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CRISPR, COVID-19 E ALTRO

A cura di Antonino Gulino, segreteria scientifica nazionale FIMP

 

Il 28 giugno 2012 Jennifer Anne Doudna, chimica e accademica dell’Università della California a Berkeley, con la microbiologa francese Emmanuelle Charpentier pubblicano sulla prestigiosa rivista Science i risultati di una ricerca da loro condotta su un sistema di difesa batterico contro l’attacco di virus potenzialmente patogeni conosciuta come CRISPR acronimo di “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”. Il lavoro descrive come alcuni batteri sono in grado di bloccare l’azione patogena del virus tagliando l’acido nucleico (DNA/RNA) dell’invasore in pezzetti. Questi pezzetti non vengono eliminati, ma sono inseriti e memorizzati nel DNA del batterio dentro una sequenza “guida” denominata CRISPR in grado di agire quando un virus uguale, o molto simile, invaderà il batterio. Le due ricercatrici hanno dimostrato sperimentalmente che utilizzando una sequenza CRISPR come guida era possibile portare un enzima, l’endonucleasi Cas9 a tagliare il DNA a livello di sequenze specifiche scelte dalle due ricercatrici. Inoltre dimostrarono che l’azione di questo sistema non si limita ai batteri e ai loro virus, ma è capace di tagliare qualsiasi DNA che abbia brevi sequenze uguali alla “guida”, è divenuta pertanto una tecnica metodologica che ha rivoluzionato la strategia per modificare in modo mirato la sequenza del DNA. Qualunque tipo di cellula vegetale, animale, inclusa quella umana, può essere modificata geneticamente e la correzione può avvenire anche per un singolo e minimo errore, e ovunque nel genoma. Ma la versatilità di questa metodologia ha permesso nuove applicazioni non solo nell’ambito delle malattie genetiche ma anche nella diagnostica e nella cura di malattie infettive. Tale tecnica è stata utilizzata per contrastare il fenomeno dell’antibiotico resistenza in quanto come riportato su Nature Microbiology (Gennaio 2019), può servire a decifrare le basi genetiche della resistenza e potrebbe permettere una riprogrammazione del genoma   per uccidere i super-batteri resistenti agli antibiotici. Un’altra applicazione estremamente attuale ha come fine l’individuazione di test diagnostici utili per avviare strategie terapeutiche personalizzate ma anche per individuare precocemente e in pochi minuti infezioni virali come quelle da Covid-19 (Le Scienze – Aprile 2020). In questo caso il sistema CRISPR è affiancato ad un enzima diverso del Cas 9, il Cas 12 in grado di riconoscere le sequenze chiave del virus Covid-19, i geni E ed N, envelope e nucleoprotein, e tagliarle. I frammenti possono essere evidenziati da etichette fluorescenti e utilizzati per test rapidi da effettuare su tutti i pazienti sospetti siano essi asintomatici o paucisintomatici. Il test è molto promettente ma come sottolineato da un articolo pubblicato a marzo da “Nature biotechnology” necessita di ulteriori validazioni. Ad oggi sulla base delle raccomandazioni da parte dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e dello European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), il test più affidabile prevede che dal materiale biologico prelevato al paziente venga effettuata l’estrazione e la purificazione dell’RNA per la successiva ricerca dell’RNA virale utilizzando una metodica molecolare rapida: Reverse Real-Time PCR (rRT-PCR).La metodologia CRISPR rappresenta comunque una grande opportunità, può certamente avviare una nuova fase della ricerca biomedica anche se la misura reale del suo successo è ancora tutta da scoprire.