Le tecniche di correzione del DNA che si sono sviluppate e raffinate negli anni recenti aprono a prospettive di cure definitive per malattie genetiche come la fibrosi cistica (FC). Tra queste, la tecnologia CRISPR-Cas9 permette di correggere le mutazioni nel DNA con elevata efficienza e precisione.
Non tutte le mutazioni possono essere corrette con strategie standard di CRISPR-Cas9, ma esistono vie alternative come il CRISPR-base editor che è in grado di correggere le mutazioni senza tagliare il DNA, convertendo l’informazione genetica errata in quella corretta. È anche possibile sfruttare l’esistenza delle cosiddette mutazioni neutralizzanti, correzioni secondarie in grado di neutralizzare l’effetto della mutazione originale che causa la malattia.
Nel progetto, la tecnologia CRISPR-base editor è stata usata per correggere la mutazione 2789+5G>A e la mutazione F508del in cellule epiteliali bronchiali umane e organoidi intestinali derivati da persone con FC.
Le mutazioni neutralizzanti identificate precedentemente sono state inserite prima in modelli cellulari, in cui è stata valutata l’efficienza del processo di correzione e la conseguente funzionalità del canale CFTR con mutazione F508del. Successivamente è stata valutata l’efficienza della correzione in cellule bronchiali primarie.
È stata sviluppata una strategia di correzione anche per la mutazione 2789+5G>A: dopo test iniziali in linee cellulari, è stata verificata l’efficienza di correzione della mutazione sia in organoidi che in cellule bronchiali derivati da pazienti. Negli stessi modelli è stato valutato anche il ripristino della funzionalità del canale CFTR.
Entrambe le strategie, sia usando le mutazioni neutralizzanti per correggere  F508del che usando i base editor per correggere la mutazione 2789+5G>A, hanno portato a un ripristino della funzionalità di CFTR nei modelli cellulari, in cellule primarie e, nel secondo caso, anche in organoidi, rivelando che i CRISPR-base editor sono una tecnica promettente per una futura cura della FC.
Grazie a questo lavoro di ricerca si è osservato che anche le mutazioni più difficili da correggere possono essere riparate con la tecnologia CRISPR-Cas9: il successo di queste strategie ora dipende dallo sviluppo di un efficace trasporto di questi sistemi a livello dei tessuti, in particolare dei polmoni delle persone con FC, al fine di raggiungere i test in clinica.

Scarica qui la scheda della Ricerca trasparente FFC#2/2021

Pubblicazioni

• Amistadi S, Maule G et al. Functional restoration of a CFTR splicing mutation through RNA delivery of CRISPR adenine base editor. Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy, 31(6), 1647–1660, 2023
• Bulcaen M, Kortleven P et al. Prime editing functionally corrects cystic fibrosis-causing CFTR mutations in human organoids and airway epithelial cells. Cell reports. Medicine, 5(5), 101544, 2024