Applicazioni terapeutiche avanzate dell’edizione genetica
L’idea della sostituzione dei geni difettosi è da tempo considerata per molte malattie debilitanti o fatali. Per malattie ematologiche o immunitarie ereditarie, le cellule staminali ematopoietiche (HSC) sono un mezzo ideale per fornire una correzione a lungo termine grazie alla capacità di queste cellule di auto-rinnovarsi e di differenziarsi in una variegata gamma di tipi di cellule specializzate. Inoltre il trapianto autologo di HSC corrette essenzialmente risolve le complicazioni immunologiche del rigetto e della terapia immunosoppressiva post-trapianto. Le prove precliniche e le prime sperimentazioni cliniche confermano la sicurezza e i benefici della terapia genetica a base di HSC. L’uso di vettori di integrazione semi casuale potrebbe però avere conseguenze sfavorevoli come mutagenesi inserzionale ed espressione transgenica non regolata o ectopica. Queste conseguenze potrebbero a loro volta portare a un’oncogenesi o all’eliminazione delle cellule modificate, mettendo a rischio l’efficacia del metodo. Il progetto SUPERSIST (Towards clinical translation of new gene targeting technologies for correcting inherited mutations and empowering adoptive immunotherapy of cancer), finanziato dall’UE, aveva l’obiettivo di superare tali limiti impiegando tecnologie innovative per il bersagliamento dei geni ex vivo. Il progetto è la continuazione dell’iniziativa europea PERSIST, la quale ha prodotto metodi avanzati per la somministrazione di HSC per una terapia genetica sicura ed efficace di una serie di malattie umane. Correzione endogena del gene difettoso L’approccio di SUPERSIST aveva lo scopo di innescare i meccanismi di riparazione delle cellule per correggere o disattivare il gene mutato. A questo fine, i ricercatori hanno utilizzato endonucleasi, come le nucleasi a dito di zinco (ZFN) e gli attivatori delle nucleasi dell’effettore della trascrizione (TALEN) costruiti per riconoscere e tagliare il gene mutato, risvegliando l’omologo meccanismo di ricombinazione. Gli enzimi sono stati somministrati in modo transiente ex vivo a HSC insieme a un modello per la modifica desiderata e il gene target è stato modificato con successo nella nuova versione. Come spiegato dal consorzio, “L’approccio adottato ha il vantaggio di recuperare la funzione del gene e il suo controllo fisiologico di espressione. Inoltre, la maggior parte delle mutazioni che causano malattie che interessano il locus genetico, comprese le cancellazioni, possono essere curate con le stesse nucleasi artificiali.” Il potenziale terapeutico della strategia di edizione del genoma di SUPERSIST è stata dimostrata bersagliando il comune gene recettore di catena gamma (IL2RG), un componente fondamentale di molti recettori delle interleuchine coinvolti nella funzione del sistema immunitario, che è difettoso in una forma grave di immunodeficienza primaria. Quando le HCS modificate sono state trapiantate nei topi, hanno supportato la normale ematopoiesi e hanno dato origine a cellule linfoidi funzionanti. Immunoterapia per il cancro Nel corso degli anni, la terapia genetica ha ampliato le sue potenziali applicazioni fino a comprendere la cura del cancro, principalmente attivando una risposta immunitaria anti-cancro. Una delle strategie mira a modificare geneticamente cellule T per fare in modo che uccidano le cellule del cancro trasferendo recettori cellulari T (TCR) specifici del cancro che riconoscono antigeni del cancro. Questo approccio però ha mostrato un’efficacia clinica limitata, probabilmente a causa della competizione con TCR endogene, aumentando così il rischio di generare nuove specificità imprevedibili dovute ai cattivi abbinamenti delle catene di TCR esogene ed endogene. “Per superare questi ostacoli, il consorzio SUPERSIST ha effettuato knockout simultanei dell’endogeno e introduzione di geni TCR specifici del tumore,” osserva il coordinatore del progetto, il prof. Naldini. In vista della traslazione clinica dell’approccio, hanno ottimizzato il protocollo e testato la sua validità in modelli preclinici. Dopo l’infusione in topi affetti da tumore, le cellule T modificate geneticamente eliminavano in sicurezza il tumore senza produrre effetti avversi e presentavano un fenotipo di cellula T di memoria che sosteneva la loro persistenza a lungo termine in seguito al trapianto. I partner prevedono inoltre che “con il sostegno delle PMI partecipanti al progetto, saranno in grado di ampliare i protocolli di bersagliamento dei geni ottimizzato per i test clinici.” In generale, i risultati di SUPERSIST per un approccio di edizione genetica mirato porteranno e strategie di terapia genetica più precise e solide. Questo amplierà le applicazioni al di là delle malattie ereditarie come la terapia con cellule T adottive, un approccio che sta acquistando importanza nella cura del cancro.
Parole chiave
Edizione genetica, terapia genetica, SUPERSIST, nucleasi artificiali, vettori lentivirali, cancro, immunodeficienza primaria
