Oncologia-Ematologia

Semaforo verde per il primo studio sull'uomo con la tecnologia CRISP per l'editing del genoma

Combattere i tumori agendo direttamente sul DNA dei pazienti non è fantascienza, bensì un traguardo che - promettono molti esperti - si raggiungerà prima del previsto. Infatti, sarà presto utilizzata in uno studio sull'uomo, il primo nel suo genere, una tecnologia che permette di correggere e modificare il genoma chiamata CRISPR.

Combattere i tumori agendo direttamente sul DNA dei pazienti non è fantascienza, bensì un traguardo che - promettono molti esperti - si raggiungerà prima del previsto. Infatti, sarà presto utilizzata in uno studio sull’uomo, il primo nel suo genere, una tecnologia che permette di correggere e modificare il genoma chiamata CRISPR.

Il 21 giugno, il Recombinant DNA Advisory Committee (RAC) dei National Institutes of Health (NIH), un comitato etico istituito circa 40 anni fa per vagliare esperimenti controversi che modificano il genoma umano, ha dato il suo ok alla proposta di utilizzare la tecnologia CRISPR per aumentare l’efficacia delle terapie antitumorali basate sull’utilizzo dei linfociti T dei paziente, cioè le immunoterapie cellulari.

"Le terapie cellulari antitumorali sono molto promettenti, ma la maggior parte delle persone che ne usufruiscono hanno una malattia che recidiva" ha spiegato il coordinatore dello studio Edward Stadtmauer, ricercatore della University of Pennsylvania di Philadelphia, pioniera negli studi sulle cosiddette ‘CAR T cells’, linfociti T modificati geneticamente in modo da esprimere un recettore chimerico capace di riconoscere un  antigene tumorale. La correzione e modificazione dei geni, il cosiddetto ‘editing genetico’, potrebbe migliorare queste terapie ed eliminare alcuni dei loro punti deboli.

Primo studio sull’uomo con la CRISPR
Questo primo studio coinvolgerà pochi pazienti e dovrà verificare innanzitutto la sicurezza della tecnologia CRISPR nell’uomo. Il trial sarà finanziato dal Parker Institute for Cancer Immunotherapy, una fondazione da 250 milioni di dollari creata in aprile da Sean Parker, co-fondatore di Napster e primo presidente di Facebook.

Il via libera del RAC, seppur fondamentale, è comunque solo il primo passo. Prima di avviare il trial, per il quale non è ancora stato definito un budget, infatti, servono ancora l’approvazione della Food and Drug Administration e dei comitati etici dei centri partecipanti.

Capofila della sperimentazione sarà appunto la University of Pennsylvania, che produrrà I linfociti T modificati e arruolerà e tratterà i pazienti in collaborazione con l’MD Anderson Cancer Center di Houston e la University of California di San Francisco

I ricercatori preleveranno i linfociti T da 18 pazienti affetti da tre diverse neoplasie - mieloma multiplo, sarcoma e melanoma - e ne modificheranno il genoma con la tecnologia CRISPR in modo da permettere loro di individuare e colpire più efficacemente il tumore. Tre le modifiche previste. La prima inserirà un gene che codifica per una proteina ingegnerizzata in modo da rilevare le cellule tumorali e ‘insegnare’ alle cellule T a colpirle, la seconda porterà a rimuovere il gene codificante per un’altra proteina delle cellule T che potrebbe interferire con questo processo, mentre la terza comporterà la rimozione del gene che identifica le cellule T come cellule immunitarie, il che aiuterà a impedire al tumore di neutralizzarle. Le cellule T così modificate saranno poi iniettate nuovamente nel paziente.

Che cos’è la tecnologia CRISPR
CRISP è un acronimo che sta per Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, sequenze genomiche scoperte prima negli archibatteri e poi nei batteri da Francisco Mojica, dell'Università di Alicante. Lo scienziato propose che  le CRISPR facessero parte del sistema immunitario batterico, di difesa contro le infezioni virali.

Queste porzioni del genoma batterico sono costituite da sequenze ripetute di genoma, interrotte da sequenze "spaziatrici", residui del genoma di virus invasori del passato. Il sistema funge da memoria genetica che aiuta la cellula a rilevare e distruggere i batteriofagi quando ritornano. La teoria di Mojica è stato dimostrata sperimentalmente nel 2007 da un team di scienziati guidati da Philippe Horvath e nel 2013 un team dell’MIT*** ha pubblicato il primo metodo per ingegnerizzare le CRISPR in modo da far fare loro l’editing del genoma di topi e cellule umane in coltura.

Le sequenze spaziatrici presenti nelle CRISPR vengono trascritte in brevi sequenze di RNA (‘CRISPR RNA’ o ‘crRNA’) capaci di guidare il sistema verso sequenze corrispondenti di DNA. Quando il DNA bersaglio viene individuato, Cas9, uno degli enzimi prodotti dal sistema CRISPR, si lega al DNA e lo taglia, eliminando il gene bersaglio. Utilizzando versioni modificate di Cas9, i ricercatori possono per esempio attivare l'espressione genica, invece di tagliare il DNA, o inserire geni nuovi.

