I ricercatori hanno sviluppato una nuova versione di una proteina chiave per la modifica genetica CRISPR che mostra un’attività di modifica efficiente ed è sufficientemente piccola da essere confezionata all’interno di un virus non patogeno in grado di trasmetterla alle cellule bersaglio. Hongjian Wang e colleghi dell'Università di Wuhan, in Cina, presentano questi risultati nella rivista ad accesso aperto PLOS Biology.
Negli ultimi anni si è assistito a un’esplosione di ricerche che tentano di sfruttare i sistemi di modifica genetica CRISPR – che si trovano naturalmente in molti batteri come difesa contro i virus – in modo che possano essere utilizzati come potenziali trattamenti per le malattie umane. Questi sistemi si basano sulle cosiddette proteine associate a CRISPR (Cas), di cui Cas9 e Cas12a sono i due tipi più utilizzati, ciascuno con le proprie peculiarità e punti di forza.
Un’idea promettente è quella di impacchettare le proteine CRISPR all’interno di un virus non patogeno, che potrebbe poi consegnare le proteine alle cellule bersaglio; lì, modificherebbero sequenze di DNA specificamente mirate per curare le malattie. Tuttavia, il virus adeno-associato comunemente utilizzato è piccolo e, mentre alcune proteine Cas9 possono adattarsi all'interno, le proteine Cas12a sono in genere troppo grandi.
Ora, Wang e colleghi hanno identificato una versione relativamente piccola di Cas12a, chiamata EbCas12a, che si trova naturalmente in una specie della classe di batteri Erysipelotrichia. Sostituendo deliberatamente uno degli aminoacidi costitutivi della proteina con un altro, hanno aumentato la sua efficienza di modifica genetica.
Quando applicata alle cellule di mammifero in una piastra in laboratorio, questa proteina modificata, denominata enEbCas12a, mostra un'efficienza di editing genetico paragonabile a quella di altre due proteine Cas12a note per l'editing genetico estremamente accurato.
Il gruppo di ricerca ha poi dimostrato che enEbCas12a è abbastanza piccolo da poter essere utilizzato per la terapia genica basata sui virus adeno-associati. Hanno modificato enEbCas12a per colpire uno specifico gene associato al colesterolo, lo hanno impacchettato all’interno del virus e hanno somministrato il virus ai topi con colesterolo alto. Un mese dopo, hanno riscontrato una riduzione significativa dei livelli di colesterolo nel sangue nei topi trattati, rispetto ai topi che non avevano ricevuto il virus.
Saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare se un giorno enEbCas12a potrà essere utilizzato per affrontare le malattie umane. Tuttavia, questi risultati suggeriscono che potrebbe essere possibile utilizzare il virus adeno-associato per fornire proteine Cas12a per la terapia genica.
Gli autori aggiungono:"Il nuovo compatto enEbCas12a, insieme al suo crRNA, può essere confezionato in un sistema AAV all-in-one per un comodo editing genetico in vitro e in vivo con alta fedeltà, il che può essere molto utile per future applicazioni cliniche e ulteriori sviluppi di strumenti tra cui l'editing multi-gene all-in-one basato su AAV, l'editing di base, l'editing di primer, ecc."
Ulteriori informazioni: Wang H, Zhou J, Lei J, Mo G, Wu Y, Liu H, et al, Ingegneria di una variante EbCas12a compatta e ad alta fedeltà che può essere confezionata con il suo crRNA in un sistema di consegna vettoriale AAV all-in-one. Biologia PLoS (2024). DOI:10.1371/journal.pbio.3002619
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