Così editiamo il cancro all'IEO (Istituto Europeo di Oncologia) / So we edit the Cancer to IEO (European Institute of Oncology).

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Immagine di cellula tumorale. / Tumor cell image. 

Prosegue all'Istituto europeo di oncologia di Milano il viaggio nei laboratori di ricerca per verificare l'impatto di CRISPR, la nuova tecnica di editing genetico che sta mietendo un successo dopo l'altro. E che secondo Pier Giuseppe Pelicci, co-direttore scientifico dell'istituto, avrà una portata ancora maggiore del sequenziamento del genoma umano.

Il potenziale della nuova tecnica di editing genetico è altissimo in oncologia, perché i tumori sono causati da molteplici mutazioni e CRISPR consente di modificare molti geni in un colpo solo. La seconda puntata del viaggio nei laboratori che usano CRISPR, dunque, ci porta all’Istituto europeo di oncologia di Milano. Ecco cosa ci ha detto il co-direttore scientifico, Pier Giuseppe Pelicci.

“Nel mio laboratorio usiamo CRISPR in tre grandi filoni di ricerca. Il primo sfrutta la tecnica nel modo classico, per rompere i geni che vogliamo studiare, allo scopo di capirne la funzione. Potevamo farlo anche con le vecchie tecniche ma adesso è tutta un’altra storia. CRISPR è velocissima, costa pochissimo ed è facile da usare. Se prima potevamo fare un esperimento ogni sei mesi, ora ne facciamo uno a settimana. È come se il tempo scorresse diversamente”.

Che tipo di geni inattivate? Ci fa un esempio?

“L’ultimo esperimento che abbiamo avviato riguarda la riprogrammazione cellulare, quel fenomeno per cui si può riportare una cellula adulta allo stadio staminale. In laboratorio si può innescare questa conversione attivando 4 geni, si ottengono delle cellule che sono dette pluripotenti indotte.

Ci siamo chiesti: questa riprogrammazione avviene anche naturalmente nelle cellule del corpo, insomma è fisiologica? Succede nel corso della vita di una donna, ad esempio, che una cellula mammaria adulta si converta in una staminale mammaria? E succede anche nei tumori? Le cellule del cancro possono diventare staminali?

La risposta è sì e i geni interessati sono una ventina. Con CRISPR li inattiviamo uno per volta e vediamo quali sono gli effetti. Senza CRISPR sarebbe stata un’avventura 

faticosa, con CRISPR è diventato un piacere. In più questa tecnica ci consente di intervenire su 4 o 5 geni contemporaneamente nella stessa cellula, un tempo ci avremmo messo cinque o sei anni, ora bastano quindici giorni.

Nel secondo filone di ricerca usate CRISPR in modo diverso?

“Invece di sfruttare la capacità dell’enzima Cas9 di trovare il punto giusto sul DNA e tagliarlo, usiamo la tecnica per trovare un gene e attivarlo. In questa variante il sistema non assomiglia più a delle forbici molecolari, ma a un pulsante che accende l’espressione genica. Ce ne serviamo per studiare gli anticorpi contro le cellule tumorali. Abbiamo una piattaforma per generare questi anticorpi, ma dobbiamo stabilire contro quale antigene è diretto ciascun anticorpo.

Prima questo richiedeva uno o due anni di lavoro, adesso in collaborazione con il Sanger Institute e con l’aiuto di CRISPR abbiamo creato una library, ovvero una collezione di cellule umane, in cui ogni cellula ha uno dei suoi ventiduemila geni mutato. In questo modo copriamo tutto il genoma umano. Vedendo quali cellule vengono riconosciute da un certo anticorpo, possiamo sapere contro quale bersaglio è diretto quell’anticorpo. Questa strategia ci serve per trovare dei target terapeutici, dunque è un approccio di drug discovery.

Cosa ci dice del terzo filone di ricerca?

“Anche in questo caso abbiamo una library di Cas9, in collaborazione con un’azienda biotech che si chiama Cellecta, ma questa volta inattiviamo i geni. Per capire quali geni favoriscono i processi tumorali facciamo uno screening in vivo, iniettando le cellule mutate nel modello animale”.

Si dice che usare CRISPR sia facilissimo, quanto ci vuole per imparare?

