Ripristinare l’udito: le prospettive dell’editing genetico

L'editing di base è una nuova tecnica di editing genetico in grado di riparare direttamente mutazioni puntuali e ripristinare la funzionalità del gene coinvolto.

Grazie alla tecnica dell’editing di base, un gruppo di ricercatori statunitensi ha corretto una mutazione recessiva del gene Tmc1 nei topi, ripristinandone parzialmente l’udito

La maggior parte dei casi di sordità nei paesi sviluppati ha origine genetica, e sono state identificate mutazioni in diverse centinaia di geni in grado di provocarla. La maggior parte delle forme ereditarie è riconducibile a mutazioni puntiformi recessive, che richiedono la correzione dell’allele patogeno.

Tra le mutazioni in grado di provocare perdita dell’udito vi sono quelle a carico del gene Tmc1 (transmembrane channel-like 1).

I ricercatori del Boston Children’s Hospital e del Broad Institute del MIT e Harvard hanno sviluppato una tecnica di editing genetico, chiamata editing di base, in grado di riparare direttamente mutazioni puntuali e ripristinare la funzionalità del gene coinvolto.

La tecnica è stata applicata nei topi Baringo, nei quali una mutazione recessiva del gene Tmc1 causa sordità completa. Questo gene, infatti codifica per una proteina che forma i canali ionici nelle cellule ciliate sensoriali dell’orecchio interno, ed è necessaria per la normale funzione uditiva. L’obiettivo è ripristinare la trasduzione e la morfologia delle cellule ciliate e l’udito.

Editing di base per riparare una mutazione in vivo

I ricercatori hanno individuato nelle colture cellulari e in vivo le varianti dell’editor di base in grado di correggere la mutazione recessiva nel gene Tmc1 dei topi Baringo, che sono state inserite in appositi virus (dual adeno-associated virus, AAV) e iniettate in vivo nei topi. La tecnica ha richiesto l’uso di due vettori virali per inserire l’editor.

I risultati dell’editing genetico sono stati valutati con diverse tecniche. Come gruppo di controllo, sono stati utilizzati topi nei quali non è stato iniettato il complesso editor-virus. I topi Baringo sono stati randomizzati a ricevere o meno l’editor di base indipendentemente dal loro genere.

Nel gruppo dei topi che hanno ricevuto le iniezioni, il 51% ha ottenuto la riparazione della mutazione, con il ripristino della sequenza genetica wild-type.

Inoltre, l’editing genetico in vivo di Tmc1 ha ripristinato la trasduzione e la morfologia delle cellule ciliate dell’orecchio interno, e ha portato al recupero transitorio dell’udito a bassa frequenza a 4 settimane dall’iniezione. Le cellule raggiunte da entrambi i vettori hanno recuperato completamente la loro funzionalità.

Un significativo passo avanti

“Questo studio dà indicazioni importanti per il ripristino di alcune funzioni uditive in un modello murino di sordità umana. La mutazione equivalente, però, non è ancora caratterizzata nel gene umano Tmc1, e diverse mutazioni possono rispondere in modo differente alla correzione mediante modifica del genoma” commentano gli autori. “Tuttavia, questi risultati forniscono la base per un potenziale trattamento una tantum della perdita dell’udito dovuta a una mutazione recessiva e supportano l’ulteriore sviluppo dell’editing di base per correggere le mutazioni puntiformi che causano malattie ereditarie, inclusa la sordità genetica”.

Nell’uomo sono state identificate oltre 70 mutazioni diverse nel gene Tmc1. “La speranza è che questa nuova tecnica ci permetterà di eliminarle una alla volta per ripristinare l’udito e l’equilibrio legati all’orecchio interno” conclude Jeffrey Holt del Boston Children’s Hospital, co-autore dello studio.

Reference

Yeh WH, Shubina-Oleinik O, et al. In vivo base editing restores sensory transduction and transiently improves auditory function in a mouse model of recessive deafness. Sci Transl Med. 2020 Jun 3;12(546):eaay9101.

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Raffaella Daghini