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Ingegneri genetici hanno realizzato più di 13.000 modifiche CRISPR in una singola cellula

Una squadra del laboratorio di George Church alla Harvard intende ridisegnare le specie con modifiche del DNA su larga scala.

di Antonio Regalado 03-04-19
Il CRISPR permette agli scienziati di introdurre precise modifiche nel DNA in posizioni specifiche. Queste modifiche vengono solitamente implementate una alla volta.

Ora, una squadra della Harvard University dichiara di essere riuscita ad utilizzate la tecnica per realizzare 13.200 alterazioni genetiche in una singola cellula, un record.
Sotto la guida di George Church, noto genetista, il gruppo si propone di riscrivere genomi su di uan scala molto più ampia di quanto finora possibile, con la prospettiva di acquisire la capacità di “ridisegnare radicalmente” le specie — umani compresi.

Non è la prima volta che vengono tentati editing genetici su larga scala. Nel 2017, una squadra australiana guidata da Paul Thomas apportò così tante modifiche al cromosoma Y di topi da cancellarlo del tutto. La strategia utilizzata sta venendo presa in considerazione come terapia contro la sindrome Down, provocata dalla presenza di un cromosoma extra.

Per conseguire il record, Oscar Castanon e Cory Smith, della squadra di Church, hanno puntato il CRISPR ad un tipo di sequenza di DNA chiamata LINEA-1, un elemento misteriosamente ripetitivo rinvenibile ovunque nel genoma umano. Questi elementi genetici, capaci di copiare sestesi, rappresentano circa il 17% del nostro genoma.

Poiché il CRISPR apre in due la doppia elica con un taglio preciso, troppe modifiche in un colpo solo uccidono la cellula. Nel 2016, Geoff Faulkner, della University of Queensland in Australia, cercò di eliminare da 500 embrioni di topo elementi della LINEA nella speranza di influire sul comportamento dei topi, ma nessuno dei topi sopravvisse abbastanza a lungo per riprodursi.

Per evitare il problema, la squadra della Harvard ha adattato una variante del CRISPR chiamata base editor che evita il taglio del DNA rimpiazzando invece una lettera con l'altra. Secondo lo studio pubblicato su BioRxiv, la squadra avrebbe apportato più di 13.000 modifiche sulla stessa cellula in contemporanea senza ucciderle.

Non tutti gli scienziati credono che il lavoro possa veramente aprire le porte all'editing su larga scala del genoma come promesso. Secondo Gaetan Burgio, dell'Australian National University, l'idea che la tecnica possa condurre ad un'intera riprogrammazione delle specie sarebbe “molto esagerata.”

Church crede che l'editing su larga scala possa ripulire il genoma dalla spazzatura genetica. Nel 2015, per esempio, il laboratorio eliminò tutte e 62 le copie di un retrovirus nascosto nel genoma dei maiali. Tali virus possono riattivarsi e la loro eliminazione rappresenta un passo nella direzione dei trapianti da maiale ad umano. Una società nata dal laboratorio eGenesis, sta già producendo maiali geneticamente manipolati perchè i loro organi possano essere tollerati dal corpo umano in caso di trapianto.

Secondo Church, il suo obbiettivo sarebbe la creazione di organi e tessuti umani geneticamente immuni ad ogni virus. Secondo la squadra di Church, questo procedimento, chiamato ricodificare, richiederebbe circa 9.811 precise modifiche genetiche. La ricerca viene condotta su cellule di Church stesso: “Vogliono essere cellule staminali sicure e universali,” spiega il genetista.