Deperimento muscolare: le mutazioni possono essere risolte con le forbici genetiche

L’atrofia muscolare può avere una varietà di cause. I malati trovano più difficile eseguire i movimenti senza intoppi o, nel peggiore dei casi, non eseguirli affatto. Spesso la malattia è una debolezza muscolare Prima. I ricercatori stanno ora segnalando un nuovo trattamento che utilizza l’RNA messaggero.

Come il Max Delbrück Center for Molecular Medicine presso la Helmholtz Society (MDC) di recente Messaggio Scrive, le mutazioni che portano alla distrofia muscolare possono essere riparate usando le forbici del gene CRISPR/Cas9. Un team di ricerca ha ora introdotto per la prima volta lo strumento con l’mRNA nelle cellule staminali muscolari umane. È stato trovato un metodo che può essere utilizzato terapeuticamente.

La malattia può essere fatale

È solo un piccolo cambiamento nel genoma, ma ha effetti fatali: la distrofia muscolare è spesso causata da un singolo gene difettoso. Sebbene le mutazioni nelle 50 forme conosciute di queste malattie differiscano, alla fine portano tutte a un risultato molto simile.

“A causa di un errore genetico, la struttura muscolare e il cambiamento funzionale, in modo che i pazienti sperimentino la distrofia muscolare progressiva”Spiega il professor Simon Koehler, presidente del gruppo di lavoro sulla miologia presso il Center for Experimental and Clinical Research (ECRC), una struttura congiunta tra MDC e Charité – Universitätsmedizin Berlin.

Se, ad esempio, vengono colpiti i muscoli respiratori o il cuore, la malattia può essere fatale.

Finora incurabile

La distrofia muscolare non è stata ancora trattata. Questo è esattamente ciò che Koehler e il suo team stanno cercando di cambiare. Il suo ultimo numero, che è stato pubblicato sulla rivistaTerapia molecolare con acidi nucleiciÈ stato pubblicato, aprendo la strada a uno studio in cui il trattamento sviluppato presso l’ECRC sarà testato per la prima volta in pazienti con atrofia muscolare ereditaria.

“Per anni abbiamo perseguito l’idea di prelevare cellule staminali muscolari dai pazienti, riparare i geni alterati utilizzando le forbici del gene CRISPR/Cas9 e iniettare le cellule trattate nel muscolo in modo che si moltiplichino e formino nuovo tessuto muscolare .”Il dottor spiega. Helena Escobar, ricercatrice post-dottorato nel Gruppo Koehler.

Qualche tempo fa, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che il metodo funziona nei topi con atrofia muscolare. “Ma il nostro metodo ha avuto successo finora.”Secondo Escobar: “Abbiamo inserito un progetto per le forbici genetiche nelle cellule staminali utilizzando plasmidi, molecole di DNA circolari a doppio filamento prelevate dai batteri”.

Tuttavia, i plasmidi possono integrarsi involontariamente nel genoma delle cellule umane a doppio filamento e quindi portare a effetti indesiderati difficili da prevedere. “Pertanto, non potevamo trattare i pazienti in questo modo”.Spiega Escobar.

Riparazione mirata di difetti genetici

Quindi il team è andato alla ricerca di un’alternativa migliore: l’hanno trovata sotto forma di mRNA, le molecole di materiale genetico a filamento singolo che si erano recentemente fatte un nome come ingrediente chiave in due dei loro vaccini COVID-19.

“Nei vaccini, le molecole di RNA messaggero contengono le informazioni genetiche per costruire la proteina spike del virus, con la quale l’agente patogeno penetra nelle cellule umane”.afferma Christian Stadelmann, uno studente di dottorato del gruppo Koehler. “Per i nostri scopi, utilizziamo molecole di mRNA che contengono istruzioni per costruire forbici genetiche”.

Per contrabbandare l’mRNA nelle cellule staminali, gli scienziati hanno utilizzato un processo chiamato elettroporazione, in cui le membrane cellulari diventano temporaneamente permeabili alle molecole più grandi.

“Utilizzando l’mRNA, che contiene le informazioni genetiche per un colorante fluorescente verde, siamo stati inizialmente in grado di dimostrare che quasi tutte le cellule staminali assorbono le molecole di mRNA”.Secondo Stadelman.

Nella fase successiva, i ricercatori hanno utilizzato una molecola appositamente modificata sulla superficie delle cellule staminali muscolari umane per dimostrare che il metodo potrebbe essere utilizzato per riparare i difetti genetici in modo mirato.

Non aspettarti miracoli

Infine, il team di ricerca ha sperimentato uno strumento simile alle forbici del gene CRISPR/Cas9, che, tuttavia, non taglia il DNA, ma lo altera precisamente in un solo punto. “Possiamo lavorare con esso in modo più preciso. Tuttavia, questo strumento non è adatto a tutte le mutazioni che causano la distrofia muscolare”Spiega Stadelmann.

Attraverso esperimenti in una capsula di Petri, gli esperti sono stati ora in grado di dimostrare che le cellule staminali muscolari riparate, come le cellule sane, sono in grado di fondersi tra loro e formare giovani fibre muscolari.

“Stiamo ora pianificando di iniziare il primo studio clinico con da cinque a sette pazienti con distrofia muscolare alla fine dell’anno”., quindi Coiler. Tuttavia, indicano che non ci si può aspettare miracoli. “I pazienti che usano una sedia a rotelle non si alzeranno semplicemente e inizieranno a camminare anche dopo il trattamento”.

Ma per molti malati, questo è un enorme passo avanti quando un piccolo muscolo importante per la presa o la deglutizione, ad esempio, funzionerà di nuovo meglio. Secondo Coiler, l’idea di riparare i muscoli grandi, come quelli necessari per stare in piedi e camminare, è già nell’aria.

Tuttavia, gli strumenti molecolari devono diventare così affidabili da poter essere inseriti in sicurezza non solo nelle cellule staminali muscolari isolate, ma direttamente nel muscolo degradato. (anno Domini)