Partiamo dalle basi!

Il DNA è una molecola biologica presente in ogni cellula del nostro corpo, composta da una sequenza specifica di basi azotate, molecole ancora più piccole che possiamo immaginare come lettere dell’alfabeto, per formare due filamenti che si affacciano l’uno sull’altro, tenuti insieme da legami chimici. Durante alcuni processi cellulari, come la duplicazione del DNA, questi ultimi vengono separati da specifiche proteine, mentre altre si occupano di sistemare nella giusta sequenza le basi azotate per creare nuovi filamenti, nonché una copia dei primi che sono stati divisi. La natura non è immune dal compiere errori, infatti, nel corso di questo processo alcune lettere possono essere posizionate in maniera scorretta e portare a delle mutazioni genetiche, delle volte neutre, altre volte significative a tal punto da far scatenare delle patologie.

Come funziona il sistema CRISPR/CAS9?

Il sistema CRISPR/CAS9 è una tecnica di editing genomico – per il quale si intende la correzione di errori presenti nel genoma – traducibile visivamente con una forbice, che taglia specificatamente delle sequenze di DNA, attiva sul singolo filamento dove lascia degli spazi che verranno riparati con particolari metodi dalla cellula. Inserendo all’interno della stessa unità biologica anche una sequenza di DNA che risulta complementare, cioè compatibile, al segmento di filamento che è andato perduto, il gioco è fatto: dopo essersi legata alla struttura complessiva del DNA, questa nuova sequenza verrà usata per completare in modo corretto il filamento.

Potenzialmente, è applicabile ad ogni organismo e per ogni patologia che ha alle spalle motivazioni genetiche: possiamo determinare dove verrà effettuato il taglio e come la cellula riparerà questo “danno”, fornendogli uno stampo che possa utilizzare per farne una copia. Nonostante la rivoluzionaria scoperta, non c’è la totale certezza della precisione di questa forbice, che potrebbe generare ulteriori mutazioni non volute tagliando in punti diversi da quelli bersagliati, e sono sorte numerose preoccupazioni riguardo al suo uso su cellule germinali, ovvero ovociti e spermatozoi, che potrebbe portare ad una modifica ereditabile del corredo genetico.

È una sorta di memoria immunologica generazionale

Quando veniamo infettati da virus o batteri, il nostro sistema immunitario impara a riconoscere e combattere più velocemente i patogeni così che, ad un secondo incontro, l’organismo sia già preparato. Come noi, anche le colonie batteriche hanno un loro sistema immunitario per rispondere prontamente ad una seconda infezione da parte di un virus già sconfitto: si tratta proprio del gene che porta alla formazione della forbice Cas e alla sua vicinanza a delle particolari sequenze CRISPR – dall’inglese, l’acronimo sta per “brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari” – che corrispondono al genoma virale battuto. È come se, nella cellula batterica, più forbici vigilassero assieme a delle piccole sequenze di acido nucleico, RNA in questo caso, e tagliassero ogni qual volta queste trovino nel citoplasma una sequenza compatibile.

Le applicazioni di oggi e domani

Le principali mutazioni genetiche che possiamo prendere in considerazione sono quelle che portano allo sviluppo di un cancro o quelle che innescano patologie gravi, come l’anemia falciforme – chi ne soffre, ha i globuli rossi di una particolare forma a falce che rende difficile il passaggio nei vasi sanguigni più piccoli e quindi il trasporto di ossigeno.

Nel caso della leucemia linfoblastica acuta e del linfoma diffuso a grandi cellule B, due tipi di cancro a carico di cellule del sistema immunitario, sono state approvate già dal 2018 delle terapie personalizzate che prevedono una modifica genetica di linfociti prelevati dal paziente e la successiva re-immissione per combattere in modo più aggressivo il cancro.

Nel caso dell’anemia falciforme, invece, è attivo dal 2022 uno studio volto a comprendere l’efficacia e la sicurezza della somministrazione della terapia genica che modificherebbe il gene difettoso coinvolto in questa patologia, i cui risultati saranno emessi nel 2025, al termine della sperimentazione.