Positivi i primi dati di una terapia genica basata su Crispr per curare una rara immunodeficienza

Ancora una terapia genetica su base Crispr, questa volta per una rara immunodeficienza combinata grave (Scid) causata dal deficit di Rag1 e messa a punto dagli scienziati dell’Istituto San Raffaele-Telethon per la terapia genica (Sr-Tiget) di Milano e dell’Istituto di ricerca genetica e biomedica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Irgb). I primi dati sono positivi, come hanno riferito i ricercatori annunciando i dati pubblicati su Science Translational Medicine dal team guidato da Anna Villa, ricercatrice dell’unità milanese del Cnr-Irgb.

La funzione della proteina Rag1

Proprio per un’altra forma di Scid, l’Ada-Scid (nota anche come malattia dei “bimbi in bolla”) nel 2016 sempre presso il Tiget di Milano venne messa a punto la prima terapia genica al mondo, approvata prima in Europa e qualche mese dopo in Italia. In questo caso però l’immunodeficienza dipende da mutazioni nel gene Rag1, fondamentale per il corretto sviluppo del sistema immunitario. Il gene infatti deve essere “accesso” soltanto in un breve lasso di tempo durante la vita dei linfociti T e B per produrre l’omonima proteina che contribuisce alla produzione di entrambi i tipi di globuli bianchi.

L’impatto della malattia

Se però il gene non funziona, le cellule del sistema immunitario non si formano, lasciando l’organismo privo di due componenti fondamentali di difesa dalle infezioni. Chi nasce con un deficit di Rag1 presenta quindi fin dalla nascita un’immunodeficienza grave, con infezioni ricorrenti e potenzialmente fatali, diarrea cronica, eruzioni cutanee, ritardo della crescita. Se non si interviene, l’aspettativa di vita è limitata.

Esistono poi dei casi in cui la proteina Rag1 non è del tutto assente, ma riesce a promuovere la formazione di poche cellule soltanto. Ciò si traduce in un’attività sregolata del sistema immunitario, caratterizzata da autoimmunità e infiammazione cronica (sindrome di Omenn e Scid atipiche).

Inserire la Scid nel pannello nazionale di screening

L’unico intervento risolutivo è il trapianto di cellule staminali del sangue, a condizione che sia disponibile un donatore compatibile. Purtroppo, però, il fattore tempo può influire sull’efficacia del trapianto. L’intervento infatti deve essere eseguito nei primi mesi di vita, mentre nei casi di diagnosi tardiva il danno a carico dei diversi organi può comprometterne il successo.

In aggiunto vi è il problema che lo screening neonatale per le Scid, utile per la diagnosi precoce, in Itali non è inserito nel pannello nazionale di screening, come invece avviene negli Usa e in nazioni europee quali Danimarca, Germania, Norvegia, Islanda, Irlanda e Svizzera. Nel nostro Paese solo alcune Regioni o città hanno attivato progetti pilota o programmi dedicati, ad esempio la Toscana e Liguria, Padova e Palermo.

Nuovi approcci

Per questo il team italiano da anni è impegnato nello sviluppo di strategie terapeutiche alternative per queste immunodeficienze combinate gravi. “L’editing genetico, su cui siamo concentrati dal 2016 – descrive Maria Carmina Castiello (Cnr-Irgb, Sr-Tiget), prima autrice del lavoro – consente di correggere il difetto genico lasciando Rag1 nella sua sede naturale, mantenendone una regolazione fisiologica”.

“La correzione è stata effettuata nelle cellule staminali ematopoietiche, in grado di generare tutte le linee del sistema immunitario, compresi i linfociti T e B. L’approccio di editing genetico si aggiunge alle piattaforme di terapia genica basata sui vettori di origine virale, come è stato fatto con successo in altre patologie, quali ad esempio l’Ada-Scid e la sindrome di Wiskott-Aldrich”.

La terapia genica basta su Crispr

Negli anni il gruppo ha tentato diverse tecniche, fino a individuare quella più promettente descritta in questo studio. Il sistema correttivo sfrutta appunto le forbici molecolari Crispr-Cas9, che si sono guadagnate il premio Nobel per la Chimica nel 2020. Il complesso è formato da un enzima in grado di tagliare il Dna, associato a una sequenza di Rna che fa da guida e permette di indirizzare il taglio nel punto desiderato, ossia dove risiede la mutazione patologica.

Come funziona la strategia

Per introdurre il sistema di editing genetico nelle cellule è stato usato il metodo dell’elettroporazione, che tramite brevi impulsi elettrici consente di aprire i pori sulla membrana delle cellule. Una volta eseguito il taglio, gli scienziati hanno poi fornito alla cellula la sequenza corretta con cui riparare il Dna, usando vettori virali che non si inseriscono nel Dna cellulare, così da evitare qualsiasi modifica indesiderata. La tecnica è frutto di una lunga collaborazione con il gruppo del direttore dell’Sr-Tiget Luigi Naldini, e in particolare con Samuele Ferrari e Daniele Canarutto.

Un’alternativa al trapianto

Prosegue Villa: “Con questa strategia siamo riusciti a correggere tra il 20% e il 30% delle cellule staminali bersaglio: una percentuale molto soddisfacente se consideriamo che, come è emerso in nostri studi condotti sul modello murino, basta correggerne il 5-10% per ottenere un effetto terapeutico”.

Il prossimo passo ora come prospetta la ricercatrice, sarà perfezionare il sistema di correzione veicolando la sequenza corretta mediante un nuovo sistema di trasporto basato su nanoparticelle, analogo a quello impiegato nei vaccini anti-Covid. “Il nostro obiettivo è riuscire a trasferire questo approccio terapeutico in clinica – conclude – potenzialmente potrebbe rivelarsi un’alternativa al trapianto, sia per ovviare alla mancanza di un donatore, ma anche per limitare i rischi legati al condizionamento chemioterapico”.