Crispr potrebbe essere utile anche contro la retinite pigmentosa / Crispr could also be useful against retinitis pigmentosa

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa  / REPORTED BY THE DOCTOR GIUSEPPE COTELLESSA

Una nuova tecnica di editing genetico ha ripristinato la funzione della retina in topi affetti da retinite pigmentosa. Ma potrebbe servire anche in altre malattie, fra cui distrofie della cornea e morbo di Hungtinton

La chiamano chirurgia genomica, perché consiste nel rimuovere il gene difettoso all’interno di una cellula e sostituirlo con il gene normalmente funzionante. Ora per la prima volta un gruppo di ricerca della Columbia University, guidati da Stephen H. Tsang, ha applicato con successo sul modello animale queste tecniche di editing genetico (CRISPR) a una malattia genetica rara, la retinite pigmentosa, che colpisce la retina e può portare anche alla cecità. Il successo della sperimentazione fa ben sperare anche per la cura di altre malattie rare, come il morbo di Huntington, la sindrome di Marfan e le distrofie corneali. Lo studio è stato pubblicato su Ophthalmology, la rivista dell’American Academy of Opthalmology.

La retinite pigmentosa costituisce un gruppo di malattie genetiche rare, causate da oltre 70 geni, che colpisce circa 1 persona su 4000. Si sviluppa con la progressiva perdita di cellule della retina. L’esordio è in età infantile, la progressione è lenta, con compromissione della visione periferica e della visione notturna. In molti casi porta a cecità completa entro i 40 anni. Attualmente non esiste trattamento medico in grado di curare completamente la patologia.

Dalla sua introduzione nel 2012, la tecnologia CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), ha rivoluzionato le possibilità degli scienziati di modificare il DNA. In particolare, le malattie autosomiche dominanti, cui appartiene anche la retinite pigmentosa,rappresentano una sfida particolare per gli studiosi. Queste malattie sono causate da una mutazione presente soltanto su una delle due copie di un gene (quella materna o quella paterna): in pratica, il soggetto eredita dai propri genitori una coppia di cromosomi dove si trovano un gene mutato e un gene normale. La sfida per gli scienziati è usare le tecniche di editing genetico per modificare solo la copia che presenta la mutazione, senza danneggiare la copia sana. Al contrario, sono mutanti, per cui il trattamento di sostituzione di geni è più semplice e l’industria sta già sviluppando terapie geniche per le forme recessive di retinite pigmentosa.

Il metodo messo a punto da Tsang e del suo gruppo ha permesso di sostituire il gene malato con uno sano, senza alterarne la normale funzione. La strategia, detta “ablate-and-replace”, può essere utilizzata per sviluppare tecniche di CRISPR per tutti i tipi di mutazione che si verificano a livello dello stesso gene, cioè non è esclusiva per una data alterazione genetica. Questo è particolarmente utile nelle malattie come la retinite pigmentosa, che può essere causata da una qualsiasi delle 150 mutazioni nel gene della rodopsina, proteina delle cellule retiniche. La tecnica può essere applicata in modo indipendente dalle mutazioni e rappresenta il metodo più veloce e meno costoso per superare le difficoltà nel trattare una malattia dominante con la chirurgia genomica.

In genere con CRISPR si utilizza una breve sequenza di “RNA guida” che corrisponde al tratto che si vuole sostituire; si attacca questa sequenza alla proteina Cas9, e insieme si introducono nel nucleo cellulare dove è presente il tratto di DNA corrispondente. Cas9 “apre” il DNA, come fosse una cerniera lampo, e vi inserisce la parte di RNA guida, viene tagliato il tratto di codice mutato e la cellula è indotta ad accettare il codice sano, attraverso i naturali sistemi cellulari di riparazione.

In questo caso, invece, anziché usare la tecnica a una guida a RNA, il gruppo ha impiegato due guide a RNA aventi come bersaglio la rodopsina mutata, con un incremento della distruzione del gene malato dal 30% al 90%. I ricercatori hanno combinato la chirurgia genomica con la tecnica di sostituzione del gene attraverso un virus per veicolare la versione sana del gene nella retina dei topi. I risultati, valutati con l’elettroretinografia, hanno mostrato il rallentamento della degenerazione retinica nei casi sottoposti a trattamento.

ENGLISH

A new genetic editing technique has restored the function of the retina in mice with retinitis pigmentosa. But it could also serve in other diseases, including corneal dystrophies and Hungtinton's disease

They call it genomic surgery, because it involves removing the faulty gene inside a cell and replacing it with the normally functioning gene. Now, for the first time, a research group at Columbia University, led by Stephen H. Tsang, has successfully applied these genetic editing techniques (CRISPR) to a rare genetic disease, retinitis pigmentosa, which affects the retina and it can also lead to blindness. The success of the experimentation also bodes well for the treatment of other rare diseases, such as Huntington's disease, Marfan's syndrome and corneal dystrophies. The study was published in Ophthalmology, the journal of the American Academy of Opthalmology.

Retinitis pigmentosa is a group of rare genetic diseases, caused by over 70 genes, which affects about 1 in 4000 people. It develops with the progressive loss of retinal cells. The onset is in childhood, the progression is slow, with impaired peripheral vision and night vision. In many cases it leads to complete blindness within 40 years. Currently there is no medical treatment able to completely cure the disease.

Since its introduction in 2012, CRISPR (Clustered Regularly Interspected Short Palindromic Repeats) technology has revolutionized the ability of scientists to modify DNA. In particular, the dominant autosomal diseases, to which also the retinitis pigmentosa belongs, represent a particular challenge for scholars. These diseases are caused by a mutation present only on one of the two copies of a gene (the maternal or the paternal): in practice, the subject inherits from his parents a pair of chromosomes where they find a mutated gene and a normal gene. The challenge for scientists is to use genetic editing techniques to modify only the copy that presents the mutation, without damaging the healthy copy. On the contrary, they are mutants, so the treatment of gene replacement is simpler and the industry is already developing gene therapies for recessive forms of retinitis pigmentosa.

The method developed by Tsang and his team made it possible to replace the diseased gene with a healthy one, without altering its normal function. The strategy, called "ablate-and-replace", can be used to develop CRISPR techniques for all types of mutations that occur at the same gene level, ie it is not exclusive to a given genetic alteration. This is particularly useful in diseases such as retinitis pigmentosa, which can be caused by any of the 150 mutations in the rhodopsin gene, retinal cell protein. The technique can be applied independently of mutations and is the fastest and least expensive method to overcome the difficulties in treating a dominant disease with genomic surgery.

Generally, with CRISPR a short sequence of "guide RNA" is used which corresponds to the section to be replaced; this sequence is attached to the Cas9 protein, and together they are introduced into the cell nucleus where the corresponding DNA tract is present. Cas9 "opens" the DNA, as if it were a zip, and inserts the part of the guide RNA, the tract of mutated code is cut off and the cell is induced to accept the healthy code, through the natural cellular repair systems.

In this case, instead, instead of using the RNA guidance technique, the team employed two RNA guides targeting the mutated rhodopsin, with an increase in the destruction of the diseased gene from 30% to 90%. The researchers combined genomic surgery with the gene replacement technique through a virus to convey the healthy gene version in the mouse retina. The results, assessed with electroretinography, showed the slowing of retinal degeneration in the cases undergoing treatment.

Da:

https://www.galileonet.it/2018/05/crispr-potrebbe-essere-utile-anche-contro-retinite-pigmentosa/