I medici negli Stati Uniti hanno aumentato le speranze di un trattamento per la distrofia muscolare, la condizione genetica fatale più comune nei bambini, dopo aver riparato le mutazioni che causano la malattia nei cani.

Lo studio di riferimento è il primo a rivendicare il successo nel trattamento del disordine di spreco muscolare in grandi mammiferi, anche se gli scienziati del team avvertono che più lavoro si trova davanti per garantire la procedura è sicuro ed efficace per l’uso in persone.

Se la terapia continua a mostrare promesse nei futuri studi sugli animali, i ricercatori ritengono che un trial clinico che coinvolge pazienti con distrofia muscolare di Duchenne potrebbe essere lanciato entro pochi anni.

La distrofia muscolare di Duchenne è causata da mutazioni che disturbano la normale funzione di un gene sul cromosoma X. La malattia colpisce soprattutto i ragazzi – circa uno su 3.500 – perché hanno solo un cromosoma X. Poiché le ragazze hanno due cromosomi X, tendono ad avere un backup funzionante se una copia del gene è danneggiata. Di conseguenza le ragazze tendono a non essere colpite, ma possono essere portatrici e possono trasmettere i geni mutati ai loro figli.

Il gene chiave nella distrofia muscolare è necessario per produrre la distrofina, una proteina che è cruciale per le fibre muscolari forti. Se il gene è mutato, la proteina non può essere prodotta correttamente, e i muscoli di tutto il corpo, compreso il cuore, il diaframma e lo scheletro, si indeboliscono e perdono costantemente. La maggior parte dei pazienti muore prima dei 30 anni per problemi respiratori o cardiaci.

I ricercatori guidati da Eric Olson dell’Università del Texas Southwestern Medical Center hanno usato una procedura di editing genico potente ma sperimentale nota come Crispr-Cas9 per correggere le mutazioni nel gene della distrofina in quattro cani di un mese. La terapia utilizza virus innocui per contrabbandare le molecole di gene-editing nelle cellule. Una volta dentro, si concentrano sul gene mutato e lo tagliano, inducendo il sistema di riparazione naturale della cellula a entrare in azione.

Lavorando con Olson, Leonela Amoasii ha iniettato 20 trilioni di virus portatori di Crispr nei muscoli delle gambe di due giovani beagle che portavano mutazioni della distrofia muscolare. Nei test effettuati sei settimane dopo, i livelli di distrofina erano stati ripristinati fino al 60% del normale in alcune fibre muscolari. Il lavoro precedente ha suggerito che per aiutare i pazienti, i livelli di distrofina devono essere aumentati ad almeno il 15% dei livelli normali.

Gli scienziati hanno continuato a valutare quanto bene la procedura ha funzionato se è stata fornita da un’infusione nel flusso sanguigno invece che direttamente nei muscoli. Questa volta, due beagle sono stati infusi con una dose alta o bassa di molecole di editing genico Crispr. Il loro tessuto muscolare è stato esaminato otto settimane dopo.

Scrivendo nella rivista Science, i ricercatori descrivono come le infusioni hanno avuto un effetto variabile sui muscoli dei cani. Nei muscoli scheletrici, la distrofina è stata aumentata da un minimo del 3% a un massimo del 90% dei livelli normali. Nei muscoli cruciali del diaframma e del cuore, i livelli di distrofina sono saliti rispettivamente al 58% e al 92% dei livelli normali.

“Particolarmente importante è la scoperta che la consegna endovenosa del virus ha portato al ripristino significativo della distrofina nei muscoli del cuore e del diaframma, che sono importanti in questa malattia”, ha detto Olson al Guardian.

La strategia CRISPR single cut ripristina la proteina distrofina. Le immagini illustrano la distrofina (in verde) in un muscolo diaframma sano (a sinistra), l’assenza in un modello canino di distrofia muscolare di Duchenne (al centro) e il ripristino della distrofina negli animali trattati con CRISPR/Cas9 (a destra). Fotografia: Courtesy of UT Southwestern Medical Center/Science

Gli scienziati ora progettano studi approfonditi per valutare l’impatto del trattamento sui cani. Questi riveleranno se la correzione dei geni difettosi migliora effettivamente i muscoli degli animali e se qualsiasi beneficio dura. Poiché lo studio era piccolo e condotto per un breve periodo, è impossibile sapere quanto efficace l’approccio potrebbe essere per alleviare la malattia negli esseri umani.

“Sento che questa procedura è estremamente promettente sulla base dei nostri risultati preliminari, ma è necessario più lavoro per garantire la sicurezza e per determinare la durata a lungo termine dell’espressione della distrofina,” ha detto Olson. Quanto presto potrà essere testato negli esseri umani dipende dai risultati dei prossimi studi a lungo termine nei cani che valuteranno attentamente l’efficacia e la sicurezza della procedura.

“Se tutto dovesse continuare senza problemi, potremmo essere in grado di anticipare il passaggio a una sperimentazione umana in pochi anni, ma la cautela è fondamentale”, ha detto Olson.

Kate Adcock, direttore della ricerca e dell’innovazione al Muscular Dystrophy UK ha detto che era emozionante vedere i progressi nell’editing genico applicato alla distrofia muscolare di Duchenne, ma ha avvertito che c’erano limiti allo studio.

“La dimensione del campione era piccola e la durata dello studio troppo breve per sapere se l’editing genico era sicuro ed efficace,” ha detto. “Anche se sembra che abbia ampiamente aumentato la produzione di distrofina, che è la chiave per affrontare questa condizione, il team non stava cercando di registrare miglioramenti nella funzione. Il prossimo passo sarà quello di condurre studi più ampi e a lungo termine per vedere se l’approccio di gene-editing aiuta a rallentare la progressione della condizione e migliorare la forza muscolare.

“Questa non sarà una cura, ma questo non dovrebbe oscurare che questo è un passo avanti fondamentale nel dimostrare che la tecnologia Crispr-Cas9 potrebbe funzionare per Duchenne.”

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