Gli scienziati stanno gettando le basi per il trattamento di una delle condizioni genetiche più comuni negli esseri umani. La ricerca pubblicata oggi evidenzia un nuovo promettente approccio alla sindrome di Down, nota anche come trisomia 21.
I neurologi del Beth Israel Deaconess Medical Heart e della Harvard Medical College hanno sviluppato un nuovo modo per riparare l’errore genetico responsabile della sindrome di Down, una terza copia del 21° cromosoma. Utilizzando una versione modificata della tecnica di enhancing genetico CRISPR/Cas9, sono stati in grado di silenziare questa copia additional in un numero considerevole di cellule in laboratorio. Anche se per ora si tratta solo di una prova di concetto, i ricercatori sperano che il loro lavoro possa alla high-quality portare al primo vero trattamento per la malattia genetica.
“Questo approccio supera un grosso ostacolo”, ha detto a Gizmodo Volney Sheen, autore senior dello studio.
Un nuovo approccio
Sindrome di Down si stima che si verifichi in una su 700 nascite negli Stati Uniti. La condizione si verifica in genere per caso, sebbene fattori come l’età materna più avanzata possano aumentarne il rischio (la copia additional di solito ha origine dal lato materno). La forma più comune, che rappresenta il 95% dei casi, fa sì che in tutte le cellule compaia la terza copia del 21° cromosoma; questa forma è chiamata trisomia 21.
Attualmente non esiste una cura per la sindrome di Down. Può essere rilevato nelle prime fasi della gravidanza attraverso lo screening prenatale e molte famiglie scelgono di interrompere queste gravidanze. I bambini nati con la sindrome di Down sperimenteranno vari ritardi nello sviluppo, disabilità intellettiva da lieve a moderata e un rischio più elevato di altri problemi di salute, incluso il morbo di Alzheimer. Anche con la gestione di questi problemi, il durata media della vita di qualcuno con sindrome di Down oggi ha ancora solo circa 60 anni.
Secondo Sheen, il trattamento più efficace per la sindrome di Down probabilmente consisterebbe nel disattivare completamente questa copia additional. A quanto pare, ci sono già modi in cui i nostri corpi possono fare proprio questo in modo naturale.
“Nello sviluppo normale, uno dei cromosomi X femminili subisce il silenziamento in un processo chiamato inattivazione dell’X. Questo processo è controllato dal trascritto specifico X-inattivo (XIST), un lungo RNA non codificante”, ha spiegato Sheen. E alcune ricerche hanno dimostrato che è possibile inserire XIST nelle cellule delle persone con sindrome di Down per silenziare la terza copia del cromosoma 21.
Per vari motivi, tuttavia, le tecnologie di modifica genetica del passato sono state in grado di integrare XIST solo in una piccola percentuale di cellule. E sebbene CRISPR sia ormai diventato un metodo ampiamente utilizzato per tagliare il DNA, normalmente non è molto efficace per inserire nuovo materiale genetico. Ma questi ricercatori affermano di aver ora sviluppato una versione modificata di CRISPR/Cas9 che può risolvere alcune di queste sfide, aumentando a sua volta notevolmente il tasso di successo dell’integrazione XIST.
Attraverso diversi esperimenti, il group ha scoperto di poter integrare XIST in circa il 20% del 40% delle linee cellulari con trisomia 21. Hanno anche scoperto che il loro metodo influenzava in modo affidabile solo una copia del 21° cromosoma (importante per limitare gli effetti collaterali) e che questa migliore integrazione poteva parzialmente silenziare l’espressione del cromosoma in più da parte delle cellule.
“I nostri risultati […] offrire una piattaforma scalabile e mirata per la terapia cromosomica in [Down syndrome]”, hanno scritto nel loro giornale, pubblicato Lunedì sulla rivista Proceedings of the Nationwide Academy of Sciences.
Una cura per la sindrome di Down?
Questo studio, per quanto importante, è in realtà solo l’inizio.
Saranno necessarie ulteriori ricerche per rendere un trattamento basato su XIST per la sindrome di Down una realtà pratica, ammettono gli autori dello studio. Gli studi futuri dovranno anche confermare che questi cambiamenti non causeranno pericolosi effetti fuori bersaglio, anche se il group spera che il loro approccio non sia più rischioso di altre terapie CRISPR utilizzate nelle persone.
Anche il parziale silenziamento del 21esimo cromosoma in più di una persona potrebbe essere sufficiente per mitigare gli effetti peggiori della sindrome di Down. E secondo i ricercatori ci sono già stati alcuni promettenti sviluppi recenti nel campo. Altri studi hanno suggerito che una sezione molto più piccola di XIST può essere utilizzata per disattivare i cromosomi, advert esempio, il che dovrebbe rendere più semplice la somministrazione di qualsiasi potenziale terapia alle cellule cerebrali di una persona.
Il group sta già portando avanti gli studi sui topi che cercheranno di capire il metodo di somministrazione e i tempi ottimali per la terapia. Valuteranno anche l’efficacia del trattamento nel prevenire i sintomi della sindrome di Down.
“Ciò che impariamo da questi studi probabilmente determinerà i prossimi passi da compiere verso gli studi clinici sull’uomo”, ha affermato Sheen.
Con un po’ di fortuna, il lavoro del group darà i suoi frutti e forse un giorno la sindrome di Down e altre patologie cromosomiche saranno un ricordo del passato.
