Le mutazioni stop (o nonsenso) introducono un segnale di stop prematuro nell’RNA messaggero di CFTR, che ha come effetto la produzione di una proteina CFTR tronca e non funzionale. Per le persone con fibrosi cistica (FC) che hanno mutazioni stop attualmente non ci sono opzioni terapeutiche approvate. A questo scopo è utile investigare nuove tecniche di terapia genica, specificamente tecniche di editing (correzione) sito-specifico di RNA, per correggere la mutazione nonsenso UGA nell’RNA messaggero del gene CFTR.
Sono stati usati due metodi di RNA editing (minixABE e RESTORE) veicolati in cellule umane, in particolare in due tipi di linee cellulari bronchiali, una con la mutazione W1282X e l’altra la mutazione G542X. Come trasportatori, sono state usate particelle lipidiche o vettori virali (ossia virus opportunamente modificati in cui viene inserita l’informazione genetica).
Lo scopo era convertire la molecola adenosina del codone UGA nella molecola inosina, che viene letta come guanosina e in questo modo converte il codone nonsenso UGA nel codone senso UGG.
Per prima cosa è stato confermato l’aumento dell’RNA messaggero del gene CFTR con i due sistemi di RNA editing, minixABE e RESTORE. Al microscopio si è osservata la presenza della proteina CFTR nelle cellule sottoposte a RNA editing e la sua localizzazione sulla membrana plasmatica. Inoltre, sono stati testati con successo i vettori virali per migliorare il meccanismo di trasporto nelle cellule bronchiali umane. Infine è stato svolto il sequenziamento genico a seguito della correzione dell’RNA con il sistema RESTORE, ed è stata confermata la presenza del codone senso UGG nell’RNA messaggero delle cellule.
Complessivamente, i risultati suggeriscono che le mutazioni stop UGA nell’mRNA di CFTR possono essere corrette tramite RNA editing. Questi risultati aprono prospettive promettenti nella correzione dei codoni stop prematuri presenti nell’RNA costituendo un approccio innovativo, anche se ancora da valutare in vivo.
L’uso di inibitori della degradazione dell’RNA mutato incrementando l’RNA da modificare può rivelarsi utile. Rimangono aspetti da ottimizzare, in particolare il meccanismo di trasporto mirato verso specifici organi.

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Pubblicazioni

• Chiavetta RF, Titoli S et al. Site-Specific RNA Editing of Stop Mutations in the CFTR mRNA of Human Bronchial Cultured Cells International journal of molecular sciences vol. 24,13 10940. 30 Jun 2023

Abstract presentati a congressi scientifici

• Simona Titoli, Viviana Barra, Roberta Chiavetta, Raffaella Melfi, Aldo Di Leonardo. Antisense Oligonucleotides direct endogenous ADARs to recode a Premature Termination Codon in CFTR mRNA. 18th ECFS Basic Science Conference 2023
• Viviana Barra, Roberta Flavia Chiavetta, Simona Titoli, Patrizia Cancemi, Raffaella Melfi, Aldo Di Leonardo. Novel approaches based on sequence-specific RNA editing by ADARs to correct CFTR nonsense mutations causing Cystic Fibrosis. 46th European ECFS Congress 2023
• Roberta Flavia Chiavetta, S. Titoli, V. Barra, P. Cancemi, R. Melfi, A. Di Leonardo. Applying RNA editing technology to correct the W1282X stop mutation in the CFTR mRNA in human bronchial cells. FISV Congress 2022 Abstract book
• Simona Titoli, R.F. Chiavetta, P. Cancemi, L. Lentini, R. Melfi, V. Barra, A. Di Leonardo. Exploring specific antisense oligonucleotides (ASOs) fused to ADARs recruiting domain to restore CFTR nonsense mutation. FISV Congress 2022 Abstract book