CRISPR contro le malattie polmonari letali

La più comune è la fibrosi cistica, ma esistono anche altre gravi malattie congenite che colpiscono i polmoni e per le quali non sono disponibili trattamenti risolutivi. Generalmente sono causate da mutazioni in un singolo gene perciò, almeno in teoria, potrebbero essere curate correggendo direttamente il DNA dei malati. Magari prima ancora che la malattia inizi a manifestarsi. Una speranza in questo senso arriva da un lavoro pubblicato su Science Translational Medicine, che descrive un promettente approccio di editing genetico in feti di topo geneticamente predestinati a sviluppare una patologia polmonare letale.

Per ottenere una dimostrazione di fattibilità, i ricercatori si sono concentrati sulla SFTPC, una malattia causata dal deficit della proteina C del surfattante, che è la miscela tensioattiva che impedisce ai polmoni di collassare a ogni respiro. In mancanza del giusto mix proteico respirare bene è impossibile e l’unico modo per evitare la morte dopo la nascita è un trapianto polmonare pediatrico. Questa malattia è gravissima dunque, ma anche molto rara. Perché i ricercatori sono partiti proprio da qui e quali saranno le prossime tappe?

Ne abbiamo parlato con Edward Morrisey, direttore dell’Istituto di Medicina rigenerativa alla Penn University e autore dello studio appena pubblicato in collaborazione con il Children’s Hospital di Philadelphia. “Abbiamo preso di mira la mutazione SFTPC 173T perché è la più comune nei casi di deficit di proteina C del surfattante e perché è possibile porvi rimedio inattivando il gene mutato”, ci ha detto il ricercatore. Mettere ko un gene che non funziona bene è più facile che correggerlo lettera per lettera per farlo funzionare, ma in futuro si dovrà tentare anche questa seconda strada.

La fibrosi cistica, ad esempio, è causata da mutazioni a carico di un gene detto CFTR che è importante per il funzionamento delle vie respiratorie, perciò non può essere semplicemente eliminato. Come ci spiega Morrisey, questa malattia presenta anche altre difficoltà aggiuntive. “I topi portatori di mutazioni in questo gene non hanno problemi respiratori significativi”, perciò non sono un buon modello sperimentale. Le cellule colpite, inoltre, si trovano in profondità nello strato epiteliale. “Ci sono molte barriere da superare per correggere il loro DNA, perciò i tentativi di terapia genica finora non hanno avuto il successo sperato”.

Per i deficit delle proteine del surfattante, invece, è sufficiente intervenire sulle cellule dell’epitelio alveolare, come è stato fatto in questo esperimento. Poiché i polmoni sono organi aperti, in contatto con l’ambiente circostante, i ricercatori hanno avuto l’idea di intervenire durante la gravidanza, iniettando il sistema CRISPR nella cavità amniotica che ospita i feti in via di sviluppo. In questo modo hanno verificato che il trattamento va correttamente a bersaglio, eliminando il difetto genetico laddove è necessario, senza coinvolgere cellule diverse da quelle dell’epitelio polmonare. Il risultato è che la malattia, che sulla carta avrebbe dovuto condannare a morte la totalità dei topini, a una settimana dalla nascita ha risparmiato un quarto degli animali.

Naturalmente saranno necessarie conferme su tempi più lunghi e su altri modelli animali, ma la possibilità di intervenire in utero, prima che la malattia causi danni irreversibili, è entusiasmante. L’editing nei topini è avvenuto il quarto giorno prima della nascita, che corrisponde al terzo trimestre nella specie umana. Secondo Morrisey, “se riusciremo a ottimizzare la tecnica, durante la gravidanza si potrebbe prevedere uno screening per le malattie monogeniche dei polmoni”, in aggiunta alla consueta batteria di controlli. Quanto ai bambini già nati, “ovviamente speriamo che questo avanzamento un giorno possa portare a un nuovo approccio terapeutico, ma si tratta di un lungo percorso e siamo soltanto agli inizi”.

Per il momento la strada maestra sembra l’editing in vivo, eseguito direttamente nel corpo dei piccoli pazienti. “Ma sono in atto anche tentativi per sostituire le cellule danneggiate o perse nei polmoni, trapiantandone altre generate in vitro da staminali pluripotenti”, ci spiega il ricercatore. Per ora il mezzo di trasporto più efficiente per portare il sistema CRISPR a destinazione, all’interno delle cellule bersaglio, sono ancora i vettori virali, conferma Morrisey, ma la speranza di tutti gli specialisti è che possano avere successo anche i sistemi non virali allo studio, come le nanoparticelle.