I ricercatori dell’Istituto San Raffaele-Telethon per la terapia genica dimostrano che la tecnica CRIPSR-Cas9 potrebbe correggere il difetto genetico alla base della sindrome da Iper IgM, una rara e grave malattia genetica

Una delle prime applicazioni cliniche dell’editing genetico, la tecnologia di “taglia e cuci” del DNA oggetto del premio Nobel per la chimica 2020, potrebbe a breve vedere la luce per il trattamento di una grave malattia genetica rara, l’immunodeficienza con iper-IgM legata al cromosoma X (X-HIGM). 

Lo annuncia con uno studio pubblicato sulla rivista EMBO Molecular Medicine un gruppo di ricerca dell’Istituto San Raffaele Telethon per la terapia genica (SR-Tiget) di Milano, coordinato da Luigi Naldini, direttore dell’Istituto e professore di Istologia e di Terapia genica e cellulare presso l’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano, e da Pietro Genovese, capo progetto nel gruppo di Naldini che, dopo questo studio, è stato reclutato come Assistant Professor alla Harvard Medical School di Boston. 

I risultati degli esperimenti condotti in laboratorio aprono la strada alla sperimentazione clinica della correzione con editing genetico del difetto alla base della malattia, grazie alla collaborazione con la spinoff Genespire. 

Immunodeficienza con iper-IgM 

La X-HIGM è una rara immunodeficienza potenzialmente letale, causata da mutazioni del gene CD40LG, che codifica per un recettore presente sulla superficie di un gruppo specifico di cellule T del sistema immunitario. 

“Si tratta di un recettore fondamentale per permettere a queste cellule di interagire con altre cellule del sistema immunitario coinvolte nella produzione di anticorpi (cellule B) o nella difesa diretta contro agenti estranei” spiega Valentina Vavassori, prima firmataria dello studio insieme a Elisabetta Mercuri. 

Di conseguenza, i pazienti con questa immunodeficienza tendono a sviluppare infezioni opportunistiche ricorrenti, sia batteriche sia virali, e hanno un maggior rischio di sviluppare tumori e malattie autoimmuni, con una speranza di vita media in genere inferiore ai 30 anni. 

Le cure a disposizione

Ad oggi la prima linea di trattamento è rappresentata dalla terapia sostitutiva con somministrazione periodica di anticorpi, mentre l’unica terapia risolutiva consiste nel trapianto di cellule staminali ematopoietiche da midollo o cordone ombelicale di un donatore compatibile.

A causa delle infezioni ricorrenti dalle quali sono colpiti, tuttavia, anche il trapianto può rivelarsi particolarmente critico per questi pazienti, oltre a essere disponibile solo per chi ha un donatore compatibile e comportare il rischio della malattia del trapianto contro l’ospite. 

Il gene-editing con Crispr-Cas9 come opzione terapeutica

Per questo motivo il gruppo di Naldini ha proposto un’alternativa terapeutica che potrebbe risultare più efficace rispetto alle precedenti, correggendo direttamente le cellule stesse del paziente. Una correzione non effettuata, però, con l’introduzione di una extra copia funzionale del gene con un vettore virale - come si fa nella terapia genica “convenzionale” - ma basata sulla tecnologia di gene editing chiamata Crispr-Cas 9. 

In questa malattia infatti non basta ripristinare la funzione del gene, ma bisogna anche fare in modo che sia regolato molto finemente per evitare il rischio di un’espressione superiore alla norma, che potrebbe portare allo sviluppo di leucemie e linfomi. 

Per questo la scelta dei ricercatori è caduta sulla tecnologia del gene editing, che permette di correggere il gene difettoso esattamente là dove si trova, mantenendolo sotto il controllo dei suoi meccanismi regolatori fisiologici. 

“Grazie all’approccio con Crispr-Cas9 siamo riusciti a tagliare il DNA in un punto preciso del gene difettoso e a sostituirne la sequenza con quella corretta” continua Pietro Genovese, sottolineando che il sistema permette di correggere il 95% circa delle mutazioni responsabili della malattia.

Dallo studio di laboratorio all’approccio clinico 

La sperimentazione è stata condotta con cellule di pazienti e con modelli animali della malattia: in entrambi i casi i ricercatori hanno valutato gli effetti del gene editing sia in cellule staminali ematopoietiche, i progenitori di tutte le cellule del sangue, sia in cellule T, cellule mature più facilmente manipolabili e che possono offrire un maggior profilo di sicurezza. 

“Abbiamo osservato che con entrambi i tipi di cellule si ottiene il ripristino della produzione di anticorpi e, nei modelli animali, la protezione nei confronti di un’infezione clinicamente rilevante” conclude Naldini. 

Secondo i ricercatori, queste osservazioni indicano che le cellule T modificate potrebbero fornire un immediato e sostanziale beneficio ai pazienti con immunodeficienza con iper-IgM, la cui durabilità dovrà essere valutata dalla sperimentazione clinica e che comunque potrebbero funzionare come terapia-ponte rispetto al trapianto di staminali ematopoietiche da donatore. 

Il lavoro fornisce le basi sperimentali e il razionale scientifico per procedere verso la sperimentazione clinica della terapia genica basata su gene editing, che sarà effettuata in collaborazione con la startup Genespire, fondata a marzo 2020 dai ricercatori SR-Tiget con Fondazione Telethon e Ospedale San Raffaele e finanziata da Sofinnova Partners. 

Lo stesso approccio con gene editing potrebbe poi essere utilizzato per altre malattie che richiedono una regolazione molto fine dei geni coinvolti, come altre immunodeficienze primitive.