“La mia esperienza è che se si mette la tecnica in mano a un post-doc di 35 anni può avere qualche difficoltà, perché è abituato a procedure diverse, deve destrutturarsi. Ma se ci prova un neolaureato che non ha mai modificato geni in altro modo, impara subito”.

Ma è davvero una rivoluzione o stiamo alzando troppo i toni? 

“Ci siamo entusiasmati tanto per il sequenziamento del genoma, e abbiamo fatto bene, perché è stata una grande impresa. Ma CRISPR ha una portata ancora maggiore. Saper leggere il testo del DNA serve a poco se non conosciamo la funzione dei geni.

CRISPR spalanca le porte della genomica funzionale. Si dice che sia la più importante innovazione in biologia dopo la PCR, la tecnica per amplificare il DNA. Secondo me CRISPR è un’innovazione ancora più rivoluzionaria. Di solito l’enfasi non mi piace, ma siamo di fronte a qualcosa di veramente straordinario”.

ENGLISH

The journey in research laboratories Milan European Institute of Oncology to test the impact of CRISPR, the new genetic editing technique that is reaping success after another. And that according to Pier Giuseppe Pelicci, co-scientific director, will have an even greater range of human genome sequencing.

The potential of new genetic editing technique is very high in oncology, because the tumors are caused by multiple mutations and CRISPR it allows you to change many genes at once. The second episode of the trip in the laboratories that use CRISPR, therefore, we in the European Institute of Oncology in Milan door. Here's what he told us the co-scientific director, Pier Giuseppe Pelicci.

"In my lab we use CRISPR in three major areas of research. The first advantage of the technique in the traditional way, to break the genes we want to study in order to understand the function. We could also do it with the old techniques but now it's a different story. CRISPR is very fast, it costs very little and is easy to use. If before we could do an experiment every six months, now we do one a week. It is as if time otherwise. "

What kind of inactivated genes? It makes us an example?

"The last experiment we started about the cell reprogramming, a phenomenon that can bring an adult cell to stem cell stage. In the laboratory you can trigger this conversion activating genes 4, are obtained of the cells that are called induced pluripotent.

We asked ourselves: This reprogramming occurs naturally in the cells of the body, in short, is physiological? It happens during the life of a woman, for example, that an adult mammary stem cell is converted into a breast? It also happens in tumors? Cancer cells can become stem?

The answer is yes and the genes involved are twenty. With CRISPR inattiviamo them one at a time and see what the effects are. Without CRISPR would be an adventure

tiring, with CRISPR has become a pleasure. Furthermore, this technique allows us to work on 4 or 5 genes simultaneously in the same cell, one time it would take five or six years, now just a fortnight.

In the second line of research used CRISPR differently?

"Instead of exploiting the enzyme Cas9 ability to find the right spot on the DNA and cut it, we use the technique to find a gene and activate it. In this variant, the system no longer resembles the molecular scissors, but to a button that turns on the gene expression. We use them to study the antibodies against tumor cells. We have a platform for generating these antibodies, but we need to determine which antigen is directed against each antibody.

Before this required one or two years of work, now in collaboration with the Sanger Institute and with the help of CRISPR we created a library or a collection of human cells, where each cell has one of his twenty-two mutated genes. In this way we cover the entire human genome. Seeing such cells are detected by a certain antibody, we can know which target is directed against quell'anticorpo. This strategy helps us to find therapeutic targets, so it is a drug discovery approach.

What about the third line of research?

"Again we have a library of Cas9 in partnership with biotech company called Cellecta, but this time inattiviamo genes. To understand what genes promote tumor processes do screening in vivo by injecting mutated cells in the animal model. "

It is said that use CRISPR is easy, what does it take to learn?

"My experience is that if you put your hand technique to a post-doc than 35 years may have some difficulty, because it is used in different procedures, must deconstruct. But if it takes a new graduate who has never changed genes in any other way, he learns quickly. "

But is it really a revolution or we are raising the tone too?

"We are excited just to genome sequencing, and we have done well, because it was a large company. But CRISPR has an even greater extent. Knowing how to read the text of the DNA is of little value if we do not know the function of genes.

CRISPR opens the door for functional genomics. It said to be the most important innovation in biology after the PCR technique to amplify DNA. In my CRISPR is a breakthrough even more revolutionary. Usually the emphasis not like, but we are looking at something extraordinary. "

Da:

http://www.lescienze.it/news/2017/03/27/news/crispr_cancro_ieo_pelicci-3465396/