Un bypass per modificare il Dna: come funziona la nuova tecnica di editing per le malattie genetiche

Solo qualche anno fa, nel 2020, le due scienziate, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Anne Doudna, ricevevano il premio Nobel per la Chimica per aver sviluppato il sistema Crispr, la tecnica di editing genomico che permette di modificare il Dna di una cellula attraverso una specie di forbici molecolari e che ha reso possibili molti progressi in diversi campi della ricerca medica.

Oggi, dopo soli quattro anni, la tecnica Crispr potrebbe essere diventata già datata. Due gruppi di ricerca, uno statunitense e l'alto giapponese, sono infatti riusciti a mettere a punto una nuova tecnica di editing genomico, non più basata sul "taglia e cuci" – come nel sistema Crispr – ma servendosi di una sorta di bypass molecolare.

Come funziona la nuova tecnica

Il nuovo metodo di editing genomico è stato presentato in due studi appena pubblicati su Nature. Il primo dallo scienziato Patrick Hsu dell'Arc Institute degli Stati Uniti e l'altro da Hiroshi Nishimasu dell'Università di Tokyo.

La nuova tecnica potrebbe presto essere aggiunta agli strumenti dell'ingegneria genetica, il cui scopo è sviluppare nuovi approcci che permettano di modificare il Dna, andando a selezionare, rimuovere, modificare o sostituire, un segmento difetto del Dna e trattare in questo modo eventuali malattie genetiche. La nuova tecnica permetterebbe di introdurre una specie di bypass che collega la nuova sequenza con quella da correggere. Quindi la principale differenza rispetto alla tecnica Crispr sta nella possibilità di modificare il Dna di una cellula senza tagliare la sequenza, ma sfruttando il processo biologico della ricombinazione genetica.

Che cos'è la ricombinazione genetica

La ricombinazione genetica è un processo biologico che avviene in natura, sfruttando egli enzimi specifici, noti come ricombinasi, che permettono lo scambio tra regioni del Dna. Si tratta di un processo fondamentale – spiega lo studio – per la diversità genetica.

La vera novità della nuova tecnica di editing genomico sta però nell'aver utilizzato l'Rna come ponte per collegare la nuova sequenza con quella sostituire. L'Rna è la molecola copia del Dna, ma a filamento unico, che svolge un ruolo fondamentale: tradurre le informazioni scritte nel Dna in proteine, i componenti alla base del funzionamento del nostro.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno visto che, utilizzato come ponte molecolare, il filamento di Rna si dispone a formare due anelli contenenti nucleotidi che si allungano in modo tale da legarsi uno alla sequenza bersaglio a l'altro a  quella da sostituire.

I risultati degli studi sui batteri

I ricercatori hanno specificato che gli studi che hanno portato all'individuazione di questa nuova tecnica si sono basati finora solo su esperimenti condotti sui batteri di Escherichia coli. Per questo prima di poter parlare di una tecnica applicabile all'uomo occorre aspettare che vengano condotti nuovi studi più ampi. Tuttavia i risultati ottenuti finora sono davvero incoraggianti: nei batteri il bypass genomico ha mostrato di avere un'efficienza del 60% nell'inserire una sequenza di Dna e del 94% nel riconoscere la corretta posizione genomica in cui inserire la modifica.