Oggi che le modifiche genomiche sono una realtà anche al di fuori dei laboratori del Dr, Frankenstein (o del dr. Moreau) usate, per quanto illegalmente, perfino per modificare gli embrioni prima dell'impianto (vedi l'articolo sul caso He Jiankui) si pone il problema di quali e quanti siano i rischi correlati a tale tecnica dovuti a modifiche genetiche non volute
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| Image credit: Harvard.edu |
Argomento indagato tempo fa dai ricercatori dell'ETH di Zurigo sulla tecnica CRISPR-Cas, tecnica oramai ampiamente usata in laboratorio per modificare in modo mirato anche solo singoli nucleotidi del materiale genetico.
Tecniche usate sia per modificare geni difettosi malattie ereditarie, combattere il cancro e in agricoltura per creare colture resistenti alla siccità, calore e agli insetti
Il complesso molecolare CRISPR-Cas9 può essere utilizzato per tagliare il DNA a doppio filamento nel punto esatto in cui il materiale genetico deve essere modificato (le versioni più recenti non tagliano il DNA ma vengono utilizzate per modificare specificamente l'espressione genica). Il taglio attiva due meccanismi di riparazione naturali che la cellula usa per riparare tali danni: uno veloce ma impreciso (riparazione del DNA non omologo) che ricollega solo le estremità del DNA tagliato, e uno lento e preciso chiamato riparazione omola-diretta che non è sempre attivato (richiede un modello copiabile per la riparazione per ricongiungere accuratamente il DNA nel sito di taglio). Quest'ultimo è quello ideale in quanto consente di non lasciare "cicatrici" non volute (e deleterie) nel genoma.
Per far sì che la cellula usi la riparazione omologa-diretta, i ricercatori hanno recentemente iniziato a usare una molecola chiamata AZD7648, che blocca la riparazione rapida e costringe la cellula a usare la riparazione diretta.
Gli studi iniziali con queste nuove terapie sono stati buoni.
È stata però proprio la dichiarazione di maggiore efficienza e precisione associata all'utilizzo di AZD7648 ad insospettire un team di ricercatori dell'ETH, che riteneva i risultati troppo buoni. Si iniziò quindi l'analisi genomica delle cellule trattate non solo nel sito modificato ma anche in regioni distanti o poste su altri cromosomi, trascurate invece nei report pubblicati.
Il risultato, pubblicato su Nature Biotechnology, è stato la scoperta che l'uso di AZD7648 ha gravi effetti collaterali (cosa che non sorprende essendo un inibitore della riparazione del DNA).
Se infatti è stato confermato che la riparazione è stata precisa, è stato altresì visto che una percentuale significativa di cellule hanno subito alterazioni genetiche in altre regioni. Cambiamenti che andavano da semplici delezioni alla perdita di interi bracci cromosomici (inducendo quindi instabilità genomica), oltre all'azione (auspicata) sul sito bersaglio. Danni che potrebbero essere più estesi avendo solo analizzato parte del genoma.
Questo non vuol dire che la tecnica sia dannosa (infatti è stata usata con successo per la terapia risolutiva dell'anemia falciforme)
Sono quindi necessari nuovi test, approcci e normative per chiarire l'entità e il potenziale del danno, tenendo però a mente che il sistema CRISPR-Cas è già stato utilizzato con successo nella pratica clinica (ad esempio, nella terapia della ereditaria anemia falciforme dove è stata risolutiva) ma senza l'utilizzo di AZD7648 e sempre facendo trattamenti ex vivo (cellule prelevate, modificate e poi reinserite dopo controllo invece di un trattamento in vivo).
Postilla importante.
La molecola AZD7648 è in fase di sperimentazione clinica per il trattamento del cancro, per indurre la morte di queste cellule destabilizzandole mediante un sovraccarico di danni al genoma (ricordo che è un inibitore della riparazione del DNA).
Fonte
- Genome editing with the HDR-enhancing DNA-PKcs inhibitor AZD7648 causes large-scale genomic alterations.
G. Cullot et al, (2024) Nature Biotechnology
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