Effettuato primo trapianto di cromosoma su cellula staminale

Ricercatori dell’Istituto di ricerca genetica e biomedica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Irgb) e dell’IRCCS Humanitas hanno messo a punto un nuovo approccio per correggere, in cellule staminali umane, il difetto di una rara malattia genetica, la sindrome di Lesch-Nyhan, causa di problemi neurologici e comportamentali. Come spiegato nella ricerca pubblicata su  Molecular Therapy: Methods & Clinical Development, i ricercatori guidati da Marianna Paulis e Paolo Vezzoni (Cnr-Irgb), con la collaborazione di Stefano Duga, professore di Biologia Molecolare di Humanitas University, hanno ottenuto per la prima volta cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) in cui un cromosoma X affetto da una malattia genetica è stato sostituito con un altro sano.

Per la prima volta è stato effettuato un trapianto cromosomico, in cui un cromosoma difettoso viene sostituito in maniera perfetta con un suo simile sano. Attualmente, molte malattie genetiche sono correggibili con tecniche più semplici del trapianto cromosomico, come ad esempio con la CRISPR/Cas9, che permette di intervenire sulle porzioni del genoma malato “tagliandole” con una forbice molecolare o di sostituirle con sequenze sane. Se, invece, si tratta delle cosidette malattie genomiche, dovute cioè ad alterazioni di grandi porzioni del DNA, come la maggior parte dei casi di Distrofia di Duchenne, queste  possono essere corrette, almeno per ora, solo sostituendo l’intero cromosoma.

I cromosomi,  portatori del DNA dell’individuo, sono componenti della cellula grandi circa un millesimo di millimetro e possono essere trasferiti da una cellula sana ad una  malata solo mediante l’uso di microcellule.

La nuova metodica prevede l’introduzione, dall’esterno, di un altro cromosoma X e, successivamente, la selezione di quelle cellule in cui il nuovo cromosoma si è sostituito a quello originario. La cellula così ottenuta non solo ha un genoma normale, ma mantiene tutte le sue proprietà iniziali e può essere utilizzata a scopi terapeutici. Trattandosi di un approccio ancora inesplorato, i ricercatori hanno esaminato la possibilità di trapiantare un cromosoma X, che nell’uomo è portatore di numerose malattie. “Si tratta di un nuovo possibile metodo per curare alcune malattie genomiche attualmente incurabili, perché la lesione è troppo grossa per essere riparata mediante le tecniche attuali, incluso il gene editing basato sulla tecnologia CRISPR”, spiega Paulis. “Bisogna, tuttavia, dire chiaramente – precisa a sua volta  Vezzoni – che ci vorranno parecchi anni perché questo approccio possa essere applicato al letto del malato.

Questa tecnica permette anche di trasformare una cellula staminale maschile in una femminile, un risultato che non è mai stato ottenuto in precedenza”. Il lavoro rappresenta un importante avanzamento scientifico dimostrando che le cellule, dopo il trapianto del cromosoma X, non presentano altre modificazioni inattese nelle sequenze codificanti del genoma. “Un aspetto molto importante –conclude Duga – per valutare la sicurezza della procedura in vista di possibili applicazioni terapeutiche”.  

Rita Lena

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