Negli ultimi anni l’editing genomico e CRISPR sono state al centro della rivoluzione biotecnologica, ma le tecnologie per l’editing dell’RNA stanno facendo capolino
Modificare l’RNA promette soluzioni più sicure e flessibili rispetto alle tecniche che alterano permanentemente il genoma, come la terapia genica e CRISPR. L'editing dell'RNA si propone di correggere i difetti genetici senza modifiche permanenti al DNA, rendendo più gestibile l'intervento e riducendo i potenziali rischi. Infatti, mentre il DNA contiene le istruzioni per creare le proteine, l'RNA messaggero è la copia che trasmette queste informazioni ai ribosomi, i complessi molecolari che costruiscono le proteine. L'editing dell'RNA prevede di modificare solo la copia dell’informazione genetica - senza toccare in maniera irreversibile l’informazione stessa (il DNA) - per correggere errori genetici prima che diventino proteine disfunzionali. Non si tratta di una tecnica che vuole sostituire CRISPR, o altri approcci, ma di un’opzione in più per trattare malattie che oggi non hanno altre possibilità di cura.
RNA: IL NUOVO OBIETTIVO DELL’EDITING
Un interessante articolo, intitolato “Edit kill the messenger - New treatments aim to counteract mutant genes by fixing the faulty RNA they produce” e pubblicato su Science a fine ottobre, ha fatto una bella panoramica sul tema dell’editing dell’RNA. Il tema di interesse principale è la sicurezza: la modifica degli mRNA non comporta il rischio di alterare in modo errato i geni di una persona, un cambiamento che potrebbe essere permanente. Al contrario, poiché gli RNA modificati si disgregano rapidamente nell'organismo, i risultati di questo tipo di editing sono temporanei, il che rende più facile interrompere una terapia e ridurre gli effetti collaterali.
Come spiegato dall’autore dell’articolo, “l'editing dell'RNA avviene naturalmente nelle cellule. Ad esempio, gli mRNA iniziano come bozze più lunghe, note come pre-mRNA, da cui le cellule eliminano le sequenze che non codificano sezioni di proteine. Gli scienziati hanno suggerito per la prima volta di sfruttare questi meccanismi di modifica dell'RNA per combattere le malattie a metà degli anni '90, anche se non avevano gli strumenti per farlo. Ora, dopo decenni di progressi nelle tecnologie genetiche e in altre terapie basate sull'RNA, come i piccoli RNA interferenti (siRNA) e gli RNA antisenso che riducono la produzione di proteine dannose, l'editing dell'RNA potrebbe essere pronto a decollare”.
TRE MODI PER MODIFICARE L’RNA
Alla fine degli anni ‘80 è stato scoperto che spesso le cellule sostituiscono l’adenosina, uno dei mattoncini che costituiscono la molecola di mRNA, in inosina, in modo da “etichettare” gli RNA cellulari come non pericolosi per la cellula, evitando così la risposta immunitaria. Questa modifica viene fatta da enzimi chiamati ADAR e, dato che molte mutazioni patologiche si basano sulla modifica della guanosina in adenosina, è un meccanismo che ha riscosso molto interesse. Guidando l'enzima ADAR al target si può convertire l'adenosina in inosina, che viene poi letta come guanosina durante la sintesi proteica. La sostituzione delle adenosine può attivare o disattivare la proteina, alterare il modo in cui interagisce con altre proteine, cambiare la sua localizzazione cellulare e accelerare o rallentare la sua degradazione. Proprio per questo è un meccanismo di grande interesse dal punto di vista farmaceutico e alcune aziende ci stanno già lavorando, come ad esempio le biotech ProQR Therapeutics e Wave Life Sciences. Questo sembra essere l’approccio più promettente per ora, ma non è l’unico.
Il secondo approccio è il più famoso trans-splicing , su cui si lavora già da anni: il normale macchinario di splicing dell’RNA, che taglia gli introni – cioè i segmenti non codificanti - dai precursori di mRNA, può essere indotto a rimuovere gli esoni mutati e ad aggiungere quelli corretti. Il problema principale è l’efficienza, che in alcuni studi si è dimostrato essere molto bassa. Ora i ricercatori stanno lavorando per aumentare l’efficienza della procedura. Una biotech che sta lavorando su questo è Ascidian, che sta lavorando sulla malattia di Stargardt (ne abbiamo parlato qui), e la coreana Rznomics, che lavora sulla retinite pigmentosa.
Un’altra modalità si basa sul taglio e la riparazione dell’mRNA tramite un enzima Cas, che grazie a un RNA guida arriva al target di mRNA contenente la mutazione e taglia il segmento difettoso. Successivamente, la cellula ripara il taglio e viene prodotta una proteina funzionale, anche in caso di un mRNA leggermente più corto. È un approccio che non po' funzionare per tutto, ma in alcuni casi è possibile sia sufficiente anche la produzione di una proteina più corta.
I VANTAGGI
Attualmente sono diverse le terapie avanzate approvate per le malattie genetiche, tra cui una basata su CRISPR e molte sono quelle in fase di sviluppo. Parlando di terapie su RNA, ormai sono molti i fronti su cui si sta lavorando: dagli oligonucleotidi antisenso ai vaccini, ormai l’RNA è un punto cruciale nella ricerca biomedica ma le sfide ci sono.
I ricercatori stanno ancora lavorando per perfezionare la tecnologia, ad esempio aumentandone l'efficienza e la precisione, migliorando le modalità di somministrazione e limitando gli effetti collaterali (problemi che affliggono ancora anche la terapia genica più tradizionale). Anche la scelta delle malattie giuste da colpire è fondamentale: non tutte le patologie sono un bersaglio adatto per qualunque approccio ed è un bene che stiano aumentando le opzioni di trattamento che in futuro potranno essere messe a disposizione dei pazienti.
