Nuova tecnologia CRISPR/Cas9

Correzione di mutazioni in LMNA o EMD in cellule da pazienti affetti da Distrofia Muscolare di Emery-Dreifuss mediante la tecnologia CRISPR/Cas9: verso un trattamento più efficace

La Distrofia Muscolare di Emery-Dreifuss è una patologia degenerativa del tessuto muscolare scheletrico e cardiaco che porta ad un progressivo indebolimento dei  muscoli scheletrici, con riduzione della capacità motoria e della funzione cardiaca.

Esistono sette forme di Distrofia Muscolare di Emery-Dreifuss (EDMD). Le forme più diffuse sono la EDMD1 (X-linked), causata da mutazioni del gene EMD che codifica per la proteina emerina, e la EDMD2 (AD), causata da mutazioni del gene LMNA che codifica per la proteina lamina A/C. Il fenotipo clinico di queste patologie è praticamente sovrapponibile.

Molte forme di cardiomiopatia dilatativa con difetto di conduzione sono causate da mutazioni nel gene LMNA. L'alterazione della funzione cardiaca e la tendenza a sviluppare aritmie espone i pazienti ad un elevato rischio di morte improvvisa, con necessità di impianto di defibrillatore. Quest’ultimo però non sempre  risparmia  il paziente da morte improvvisa.

Quasi tutti i pazienti EDMD1 sono portatori di mutazioni non-senso del gene EMD, che portano all’assenza di emerina. L’emerina è una proteina della membrana   nucleare che interagisce strutturalmente e funzionalmente con la lamina A/C.

I pazienti con EDMD2 hanno invece mutazioni missenso del gene LMNA, che portano all’espressione di una proteina apparentemente normale, ma non funzionante. Mutazioni in qualsiasi punto del gene LMNA causano una patologia, non solo la EDMD2, ma anche patologie del tessuto adiposo, dei nervi, del tessuto osseo, patologie metaboliche e la progeria.

La lamina A/C e l’emerina costituiscono l’involucro (membrana + lamina) del nucleo della cellula e la loro interazione strutturale e funzionale è indispensabile per il funzionamento delle cellule muscolari. Nelle colture di cellule EDMD, sia che si tratti di mutazioni su LMNA che su EMD, l’involucro nucleare appare alterato in una buona percentuale di cellule, assumendo un aspetto definito a nido d’ape. Questa condizione è un buon marcatore del difetto genetico.

La tecnologia CRISPR/Cas9 consente di utilizzare enzimi specifici (endonucleasi) per mettere in atto un’azione di "taglia e cuci", in grado di eliminare porzioni di un gene e/o di sostituirle con porzioni diverse.

Nel caso dell’EDMD1, la tecnologia  CRISPR/Cas9 potrebbe  consentire  di eliminare il segnale di STOP che impedisce la produzione di emerina. In questo caso, l’efficienza della tecnica sarebbe facilmente verificabile andando a valutare la presenza di emerina in cellule di pazienti EDMD1.

Nel caso dell’EDMD2, trattandosi  di una patologia dominante, cioè di una patologia in cui alcune cellule producono la proteina mutata e altre cellule producono la proteina funzionante, la tecnologia CRISPR/Cas9 consentirebbe di eliminare l’espressione di lamina A/C mutata. Questo eliminerebbe l’effetto tossico della proteina mutata e porterebbe ad un’espressione più elevata di lamin A/C funzionante.

DURATA DEL PROGETTO: 2 ANNI

COSTO COMPLESSIVO 107.800 €

 

RESPONSABILI DEL PROGETTO

  • Dott.ssa Alessandra Recchia Dipartimento Scienze della Vita del Centro di Medicina Rigenerativa Università di Modena e Reggio Emilia “UNIMORE”
  • Dott.ssa Giovanna Lattanzi del CNR Istituto Genetica Molecolare Università di Bologna

 

CENTRI COINVOLTI

  • Dott. Lorenzo Maggi Unità Milano BESTA
  • Dott.ssa Chiara Fiorillo Unità Genova GASLINI

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