Ancora crispr... o forse no

È ormai di una settimana fa la notizia del primo paziente su cui si è tentata una modifica del DNA umano in vivo.

Si potrebbe pensare subito all'ennesimo e innovativo uso di CRISPR (ne ho parlato qui) e invece parliamo di una vecchia conoscenza: le dita di zinco.

No, non sono così

Ma sono così
-e non fate battute-

Le "z-finger" sono una vecchia -probabilmente la prima tecnica- conoscenza dell'editing genomico. Sono proteine scoperte negli anni '90 dove un atomo di zinco tiene assieme 2 amminoacidi (cisteina e 2 istidine per la precisione) facendo sì che la catena peptidica fra questi assuma una forma protrusa capace di "intrufolarsi" nei solchi maggiori della doppia elica del DNA e riconoscere sequenze abbastanza determinate.
Basta così cambiare la punta di questo "dito" che si è creato per andare a "beccare" un punto preciso di una certa sequenza genica. A questo punto altri fattori possono intervenire per fare il "taglia-incolla" del DNA.

Fin'ora le "dita di zinco" erano state usate "ex-vivo" cioè cellule prelevate dall'organismo, trattate e re-iniettate nel paziente; questa volta invece il trattamento lo si vuol far avvenire direttamente nel paziente.

Cosa hanno fatto i ricercatori? Hanno inserito tutta questa macchina in un virus in grado di colpire solamente il fegato del paziente (Brian Madeux) assieme a del DNA normale. Il virus è stato poi iniettato, appunto, nel fegato dove -si spera- le "dita" taglieranno i pezzi di DNA che causano la malattia del paziente e si incollerà il DNA sano. Per avere risultati clinicamente significativi basta che solo l'1% delle cellule del fegato abbia acquisito con successo il trattamento. La malattia in questione è una rara malattia metabolica -la sindrome di Hunter- che colpisce nel mondo poco più di 2000 persone, principalmente maschi, dovuta a mutazioni nel cromosoma X. Per sapere con relativa certezza se il trattamento ha funzionato bisognerà aspettare circa 3 mesi dicono i dottori che lo hanno trattato.

La cosa sorprendente è però la tecnica. 

Allora perché proprio le "z-finger"? Non sono stato in grado di trovare una pubblicazione scientifica sul caso; ma probabilmente si tratta di una evoluzione della tecnica originaria, per farne acquisire maggior precisione ed ereditarietà.

L’editing genomico è nato molto prima di CRISPR, ma è con questa tecnica che ha "preso il volo", conquistando le prime pagine di giornali scientifici e non, diventando fonte di discussione in quasi tutti i laboratori del mondo. A modificare il DNA si è  iniziato a lavorare già negli anni '80 del secolo scorso con la scoperta dei plasmidi batterici, poi negli anni '90 sono state le dita di zinco, dopo (nel decennio successivo) è stata la volta dell'ingombrate, ma maneggevole, sistema "TALEN" e dal 2012 è scoppiata CRISPR che ha rivoluzionato il mondo dell'editing genetico. Ogni tecnica ha i suoi pro e i suoi contro (vi consiglio il libro "E l'uomo creò l'uomo" o questo): TALEN è più maneggevole di ZFN, ma è anche più grosso come macchinario, CRISPR non riconosce pezzi di DNA lunghi come può fare TALEN ed è un po' più grande delle dita di zinco, ma CRISPR è leggermente più precisa e si può utilizzare contemporaneamente su più geni. Senza contare che ZFN è dominata da una singola company, la Sangamo, mentre la ricerca pubblica e no-profit finora non ha trovato ostacoli per l’utilizzo di CRISPR evolvendolo liberamente. La precisione delle forbici molecolari di CRISPR permette potenzialmente di tagliare e sostituire pezzi anche minuscoli (recentemente anche una sola "lettera" del DNA) ed è già stata usata in vivo su animali. CRISPR è stato probabilmente uno degli eventi scientifici più importanti degli ultimi 10 anni e "l'evento" scientifico dell'anno, anche a livello mediatico. È già stata usata su maiali e persino embrioni umani, quindi sembrava più logico e lineare che fosse questa tecnica -che non ha bisogno di virus o vettori particolari- ad essere usata sul paziente.
Le z-finger (ZFN) d'altro canto abbinano una buona precisione (anche se un po' inferiore rispetto a CRISPR) al fatto che sono un "macchinario unitario" e quindi sono "coltelli ad una lama" al contrario di CRISPR che è "una forbice" che ha bisogno di due elementi (proteina ed RNA) che aumenta sì la precisione ma potrebbe (su un trattamento in vivo sul lungo tempo) lasciare "una lama solitaria" che -anche se in modo remoto- fare qualche danno.