Ulteriori studi all’orizzonte
"L’eccitazione dello scorso anno della comunità scientifica intorno alla tecnologia CRISPR era in previsione dello studio della University of Pennsylvania” ha detto Dean Anthony Lee, dell’MD Anderson Cancer Center e membro del RAC. Con questa tecnica, ha spiegato l’immunologo, i ricercatori possono manipolare il genoma con una facilità senza precedenti, tale da poter far procedere questi trial abbastanza rapidamente. Secondo l’immunologo Carl June, della University of Pennsylvania, consulente scientifico del progetto, la sperimentazione potrebbe iniziare entro la fine dell'anno, posto che riceva tutti i lasciapassare di cui ancora necessita.

La tecnologia CRISPR potrebbe avere molte applicazioni in medicina. Per esempio, secondo alcuni potrebbe essere impiegata per eliminare in modo definitivo malattie come la sindrome di Down o l’anemia falciforme. Senza spingersi così avanti, tuttavia, altri studi potrebbero partire a breve sulla scia di quello di del gruppo di Stadtmauer. Editas Medicine, una biotech con sede a Cambridge, nel Massachusetts, per esempio, spera di iniziare non più tardi del 2017 uno studio sull’uomo in cui si utilizzerà la tecnologia CRISPR per trattare una rara forma di cecità. Tuttavia, questa sperimentazione non ha ancora avuto l’avallo del RAC.

Altre tecniche
La tecnologia CRISPR è quella che più ha catalizzato su di sé le attenzioni dei ricercatori per la sua facilità di uso, ma non è l’unica tecnologia di editing del genoma disponibile. Nel 2014, June aveva coordinato uno studio in cui si era utilizzato un sistema diverso, chiamato nucleasi a dita di zinco.

Il suo gruppo aveva arruolato 12 pazienti infettati dall’'HIV e aveva rimosso dai linfociti T il gene che codifica per una proteina della superficie cellulare riconosciuta dal virus, sperando in questo modo di prevenire l’infezione. I risultati sono stati incoraggianti e questa tecnica è attualmente in fase di sperimentazione in altri studi clinici su patologie diverse.

Nel giugno scorso, inoltre, un team del Great Ormond Street Hospital for Children di Londra ha iniziato uno studio su 10 bambini malati di leucemia per valutare la sicurezza di una tecnica simile, basata sull’uso di enzimi chiamati TALEN che agiscono come forbici di precisione in grado di tagliare il DNA. Invece di utilizzare le cellule del paziente, la metodica utilizza cellule T prelevate da un donatore e modificate in modo da rimuovere i geni che potrebbero causare il rigetto. L'ulteriore editing genetico dovrebbe permettere alle cellule T di dirigersi verso il tumore e attaccarlo, proteggendole al contempo dai danni di altri farmaci immunoterapici.

Ostacoli da superare
Anche se la tecnologia CRISPR è più facile da usare rispetto alle altre e migliore quando si tratta di modificare più geni in una volta sola, June afferma che l’ostacolo principale sarà superare la propensione di CRISPR ad effettuare modifiche 'off-target', cioè in punti del genoma diversi da quelli desiderati, con conseguenze difficilmente prevedibili, ma potenzialmente dannose. Inoltre, nonostante le precauzioni, il sistema immunitario potrebbe comunque attaccare le cellule modificate.

Nonostante l’entusiasmo, quindi, ci sono ancora aspetti controversi e c’è il timore che la tecnica possa provocare effetti collaterali non previsti. Un gruppo cinese ha provato a utilizzare la CRISPR su embrioni umani per riparare un gene che provoca una malattia ematologica fatale. La tecnica ha funzionato solo nel 50% dei casi e, di conseguenza, i ricercatori hanno interrotto lo studio, definendolo “troppo immaturo”.

Possibile conflitto di interessi
E poi c’è il problema del conflitto d’interessi, una delle maggiori preoccupazioni sollevate dal RAC durante l’incontro poi conclusosi con il via libera alla sperimentazione della University of Pennsilvania. June, per esempio, ha legami con Novartis, che detiene brevetti sulle tecnologie per modificare geneticamente le cellule T, e potrebbe beneficiare del successo di questo studio. Il ricercatore ha rifiutato di fornire dettagli sull’esatta natura dei suoi conflitti di interesse, ma ha detto che la sua università sta prendendo provvedimenti per gestirlo, per esempio impedendogli di partecipare alla selezione dei pazienti.

Secondo molti membri del RAC, la University of Pennsylvania dovrebbe non essere autorizzata del tutto a reclutare i pazienti e lasciare agli altri centri questo compito, ma non c’è traccia di questa posizione nel documento finale che sancisce il via libera allo studio, anche se diversi esperti del comitato hanno detto che “bisogna stare molto attenti”.

Laurie Zoloth, esperta di bioetica della Northwestern University di Evanston, nell’Illinois, ha osservato che quest’università ha un conflitto di interessi molto ampio e un precedente pericoloso, riferendosi al caso di Jesse Gelsinger, un ragazzo morto a 18 anni mentre partecipava a uno dei primi studi sulla terapia genica, condotto presso l’ateneo nel 1999.

Una successiva indagine ha evidenziato numerose problematiche in questo trial, tra cui il fatto che non erano stati segnalati dati relativi a effetti negativi della terapia riscontrati sull’animale e che gli sperimentatori avevano un coinvolgimento finanziario nell’esito della ricerca. Oggi è opinione comune che questo studio abbia fatto riportare indietro di decenni la terapia genica. “Quando si impiega per la prima volta una tecnica di editing genetico nell’uomo bisogna stare straordinariamente attenti” ha ribadito la Zoloth.

Alessandra Terzaghi