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Modificare il genoma delle cellule staminali del sangue: tecniche sempre piu’ efficienti

La terapia genica che utilizza le cellule staminali ematopoietiche si sta sviluppando in maniera crescente per il trattamento di gravi patologie genetiche.

Questo particolare tipo di terapia prevede la modifica genetica delle cellule staminali del paziente, che vengono coltivate per breve tempo in laboratorio. Per poter modificare in modo permanente il genoma delle cellule, esistono diversi approcci.  Si possono utilizzare dei ‘virus’ modificati che si integrano nel DNA delle cellule oppure si possono utilizzare delle particolari proteine che ‘tagliano’ il DNA come se fossero dei bisturi molecolari.

La manipolazione genetica delle cellule staminali ematopoietiche ha un enorme potenziale per la cura di malattie come l’AIDS e altre malattie del sangue e del sistema immunitario. Grazie alla terapia genica infatti è possibile riparare mutazioni genetiche, cioè errori nel DNA, che sono la causa della malattia.

E’ molto importante considerare che se si riesce a modificare il genoma delle cellule staminali piu’ primitive, questa caratteristica verrà trasmessa a tutti i tipi di cellule figlie che origineranno dalla cellula staminale modificata, rendendo cosi la cura piu’ efficace e stabile nel tempo.  Grazie a un gruppo di ricercatori dell’università della California e della Sangamo BioScience sono stati fatti progressi nel campo della manipolazione genica proprio di questa popolazione cellulare.

I primi tentativi effettuati circa una decina di anni fa, per modificare queste staminali ‘primitive’ con il metodo dei ‘virus’ sono stati poco soddisfacenti, infatti si è riuscito a modificare solo lo 0.1% delle cellule trattate. Grazie all’utilizzo dei bisturi molecolari di nuova scoperta invece si è potuto raggiungere recentemente la quota del 5% di efficienza, che comunque rimane non adeguata per una terapia clinica.

L’utilizzo dei bisturi molecolari permette di tagliare il DNA in punti precisi: a questo punto se si fornisce un nuovo elemento da inserire, questo viene sostituito alla parte sbagliata. In questo studio i ricercatori hanno lavorato in modo da ottimizzare la fonte da cui prendere l’elemento corretto da inserire nel DNA. In particolare hanno usato come molecola di trasporto un particolare tipo di virus (della famiglia degli adeno-associati) che è capace di entrare nelle cellule staminali ematopoietiche. In questo modo sono riusciti ad aumentare l’efficienza del trattamento tra il 15 e il 40%. Nonostante la correzione genica non sia completa, i risultati ottenuti sono piu che soddisfacenti, infatti la modifica genetica è stata mantenuta a lungo nel tempo e in tutti i tipi cellulari che si sono originati dalle staminali originarie.

Questo sviluppo tecnico dimostra come sia possibile intervenire per trattare patologie altrimenti incurabili con delle metodologie fino a poco tempo fa impraticabili. Recentemente questi trattamenti di terapia genica hanno avuto grande successo anche in Italia, grazie al supporto della fondazione Telethon.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26551060

Wang J1, Exline CM2, DeClercq JJ1, Llewellyn GN2, Hayward SB1, Li PW1, Shivak DA1, Surosky RT1, Gregory PD1, Holmes MC1, Cannon PM2. Homology-driven genome editing in hematopoietic stem and progenitor cells using ZFN mRNA and AAV6 donors. Nat Biotechnol. 2015 Nov 9.

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