Rappresentazione grafica della doppia elica del DNA.
Scienza

Correggere il Dna: ecco come si può fare in modo sempre più preciso

Due varianti della tecnica Crispr consentono di modificare il genoma "una lettera per volta", aprendo la strada alla terapia di alcune malattie genetiche

Sono solo cinque anni che lo strumento per “tagliare e cucire” il Dna è stato messo a punto. Si chiama Crispr, si pronuncia “crisper”, e in pochissimo tempo è entrato nei laboratori di genetica e biotecnologie di tutto il mondo.

Se ne parla come della macchina di precisione per correggere i difetti dei geni, e quindi curare malattie ereditarie, oltre che per modificare a piacimento il genoma di piante o animali.

Crispr ha pochi anni di vita, ma sono già molti i tentativi di perfezionarlo. Due migliorie appena messe a punto, e presentate in due diversi studi pubblicati su Science e su Nature, promettono di renderlo ancora più versatile, in modo da superare alcuni dei limiti che la tecnica presenta.

Come funziona

Partiamo dalla descrizione di come è fatto Crispr, per capire le nuove “funzionalità” prodotte dalle modifiche apportate. Lo strumento è un sistema a due componenti formato da una guida che scandaglia il Dna della cellula e riconosce certe particolari sequenze di lettere della molecola, e un paio di “forbici” che tagliano il Dna in quel punto, disattivando il gene in questione, oppure inserendo nel punto del taglio una sequenza “sostitutiva” corretta, per esempio la copia sana di un gene al posto di quello malato. Questa versatilità e precisione che hanno fatto parlare di tecnologia rivoluzionaria.

Modifiche al sistema

Molte malattie umane sono però causate dalla mutazione non di un intero gene, ma di un singola base del Dna, vale a dire una delle quattro lettere (A-C-T-G) che compongono la molecola del Dna. Uno dei limiti della tecnica Crispr è che, per il suo sistema di funzionamento, ha difficoltà a correggere con precisione queste mutazioni chiamate puntiformi. Lo studio apparso su Nature, opera del gruppo guidato da David Liu del Broad Institute di Boston, presenta un metodo per farlo in modo efficiente.

Correzioni di singole lettere

La nuova variante della tecnica, invece di tagliare il Dna in un punto, in modo da provocare un meccanismo automatico di riparazione che elimina il difetto, oppure di inserire la sequenza corretta di Dna, modifica chimicamente la molecola del Dna, cambiando la lettera difettosa. In pratica, con questo sistema, una delle basi viene trasformata in quella giusta e desiderata.

I ricercatori lo hanno ottenuto sfruttando ancora parte del sistema Crispr, l’elemento che fa da guida per raggiungere il punto corretto del Dna, e attrezzandolo con un enzima in grado di stimolare la serie di reazioni chimiche che portano al cambiamento della lettera del Dna.

In questo modo, hanno dimostrato in vitro di essere in grado di correggere in maniera precisa il difetto che provoca due malattie genetiche del sangue, l’anemia falciforme e l’emocromatosi.

Modifiche non permanenti

L’altra nuova variante della Crispr è invece opera del gruppo di Feng Zhang, sempre del Broad Institute. In questo caso il sistema di editing si differenzia da quello classico perché è basato sull’Rna invece che sul Dna.

Il gruppo di Zhang l’ha usato per correggere le mutazioni che causano due malattie genetiche, l’anemia di Fanconi e il diabete insipido legato al cromosoma X.

Il fatto che questa forma di editing agisca sull’Rna, invece che sul Dna, è considerato vantaggioso per alcuni tipi di approcci. All’interno della cellula, la presenza della molecola dell’Rna, che serve a tradurre il messaggio del Dna in proteine, è temporanea. La correzione del suo codice in caso di terapia andrebbe quindi fatta a più riprese.

Questo però può essere utile nei casi in cui non si voglia agire in modo definitivo sul Dna. Anche per questo motivo, in alcune situazioni, questa alternativa viene considerata meno rischiosa.

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