Editing genetico, possibile applicazione clinica per la sindrome da Iper IgM

Una ricerca del SR-Tiget di Milano conferma che la tecnica Crispr-Cas9, potrebbe correggere il difetto genetico alla base della una rara malattia genetica del sistema immunitario. Il lavoro apre la strada per la sperimentazione clinica che sarà effettuata in collaborazione con la startup Genespire e finanziata da Sofinnova Partners

editing genetico iper IgM

Potrebbe essere la prima applicazione di Crispr-Cas9, la tecnica di editing genetico per la quale le scopritrici hanno ricevuto il premio Nobel per la Chimica nel 2020. La malattia oggetto di studio è l’immunodeficienza con iper IgM legata al cromosoma X (X-HIGM o HIGM di tipo 1), una grave malattia genetica rara, il cui difetto responsabile della malattia potrebbe essere corretto appunto con una mdifica del genoma. A mettere a punto la strategia il gruppo di ricerca dell’Istituto San Raffaele Telethon per la terapia genica (SR-Tiget) di Milano coordinato da Luigi Naldini, direttore dell’Istituto e Pietro Genovese, capo progetto nel gruppo di Naldini.

I risultati degli esperimenti condotti in laboratorio aprono la strada alla sperimentazione clinica dell’approccio, grazie alla collaborazione con la spinoff Genespire. Il lavoro è stato pubblicato su EMBO Molecular Medicine.

L’immunodeficienza con iper IgM

La X-HIGM è una rara immunodeficienza potenzialmente letale causata da mutazioni del gene CD40LG, che codifica per un recettore localizzato sulla superficie di un gruppo specifico di cellule T del sistema immunitario. “Si tratta di un recettore fondamentale per permettere a queste cellule di interagire, attivandole, con altre cellule del sistema immunitario coinvolte nella produzione di anticorpi (cellule B) o nella difesa diretta contro agenti estranei (macrofagi)” spiega Valentina Vavassori, prima firmataria dello studio insieme a Elisabetta Mercuri. Di conseguenza, i pazienti con questa immunodeficienza tendono a sviluppare infezioni opportunistiche ricorrenti, sia batteriche sia virali, e hanno un maggior rischio di sviluppare tumori e malattie autoimmuni, con una speranza di vita media in genere inferiore ai 30 anni.

Le terapie disponibili

Ad oggi la prima linea di trattamento è rappresentata dalla terapia sostitutiva con somministrazione periodica di anticorpi. Mentre l’unica terapia risolutiva consiste nel trapianto di cellule staminali ematopoietiche da midollo o cordone ombelicale di un donatore compatibile. A causa delle infezioni ricorrenti dalle quali sono colpiti, tuttavia, anche il trapianto può rivelarsi particolarmente critico per questi pazienti, oltre a essere disponibile solo per chi ha un donatore compatibile e comportare il rischio della malattia del trapianto contro l’ospite.

Il gene editing con Crispr-Cas9

Per questo motivo il gruppo di Naldini ha proposto un’alternativa terapeutica che potrebbe risultare più efficace rispetto alle precedenti, correggendo direttamente le cellule stesse del paziente. Una correzione non effettuata però con l’introduzione di una extra copia funzionale del gene con un vettore virale – come si fa nella terapia genica “convenzionale” – ma basata sulla tecnologia di gene editing  Crispr-Cas 9.

La criticità principale del trasferimento genico tradizionale sta nel fatto che per questa malattia non basta ripristinare la funzione del gene, ma bisogna anche fare in modo che sia regolato molto finemente per evitare il rischio di un’espressione superiore alla norma, che potrebbe portare allo sviluppo di leucemie e linfomi. Per questo la scelta dei ricercatori è caduta sulla tecnologia del gene editing, che permette di correggere il gene difettoso esattamente là dove si trova, mantenendolo sotto il controllo dei suoi meccanismi regolatori fisiologici. “Grazie all’approccio con Crispr-Cas9 siamo riusciti a tagliare il Dna in un punto preciso del gene difettoso e a sostituirne la sequenza con quella corretta” spiega Genovese, sottolineando che il sistema permette di correggere il 95% circa delle mutazioni di CD40LG responsabili della malattia.

La sperimentazione del SR-Tiget

La sperimentazione è stata condotta con cellule di pazienti e con modelli animali della malattia. In entrambi i casi i ricercatori hanno valutato gli effetti del gene editing sia in cellule staminali ematopoietiche, i progenitori di tutte le cellule del sangue, sia in cellule T, cellule mature più facilmente manipolabili e che possono offrire un maggior profilo di sicurezza.

“Abbiamo osservato che con entrambi i tipi di cellule si ottiene il ripristino della produzione di anticorpi e, nei modelli animali, la protezione nei confronti di un’infezione clinicamente rilevante” conclude Naldini. “Non solo: abbiamo anche osservato che nel caso di un’infezione già in corso, le cellule T portano a una reazione immunitaria efficace anche in assenza di una procedura (condizionamento) che viene normalmente utilizzata per preparare il paziente a ricevere un trapianto, ma che per i pazienti con X-HIGM può rivelarsi più critico che in altre condizioni”.

Verso il trial clinico

Secondo i ricercatori, queste osservazioni indicano che le cellule T editate del paziente potrebbero fornire un immediato e sostanziale beneficio ai pazienti con immunodeficienza con iper IgM, la cui durabilità dovrà essere valutata dalla sperimentazione clinica e che comunque potrebbero funzionare come terapia-ponte rispetto al trapianto di staminali ematopoietiche da donatore.

Il lavoro fornisce le basi sperimentali e il razionale scientifico per procedere verso la sperimentazione clinica della terapia genica basata su gene editing. La quale sarà effettuata in collaborazione con la startup Genespire, fondata a marzo 2020 dai ricercatori SR-Tiget con Fondazione Telethon e Ospedale San Raffaele. E finanziata da Sofinnova Partners. Lo stesso approccio con gene editing potrebbe poi essere utilizzato per altre malattie che richiedono una regolazione molto fine dei geni coinvolti, come altre immunodeficienze primitive.