Editing genetico-immagine: ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata editing di base per correggere una mutazione nel gene della lamina A. A 8 mesi di età, le sezioni trasversali del cuore dei topi trattati assomigliavano a quelle dei topi sani. Credito: Xurde Caravia
Versioni difettose del gene LMNA possono causare un’ampia gamma di problemi di salute, tra cui malattie del muscolo cardiaco (cardiomiopatia dilatativa) e debolezza muscolare (distrofie muscolari). Molte di queste malattie sono causate da mutazioni puntiformi, ovvero alterazioni di una “lettera” (base) del DNA . I trattamenti includono fisioterapia e farmaci a vita, ma attualmente non esistono cure. La situazione potrebbe cambiare grazie al lavoro di un team di scienziati che ha sviluppato e testato con successo una tecnica di editing genetico per correggere le mutazioni genetiche sottostanti.
Ricercatori guidati da Eric Olson dell’University of Texas Southwestern Medical Center hanno utilizzato un metodo chiamato “editing di base”, già utilizzato in precedenza per correggere altre malattie cardiache genetiche, ma mai prima su queste specifiche mutazioni LMNA. A differenza dei vecchi strumenti di editing, che creano rotture a doppio filamento nel DNA, l’editing di base funziona come una “matita” e una “gomma” per modificare una singola base nel genoma di un paziente.
In un articolo pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, il team descrive come ha utilizzato questa precisa forma di editing genetico per correggere per la prima volta le mutazioni nelle cellule del muscolo cardiaco umano coltivate da pazienti affetti da malattie correlate a LMNA.
I ricercatori hanno utilizzato due diversi editori di basi. Hanno creato un ABE (Adenine Base Editor) per individuare le mutazioni R249Q che causano la cardiomiopatia dilatativa e riportarle alla base sana. Per la patologia muscolare, hanno creato un CBE ( Cytosine Base Editor) per correggere la specifica mutazione L35P. Il risultato? Le cellule sono state corrette.
Per verificare se il loro trattamento avrebbe funzionato in un organismo vivente, il team ha creato modelli murini con le stesse mutazioni LMNA e ha somministrato gli editor di base utilizzando un virus innocuo che colpisce le cellule cardiache e muscolari.
“Nei topi con cardiopatia causata dalla mutazione R249Q, gli editor di base hanno migliorato la funzionalità cardiaca e prolungato la loro vita di circa l’80%. Nei topi con cardiopatia causata dalla mutazione L35P, l’editing di base ha prevenuto lo sviluppo di cardiopatie”,spiega il Prof. Olson. “Il nostro lavoro rappresenta un passo importante verso la potenziale correzione clinica delle cardiomiopatie mediante strumenti di editing genetico “, hanno commentato i ricercatori nel loro articolo.
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Spiegano gli autori:
“Le mutazioni nel gene della Lamina A ( LMNA ), che codifica per le proteine Lamina A e C, causano gravi patologie umane note collettivamente come laminopatie. Queste condizioni sono spesso devastanti e prive di terapie efficaci. In questo studio, abbiamo sviluppato precise strategie di base editing (BE) mirate alle varianti del gene LMNA umano L35P e R249Q, che causano rispettivamente la distrofia muscolare congenita (CMD) e la cardiomiopatia dilatativa con difetti di conduzione (DCM-CD). I cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC-CM) portatori della mutazione R249Q presentavano aberrazioni nucleari, danni al DNA e transienti anomali di Ca 2+ . Analogamente, gli iPSC-CM L35P presentavano contrazione anomala, danni al DNA e ridotta espressione della proteina Lamina A/C. Abbiamo anche generato modelli murini “umanizzati” portatori di queste mutazioni umane patogene. I topi omozigoti per R249Q hanno mostrato anomalie della conduzione cardiaca, aritmie cardiache e morte prematura. I topi con la mutazione omozigote L35P hanno mostrato grave atrofia muscolare e una ridotta aspettativa di vita, mentre i topi eterozigoti L35P hanno mostrato DCM. Abbiamo sviluppato un approccio di editing delle basi adenina (ABE) per correggere la mutazione R249Q e una strategia di editing delle basi citosina (CBE) per la variante L35P. La correzione precisa di queste mutazioni nelle cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC-CM) ha ripristinato con successo tutte le anomalie in vitro. Inoltre, la somministrazione dei componenti di BE mediante virus adeno-associato ha prevenuto i fenotipi patologici e prolungato la longevità dei topi portatori delle mutazioni LMNA L35P e R249Q. Questi risultati dimostrano l’efficacia di ABE e CBE nel correggere le mutazioni patogene di LMNA che causano cardiopatia, evidenziando BE come un promettente approccio terapeutico per le laminopatie umane“.
Sebbene rappresenti indubbiamente un passo avanti significativo nella cura di queste malattie genetiche, ci sono ancora diversi ostacoli da superare prima che questo trattamento possa aiutare i pazienti. Tra questi, la dimostrazione della sicurezza a lungo termine, per dimostrare che non vi siano alterazioni indesiderate del DNA, e la garanzia che l’organismo non respinga il trattamento. Ma se la ricerca si trasformasse in una terapia, ai pazienti potrebbe essere offerta un’iniezione una tantum che curerebbe la loro malattia e migliorerebbe la loro qualità di vita.