Il sistema CRISPR/Cas9 (si pronuncia crisper) si basa sull’impiego della proteina Cas9, una sorta di forbice molecolare in grado di tagliare un DNA bersaglio, che può essere programmata per effettuare specifiche modifiche al genoma di una cellula, sia questa animale, umana o vegetale.

A seguito del taglio introdotto da Cas9, attraverso opportuni accorgimenti, è infatti possibile eliminare sequenze di DNA dannose dal genoma bersaglio oppure è possibile sostituire delle sequenze, andando ad esempio a correggere delle mutazioni causa di malattie.

La programmazione del bersaglio di Cas9 avviene attraverso una molecola di RNA, chiamata RNA guida, che può essere facilmente modificata in laboratorio e, una volta associata a Cas9, agisce come una specie di guinzaglio, ancorandola alla sequenza di DNA bersaglio da noi scelta.

Il sistema CRISPR/Cas9 è stato identificato originariamente studiando i batteri, dove la proteina Cas9 svolge la sua funzione di forbice molecolare aiutando questi microorganismi a proteggersi da virus patogeni, svolgendo quindi la funzione di una sorta di sistema immunitario dei batteri.

Tra il 2012 e il 2013 due gruppi di ricerca americani (provenienti dall’Università di Berkeley e dall’MIT di Boston) hanno per primi dimostrato che questa tecnologia può essere presa in prestito dai batteri per essere applicata come strumento biotecnologico per tagliare specifiche sequenze di DNA all’interno del genoma di una cellula non batterica.

Questa scoperta è stata una vera e propria rivoluzione per la ricerca biomedica, poiché per la prima volta si è riusciti ad introdurre modificazioni desiderate nel genoma in modo semplice, efficace, veloce ed economico. A dimostrazione di ciò CRISPR/Cas9 in pochi anni si è diffuso nei laboratori di tutto il mondo e viene oggi impiegato sia per la ricerca di base che per scopi applicativi. Infatti, pur essendo una tecnologia ancora relativamente nuova e in forte evoluzione, la sua robustezza la sta spingendo rapidamente verso la sperimentazione clinica.

L’avvento di CRISPR/Cas9 ha per la prima volta reso sensato ipotizzare il trattamento di tutta una serie di patologie a base genetica per cui prima non era neppure possibile concepire un approccio terapeutico.

Verso un correttore genomico ad alta precisione

Le enormi potenzialità offerte dalla forbice molecolare chiamata CRISPR/Cas9, il correttore genomico, per l’uso in terapia sono ad oggi frenate dagli errori di taglio - detti off-target, cioè fuori bersaglio - che avvengono sul genoma umano durante il suo utilizzo.
L’impegno dei ricercatori del CIBIO nel rendere questa tecnologia precisa e quindi utilizzabile in clinica è iniziato molto presto, quando la tecnologia stava ancora nascendo e non era ancora emersa con tutte le sue potenzialità.

Il lavoro dei ricercatori del CIBIO ha portato all’ottenimento di un metodo efficiente e sicuro di trasferimento di CRISPR/Cas9 nelle cellule da curare (lenti SLiCES) pubblicato sulla rivista Nature Communications e un nuovo metodo per identificare varianti di CRISPR/Cas9 più precise come CRISPR/evoCas9, pubblicato sulla rivista Nature Biotechnology.

Prossimamente ci proponiamo di sviluppare ulteriori tecniche migliorative per l’editing genomico.

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