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Emmanuelle Charpentier, ricercatrice francese che dirige l’Unità di Scienza dei Patogeni del ‘Max Planck Institute’ di Berlino, in Germania e Jennifer A. Doudna, professoressa di ‘Chimica Molecolare’presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica dell’Università della California a Berkeley, sono state premiate con il Nobel per la Chimica, per aver contribuito allo sviluppo della rivoluzionaria tecnica di ingegneria genetica che va sotto il nome di CRISPR/CAS9.
La succitata tecnica, conosciuta anche come “forbice molecolare” si basa sull’utilizzo della proteina Cas9 che, proprio come una sorta di forbice, è in grado di tagliare il Dna per permettere successive modifiche al genoma di una cellula animale, vegetale, o anche umana.
La scoperta di queste forbici genetiche è arrivata come spesso avvengono le grandi rivoluzioni della scienza: in modo inaspettato.
Emmanuelle Charpentier, lavorando sullo Streptococcus pyogenes, cioè uno dei batteri che causano più danni all’uomo, ha scoperto il tracrRNA: una molecola prima sconosciuta e appartenente all’antico sistema immunitario dei batteri CRISPR / Cas e in grado di disarmare i virus, scindendo il loro Dna.
Dopo aver pubblicato la scoperta nel 2011, in collaborazione con Jennifer Doudna hanno ricreato queste forbici genetiche in una provetta in modo da poterle utilizzare. E poi, in un esperimento epocale, le hanno riprogrammate rendendole in grado di tagliare qualsiasi molecola di Dna: animali, piante e altri microorganismi. Poter tagliare e modificare il DNA significa quindi poter riscrivere il codice della vita.
È intuitivo immaginare quanto questa tecnologia possa avere un impatto importante sulle scienze della vita, contribuendo a sviluppare nuove terapie mirate per la cura di malattie genetiche e dei tumori, sviluppando terapie mirate contro il cancro e le malattie ereditarie.
Come i batteri riescono a eliminare il genoma di un virus che li infetta, così i ricercatori, grazie alle scoperte della Charpentier e della Doudna, hanno la possibilità di sfruttare le stesse molecole per effettuare la deplezione del gene responsabile della malattia. Infatti, le due scienziate sono state in grado di ricreare le forbici molecolari batteriche in una provetta da laboratorio e di semplificarle in modo che fossero più semplici da utilizzare.
DALLA MEDICINA ALL’AGRICOLTURA
Di lì alle applicazioni il passo è breve: Crispr/Cas9 infatti, può essere equipaggiato con segmenti di Rna che gli consentono di riconoscere e di modificare specifici tratti di Dna. Potrebbe quindi essere usato in medicina tutte le volte che una malattia è legata a mutazioni genetiche (in passato su Focus si parlò di alcuni studi riguardanti le applicazioni con malattie del cuore, con il morbo Alzheimer, e più di recente di una possibile applicazione anche in un test per la Covid), oltre che in agricoltura, per modificare a nostro vantaggio le caratteristiche delle piante, o a scopo di ricerca.
Ancora, la tecnica potrebbe essere un approccio da sfruttare anche nelle malattie cardiometaboliche legate all’invecchiamento, un ambito di ricerca nel quale ‘l’IRCCS MultiMedica’ sta portando avanti vari progetti. Tra di essi, uno studio sulla fragilità dell’anziano, ha portato all’identificazione di nuovi marcatori molecolari precoci di questa sindrome geriatrica. Alcune delle molecole dell’infiammazione si ritrovano aumentate nei più fragili. Si potrebbe ipotizzare di intervenire su queste molecole utilizzando la tecnica CRISPR/Cas, come già si sta facendo in altre patologie, come l’artrite reumatoide e migliorare la vita di quegli anziani predisposti a diventare fragili, più soggetti ad ammalarsi e a non recuperare lo stato di benessere che avevano prima della comparsa di una malattia.
Grazie alle ricerche che si stanno portando avanti sull’uso di CRISPR/Cas, il sogno di portare tale tecnica in clinica potrebbe diventare realtà in futuro. Tuttavia, pensare che questo scenario sia imminente non è possibile. “Purtroppo i limiti di questo metodo innovativo sono ancora molti”, afferma la ricercatrice Gaia Spinetti del Laboratorio di Ricerca Cardiovascolare, IRCCS MultiMedica, “non sappiamo quale sia il modo migliore e più sicuro di veicolare CRISPR/Cas nel nostro organismo senza che vi siano effetti indesiderati, non abbiamo le conoscenze necessarie a determinarne i dosaggi, non conosciamo a fondo l’effetto della eliminazione di un gene sui delicati equilibri fisiologici, sappiamo che la complessità dei meccanismi responsabili di una patologia non può essere riportata ad un singolo fattore”. Insomma, c’è tanto lavoro ancora da fare.
Da notare, in calce che fino al 2020 solo cinque scienziate donne hanno ricevuto il Nobel per la ricerca chimica e soltanto due, tra queste – Marie Curie e Dorothy Crowfoot Hodgkin – lo hanno vinto da sole, senza dividerlo con altri colleghi. Marie Curie, premiata nel 1911 per la scoperta di radio e polonio, fu la prima: nel 1903 aveva già conquistato il Nobel per la Fisica per le sue ricerche sui fenomeni radioattivi (qui la sua storia). L’ultima, in ordine di tempo è stata Frances H. Arnold (nel 2018), madre del metodo dell’evoluzione diretta, che permette di ottenere in laboratorio proteine perfette per il compito richiesto.
Fonti, OHGA, Science, Focus.it, IRCCS MultiMedica
