CRISPR/Cas9, una nuova variante riduce gli effetti off-target
L'azione su siti indesiderati diminuisce a tal punto da non essere più rilevata, anche dalle tecniche più sofisticate
SCOPERTE – Il 2016 si prospetta un anno di grandi novità in ambito scientifico e, tra queste, si trova certamente CRISPR/Cas9, la tecnica di editing del genoma che per tutto il 2015 ha popolato le pagine dei giornali e affascinato grazie alle sue – ancora in gran parte inesplorate – potenzialità. In attesa delle linee guida che ne regoleranno utilizzo e aspetti etici, in arrivo entro dicembre, i primi risultati già a gennaio non si fanno attendere: dopo la promettente scoperta sulla distrofia di Duchenne, su Nature compare una nuova versione della tecnica stessa. Gli scienziati sarebbero riusciti a ridurre in modo consistente gli effetti sul DNA off-target (ovvero l’azione del sistema di CRISPR su altri geni oltre a quelli voluti), limando una delle più grandi limitazioni attuali all’utilizzo della tecnica.
Alterando l’enzima Cas9, il gruppo di ricerca guidato da J. Keith Joung al Massachusetts General Hospital è riuscito a ottenere una variante che porta gli effetti off-target a livelli tali da renderli non più rintracciabili, persino con i metodi più precisi. “Il che fornisce le basi per avanzamenti nelle applicazioni terapeutiche”, spiega Joung in un comunicato, “nelle quali è necessario colpire in modo accurato l’obiettivo senza causare danni in qualsiasi altra parte del genoma”. Una scoperta che promette d’essere di grande aiuto anche già nella fase di ricerca, poiché gli effetti off-target (che solitamente riguardano siti simili all’obiettivo scelto) sono potenzialmente in grado di confondere i risultati degli esperimenti, rallentando il lavoro nei laboratori e allontanando il momento in cui CRISPR potrebbe diventare uno strumento alla portata di tutti.
L’intuizione di fondo è stata l’ipotesi che ridurre l’interazione tra Cas9 e il DNA target avrebbe potuto ridurre gli effetti indesiderati mantenendo il collegamento con il sito desiderato. Sono alcune porzioni dello stesso enzima Cas9 a interagire con la molecola di DNA, spiega Joung, che insieme ai colleghi ha lavorato su quattro di queste sezioni sostituendo le catene laterali di amminoacidi che permettono le interazioni. Così sono riusciti a ridurre l’azione di CRISPR sui siti indesiderati mantenendo la sua precisione, nelle cellule umane, laddove si vuole modificare il genoma.
La variante di Cas9 è stata ribattezzata SpCas9-HF1, dove Sp sta per il batterio Streptococcus pyogenes (il “fornitore” dell’enzima Cas9) e HF per high fidelity, alta precisione. Gli scienziati hanno avuto conferma dell’azione mirata del nuovo Cas9 osservandone l’efficacia anche su siti di DNA atipici, quelli con sequenze ripetute di uno o due nucleotidi, i più a rischio di subire mutazioni off-target. L’aspetto ancora da perfezionare, sul quale i ricercatori sono già al lavoro per un ulteriore avanzamento, rimane quello degli RNA guida: RNA diversi permettono diversi gradi di efficacia nel ridurre gli effetti off-target.
Attingendo a piene mani dai loro lavori passati (la scorsa estate, sempre su Nature, il gruppo di Joung aveva descritto una modifica per permettere a SpCas9 di agire su siti più ampi) i ricercatori ritengono che combinando SpCas9-HF1 con altre alterazioni utili sarebbe possibile renderlo ancora più efficiente. Varianti che “potrebbero rivelarsi ampiamente utili a chiunque stia lavorando con la tecnologia di CRISPR-Cas9”, conferma Benjamin Kleinstiver, co-autore della pubblicazione.
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