Lo studio ha inoltre evidenziato una differenza significativa legata alla modalità di somministrazione del sistema di editing. “Quando l'editor di basi è stato introdotto sotto forma di proteina al momento della fecondazione o nelle primissime fasi dello sviluppo, gli embrioni hanno continuato a svilupparsi normalmente fino allo stadio di blastocisti, consentendo anche la derivazione di linee di cellule staminali modificate. Al contrario, la somministrazione dello stesso sistema sotto forma di RNA ha provocato un arresto precoce dello sviluppo embrionale” evidenziano gli autori nello studio.
Nonostante questi limiti, i risultati vengono considerati un passo importante nella comprensione di come gli embrioni umani rispondono alle diverse tecniche di editing genetico. Gli autori sottolineano però che la tecnologia è ancora lontana da un'applicazione clinica e che saranno necessari ulteriori studi per valutarne sicurezza ed efficacia nel lungo periodo.
