CRISPR:Ora siamo in grado di applicare modifiche genetiche temporanee / CRISPR: We are now able to apply temporary genetic modifications

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

Il nuovo sistema Repair modifica l’rna, piuttosto che il dna, nelle cellule umane. Uno nuovo strumento fondamentale per poter curare le malattie, senza così modificare il genoma.

A ormai cinque anni dalla sua comparsa nel mondo della medicina e delle genetica, dimostrando applicazioni promettenti dalla cura per i cancro e hiv ai biocarburanti e all’agricoltura, Crispr continua a sorprenderci. Infatti, la più avanzata tecnica di manipolazione del dna, che permette di intervenire con estrema precisione su specifici segmenti di dna per eliminare geni e mutazioni dannose o inserirne di utili, da ora in poi potrà operare anche sull’rna, acido nucleico implicato in vari ruoli, come appunto la codifica, la trascrizione, la regolazione ed l’espressione dei geni. E questo grazie a Repair, il nuovo sistema messo appunto dai ricercatori del Broad Institute e del Mit, che appunto si basa su Crispr per riuscire a modificare l’rna nelle cellule umane.

Come hanno raccontato i ricercatori sulle pagine di Science, questo nuovo modo di manipolazione, che altera i prodotti genetici senza però modificare il genoma, sarà uno strumento fondamentale per la ricerca e il trattamento delle malattie.

Più precisamente Repair, acronicmo di Rna Editing for Programmable A to I Replacement, è in grado di operare su singoli nucleotidi che costituiscono la catena dell’rna, che ha il compito di trascrivere le informazioni del dna necessarie per la sintesi proteica, consentendo agli scienziati di correggere mutazioni in diverse finestre temporali, anche durante i periodi fondamentali di sviluppo umano. In questo caso, precisano gli autori, non si manipolerebbe il dna, sollevando così gli scienziati dalle preoccupazioni etiche legate alle modifiche dirette e permanenti sul genoma.“La capacità di correggere le mutazioni che causano malattie è uno degli obiettivi primari dell’editing genomico”, spiega l’autore Feng Zhang. “Finora disattivavamo alcuni geni, ma in realtà non sappiamo ancora come recuperare la funzione della proteina persa. Questa nuova capacità di modificare l’rna apre più opportunità per recuperare questa funzione e trattare molte malattie, in quasi ogni tipo di cellula”. Infatti, a differenza delle modifiche permanenti al codice genetico richieste per la modifica del dna, l’editing dell’rna offrirà un modo più sicuro e flessibile per effettuare correzioni nelle cellule. “Il nuovo sistema può riparare le mutazioni (a livello dell’rna) senza alterare il genoma e, quindi, è una correzione potenzialmente reversibile”, precisa il co-autoreDavid Cox.

Per progettare Repair, i ricercatori hanno analizzato la famiglia di enzimi Cas13, selezionando dal batterio Prevotella l’enzima PspCas13b, e lo hanno successivamente combinato con una proteina chiamata Adar2. Un composto che si è mostrato il più efficace per scegliere a una sequenza bersaglio di rna e intervenire senza danneggiare le altre sequenze. “Il successo che abbiamo avuto con questa tecnica è davvero incoraggiante e ci sono chiari segni che potrà evolversi ulteriormente, migliorando precisione ed efficacia”, spiega Omar Abudayyeh, co-autore dello studio. Per dimostrare il potenziale terapeutico di Repair, il team ha per prima cosa sintetizzato le mutazioni patogene che causano l’anemia di Fanconi e diabete insipido nefrogenico. Poi le ha introdotte nelle cellule umane e le ha corrette con Repair, dimostrando quindi il successo e l’efficacia di questa nuova tecnica.

ENGLISH

The new Repair System modifies the lump, rather than the DNA, into human cells. A new fundamental tool to cure diseases without altering the genome.

Now, five years after its appearance in the world of medicine and genetics, demonstrating promising applications for cancer and HIV treatment for biofuels and agriculture, Crispr continues to surprise us. Indeed, the most advanced DNA manipulation technique, which allows you to intervene with extreme precision on specific DNA segments to eliminate genes and mutations that are harmful or useful, can now also operate on the nucleus, nucleic acid implicated in various roles, such as encoding, transcribing, regulating and expressing genes. And this is thanks to Repair, the new system made by Researchers of the Broad Institute and Mit, which is based on Crispr to succeed in modifying the plague in human cells.

As scientists have told scientists on the pages of Science, this new way of manipulating, altering genetic products without altering the genome, will be a key tool for research and treatment of diseases.

Specifically, Repair, an acronym for RNA Editing for Programmable A to I Replacement, is able to operate on single nucleotides constituting the chain of the lump, which has the task of transcribing DNA information necessary for protein synthesis, allowing scientists to correct mutations in different time windows, even during the fundamental periods of human development. In this case, the authors say, the DNA would not be manipulated, thus raising scientists from ethical concerns linked to direct and permanent changes to the genome. "The ability to correct mutations that cause disease is one of the primary goals of genomic editing" , explains author Feng Zhang. "So far, we have deactivated some genes, but we still do not know how to recover the function of the lost protein. This new ability to modify the frog opens up more opportunities to recover this feature and treat many diseases in almost every cell type. " In fact, unlike the permanent modifications to the genetic code required for DNA modification, the editing of the urge will offer a safer and more flexible way to make corrections in the cells. "The new system can repair mutations (at the limb level) without altering the genome and, therefore, is a potentially reversible correction," says co-authorDavid Cox.

To design Repair, the researchers analyzed the Cas13 enzyme family, selecting from the Prevotella bacterium the PspCas13b enzyme, and subsequently combined it with a protein called Adar2. A compound that has been shown to be the most effective in choosing a target kernel sequence and intervening without damaging the other sequences. "The success we have had with this technique is really encouraging and there are clear signs that will evolve further, improving accuracy and effectiveness," explains Omar Abudayyeh, co-author of the study. To demonstrate the therapeutic potential of Repair, the team first synthesized pathogenic mutations that cause Fanconi anemia and nephrogenic insipid diabetes. Then he introduced them into human cells and corrected them with Repair, demonstrating the success and effectiveness of this new technique.

Da:

https://www.wired.it/scienza/medicina/2017/10/26/crispr-modifica-rna-temporanea/?utm_source=wired&utm_medium=NL&utm_campaign=daily