Una collaborazione ha portato all’identificazione, in un batterio dell’intestino, di nuove molecole CRISPR-Cas9 che potrebbero avere un potenziale clinico per trattare malattie genetiche come la retinite pigmentosa, attraverso iniezioni sottoretiniche. Anna Cereseto e Nicola Segata del Dipartimento di Biologia Cellulare, Computazionale e Integrativa dell'Università di Trento hanno unito le forze e unito le loro competenze per sviluppare nuove terapie per il trattamento delle malattie genetiche.
Uno studio, con Anna Cereseto e Nicola Segata come autori corrispondenti e senior, è stato pubblicato su Nature Communications .
I ricercatori di tutto il mondo stanno studiando le terapie genomiche per trovare nuovi trattamenti per le malattie genetiche. L'editing del genoma con il sistema CRISPR-Cas9 si basa sull'uso della proteina Cas9, che funziona come un paio di forbici molecolari che possono essere programmate per apportare modifiche specifiche al genoma per tagliare o sostituire sequenze di DNA dannose, correggendo le mutazioni che causano malattie.
Questa biotecnologia è stata scoperta nel 2012 negli Stati Uniti e ha già portato a una terapia approvata, un farmaco per l'anemia falciforme.
Ora lo studio condotto dall'Università di Trento fa fare un passo avanti alla ricerca genomica.
"Rispetto ad altri approcci CRISPR-Cas9, quello che abbiamo identificato è preciso, efficace e più compatto. Questa nuova molecola CRISPR-Cas9, come dimostrato dai nostri esperimenti sulla retina, sarà trasportata più facilmente agli organi che devono essere trattati nelle terapie per malattie genetiche", spiega Anna Cereseto, che dal 2018 è impegnata in studi sull'editor genomico con lo sviluppo di evoCas9.
Ampliare la gamma degli strumenti CRISPR-Cas è necessario per accelerare lo sviluppo di terapie per le malattie genetiche. Ciò può essere ottenuto modificando gli enzimi naturali, come nel caso di evoCas9, ma scoprire enzimi già evoluti che possono funzionare offre grandi vantaggi.
La collaborazione con il laboratorio di Metagenomica Computazionale di Nicola Segata ha permesso al laboratorio di Virologia Molecolare di Anna Cereseto di far luce su una vasta riserva naturale di sistemi CRISPR-Cas9 da cui trarre nuovi preziosi strumenti per l'editing del genoma umano.
"Interrogando un database del genoma del microbioma che abbiamo creato nel corso di diversi anni, abbiamo scoperto un gran numero di Cas9 con proprietà interessanti per l'editing del genoma", affermano Anna Cereseto e Nicola Segata.
"Abbiamo scoperto una grande varietà di CRISPR-Cas9 nei batteri che popolano l'intestino. In particolare, abbiamo identificato la nucleasi CoCas9, un gruppo molto attivo di enzimi di piccole dimensioni molecolari, circa un migliaio di aminoacidi, nella Collinsella, un genere batterico che si trova spesso nell'intestino umano."
"Il sequenziamento dell'intero microbioma utilizzando un approccio metagenomico, seguito dalla ricostruzione in laboratorio dei genomi assemblati, ha portato all'identificazione di un'enorme varietà di specie. La scoperta di una raccolta di nuove nucleasi Cas9, tra cui CoCas9, rende il genoma toolkit di editing ancora più grande," sottolineano.
Concludono:"La difficoltà di somministrazione ostacola ancora lo sviluppo di terapie per le malattie genetiche. Tuttavia, CoCas9, grazie alle sue dimensioni ridotte, mostra potenziale per applicazioni di terapia genica ed è quindi un potenziale candidato per l'ottimizzazione attraverso approcci ingegneristici, che merita ulteriori approfondimenti" . Stiamo già lavorando su progetti di sviluppo clinico."
Ulteriori informazioni: Eleonora Pedrazzoli et al, CoCas9 è una nucleasi compatta del microbioma umano per un editing genomico efficiente e preciso, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47800-9
Informazioni sul giornale: Comunicazioni sulla natura
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