Una terapia genica per il dolore cronico

(Dolore cronico-Immagine Credit Public Domain).

Con la terapia genica, gli scienziati hanno sviluppato una soluzione priva di oppioidi per il dolore cronico.

I ricercatori dell’Università della California di San Diego hanno sviluppato una nuova terapia che funziona reprimendo temporaneamente un gene coinvolto nella percezione del dolore. La terapia ha aumentato la tolleranza al dolore nei topi, ha ridotto la loro sensibilità al dolore e ha fornito mesi di sollievo dal dolore senza causare intorpidimento.

I ricercatori hanno riportato i loro risultati in un documento pubblicato su Science Translational Medicine.

La terapia genica potrebbe essere utilizzata per trattare un’ampia gamma di condizioni di dolore cronico, dalla lombalgia a rari disturbi del dolore neuropatico, condizioni per le quali gli antidolorifici oppioidi sono l’attuale standard di cura.

“I trattamenti che abbiamo in questo momento non funzionano”, ha detto la prima autrice dello studio Ana Moreno, una studentessa di bioingegneria della UC San Diego Jacobs School of Engineering. Gli oppioidi possono rendere le persone più sensibili al dolore nel tempo, portandole a fare affidamento su dosi sempre più elevate. “C’è un disperato bisogno di un trattamento che sia efficace, duraturo e che non crei dipendenza”.

L’idea di un tale trattamento è emersa quando Moreno era un dottoranda nel laboratorio del Professore di bioingegneria della UC San Diego Prashant Mali che stava studiando la possibilità di applicare approcci di terapia genica basati su CRISPR a malattie umane comuni e rare.

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Il progetto di Moreno si è concentrato sull’esplorazione di potenziali vie terapeutiche. Un giorno, si è imbattuta in un articolo su una mutazione genetica che fa sì che gli esseri umani non provino dolore. Questa mutazione inattiva una proteina nei neuroni che trasmettono il dolore nel midollo spinale, chiamata Na _V 1.7. Negli individui privi di Na _V 1.7 funzionale, le sensazioni come toccare qualcosa di caldo o acuto non vengono registrate come dolore. D’altra parte, una mutazione genetica che porta alla sovraespressione di Na _V 1.7 fa sì che gli individui provino più dolore.

Quando Moreno ha letto questo articolo, ha pensato: “Mirando a questo gene, potremmo alterare il fenotipo del dolore. La cosa interessante è che questo gene è coinvolto solo nel dolore. Non ci sono effetti collaterali gravi osservati con questa mutazione”.

Terapia genica non permanente per il dolore cronico

Moreno ha lavorato sulla repressione genica utilizzando lo strumento di editing genetico CRISPR come parte della sua tesi. Nello specifico, stava lavorando con una versione di CRISPR che utilizza quello che viene chiamato Cas9 “morto”, che non ha la capacità di tagliare il DNA. Invece, si attacca a un gene target e ne blocca l’espressione.

Moreno ha visto l’opportunità di utilizzare questo approccio per reprimere il gene che codifica per Na _V 1.7. Sottolinea: “Non si tratta di eliminare alcun gene, quindi non ci sono modifiche permanenti al genoma. Non vorrai perdere definitivamente la capacità di provare dolore. Una delle maggiori preoccupazioni con l’editing genetico CRISPR sono gli effetti fuori bersaglio. Una volta tagliato il DNA, il gioco è fatto. Non puoi tornare indietro. Con ‘Cas9 morto’ invece, non stiamo facendo qualcosa di irreversibile“.

Mali, che è un co-autore senior dello studio, afferma che questo uso di Cas9 morto apre la porta all’uso della terapia genica per colpire malattie comuni e disturbi cronici.

“In alcune malattie comuni, il problema è che un gene viene misexpress. Non vuoi spegnerlo completamente “, ha detto. “Ma se potessi abbassare la dose di quel gene, potresti portarlo a un livello in cui non è patogeno. Questo è quello che stiamo facendo in questo studio. Non eliminiamo completamente il fenotipo del dolore, lo attenuiamo“.

Moreno e Mali hanno co-fondato la società spin-off Navega Therapeutics per lavorare sulla traduzione di questo approccio di terapia genica, che hanno sviluppato alla UC San Diego, nella clinica. Hanno collaborato con Tony Yaksh, esperto di sistemi del dolore e Professore di anestesiologia e farmacologia presso la UC San Diego School of Medicine. Yaksh è un consulente scientifico di Navega e co-autore senior dello studio.

Primi studi di laboratorio

I ricercatori hanno progettato un sistema CRISPR / Dead Cas9 per mirare e reprimere il gene che codifica per Na _V 1.7. Hanno somministrato iniezioni spinali del loro sistema a topi con dolore infiammatorio e indotto dalla chemioterapia. Questi topi hanno mostrato soglie di dolore più elevate rispetto ai topi che non hanno ricevuto la terapia genica; erano più lenti a ritirare una zampa da stimoli dolorosi (caldo, freddo o pressione) e passavano meno tempo a leccarla o scuoterla dopo essere stati feriti.

Il trattamento è stato testato in vari momenti. Era ancora efficace dopo 44 settimane nei topi con dolore infiammatorio e 15 settimane in quelli con dolore indotto dalla chemioterapia. “La durata dell’effetto della nuova terapia è ancora in fase di test”, hanno detto i ricercatori, “dovrebbe comunque durare a lungo. Inoltre, i topi trattati non hanno perso sensibilità né hanno mostrato alcun cambiamento nella normale funzione motoria”.

Per convalidare i loro risultati, i ricercatori hanno eseguito gli stessi test utilizzando un altro strumento di modifica genetica chiamato proteine ​​del dito di zinco. È una tecnica più vecchia di CRISPR, ma fa lo stesso lavoro. Qui, i ricercatori hanno progettato dita di zinco che si legano in modo simile al gene target e bloccano l’espressione di Na _V 1.7. Le iniezioni spinali delle dita di zinco nei topi hanno prodotto gli stessi risultati del sistema CRISPR-dead Cas9.

“Eravamo entusiasti che entrambi gli approcci funzionassero”, ha detto Mali. “La bellezza delle proteine ​​del dito di zinco è che sono costruite sull’impalcatura di una proteina umana. Il sistema CRISPR è una proteina estranea che proviene da batteri, quindi potrebbe causare una risposta immunitaria. Ecco perché abbiamo esplorato anche le dita di zinco, quindi abbiamo un’opzione che potrebbe essere più traducibile per la clinica “.

I ricercatori affermano che questa soluzione potrebbe funzionare per un gran numero di condizioni di dolore cronico derivanti da una maggiore espressione di Na _V 1.7, tra cui polineuropatia diabetica, eritromelalgia, sciatica e artrosi. Potrebbe anche fornire sollievo ai pazienti sottoposti a chemioterapia.

“E a causa dei suoi effetti non permanenti, questa piattaforma terapeutica potrebbe soddisfare un bisogno scarsamente soddisfatto di una vasta popolazione di pazienti con condizioni di dolore di lunga durata (da settimane a mesi) ma reversibili”, ha detto Yaksh.

“Pensa al giovane atleta o al combattente di guerra ferito in cui il dolore può risolversi con la guarigione delle ferite”, ha detto. “Non vorremmo rimuovere in modo permanente la capacità di percepire il dolore in queste persone, soprattutto se hanno una lunga aspettativa di vita. Questo approccio CRISPR / Dead Cas9 offre a questa popolazione un intervento terapeutico alternativo, che è un passo importante nel campo della gestione del dolore “.

Fonte: UC San Diego