Staremo a vedere come finirà l'uso di questa ennesima arma in grado di cambiare il DNA.

Certo è che questo trattamento ha quindi riacceso i riflettori su una tecnica che sembrava essere "stata messa nel cassetto". Ma a quanto pare in quel cassetto qualcuno ha continuato a lavorare e -zitto zitto, quatto quatto- forse può aver pareggiato i conti (se non superato) una tecnica che invece è alle luci della ribalta scientifica globale.

Una ricerca dice

Fonti:
http://www.repubblica.it/salute/2017/11/15/news/usa_scienziati_provano_a_modificare_dna_in_un_paziente-181147279/
https://www.wired.it/scienza/medicina/2017/11/15/primo-dna-modificato-corpo/
http://www.huffingtonpost.it/2017/11/15/per-la-prima-volta-scienziati-tentano-di-modificare-il-dna-direttamente-allinterno-del-corpo-del-paziente_a_23277711/
http://www.corriere.it/salute/17_novembre_15/usa-modificato-dna-un-paziente-affetto-una-rara-malattia-1e7b46c8-c9e5-11e7-8a54-e86623f761be.shtml
http://www.rainews.it/dl/rainews/media/Brian-Madeux-paziente-sottoposto-a-una-nuova-terapia-genica-2e864341-2c4d-4d82-b670-ee503dd81ff4.html#foto-1
http://www.telethon.it/news-video/news/bisturi-molecolari-correggere-dna-terapia-genica-del-futuro
https://crispr.blog/2017/11/18/viva-zfn-ma-quanto-e-forte-la-rivale-di-crispr/
http://www.ansa.it/canale_saluteebenessere/notizie/medicina/2017/11/15/scienziati-americani-provano-a-cambiare-dna-paziente_81bf3247-4460-4adc-b1a2-c3001bd1050b.html
http://edition.cnn.com/2017/11/15/health/first-in-body-edit-dna/index.html
https://ghr.nlm.nih.gov/primer/therapy/procedures
http://bianconiglio06.blogspot.it/2008/11/la-doppia-elica-fra-le-dita-di-zinco.html
https://motherboard.vice.com/it/article/ywb9yg/e-in-corso-la-prima-terapia-genetica-direttamente-su-paziente?utm_source=mbfbit
https://en.wikipedia.org/wiki/Zinc_finger
https://en.wikipedia.org/wiki/Hunter_syndrome
https://www.bollatiboringhieri.it/libri/anna-meldolesi-e-luomo-creo-luomo-9788833928401/
https://www.sangamo.com/
https://www.focus.it/scienza/scienze/crispr-riparazioni-chirurgiche-dna-rna
https://www.nature.com/articles/nature24644
http://www.repubblica.it/scienze/2017/08/10/news/taglia-incolla_dna_apre_a_trapianti_di_organi_da_maiali-172805997/
http://www.corriere.it/salute/17_agosto_02/modificato-dna-embrioni-umani-prevenire-malattia-a6ac6b22-77a5-11e7-84f5-f24a994b0580.shtml?refresh_ce-cp