La diagnostica è un ambito in cui CRISPR sta facendo grandi progressi. Virus che mettono a rischio la salute pubblica, come il 2019 nCoV, potrebbero essere individuati in modo rapido ed economico
La tecnica di editing genomico CRISPR è conosciuta per la sua capacità di modificare il DNA, ma può fare molto di più. Una delle possibili applicazioni è l’ambito diagnostico: infatti, la tecnica di editing permette di identificare le infezioni di virus e batteri grazie all’utilizzo di diverse proteine Cas, con discreti vantaggi rispetto ai metodi tradizionali, ad esempio la velocità dei test e i costi ridotti. L’azienda Mammoth Biosciences, che può vantare tra i fondatori la pioniera di CRISPR Jennifer Doudna, ha annunciato a fine gennaio di aver raccolto 45 milioni di dollari di fondi da investire, tra le altre cose, proprio nella diagnostica basata su CRISPR. La ricerca di un metodo di rilevamento rapido per il coronavirus 2019 nCoV, che sta facendo molto parlare di sé in questo ultimo mese, rientra negli obiettivi delle loro attuali collaborazioni.
Il 2019 si è chiuso con l’allerta delle autorità cinesi su un potenziale nuovo virus che aveva causato alcuni casi di polmonite a Wuhan. Da allora il numero dei casi è aumentato e il virus è stato identificato come appartenente alla famiglia dei coronavirus, virus comuni che tipicamente causano lievi sintomi respiratori come tosse e raffreddore. In alcuni casi, però, alcune varianti di questi virus possono causare sintomi più gravi e complicanze. Come per tutte le infezioni, la soluzione migliore sarebbe quella di individuare un metodo rapido, sicuro e poco costoso per l’identificazione dell’agente virale, batterico o fungino che sia. Questo permetterebbe di attivare le procedure ospedaliere in tempi più brevi, fornire terapie migliori ai pazienti e ridurre i contagi. Il mondo della diagnostica, infatti, è di elevato interesse per le aziende biotecnologiche, che stanno cercando possibili innovativi strumenti per migliorare la diagnosi delle malattie, infettive e non solo.
Mammoth Biosciences., una delle aziende innovatrici del settore CRISPR, sta investendo nella ricerca e sviluppo di sistemi CRISPR coniugati alla proteina Cas14, più piccola della Cas9 (l’enzima più conosciuto e comunemente utilizzato nel sistema CRISPR, che però non è utilizzabile per la diagnostica), più precisa e con diverse caratteristiche nel metodo di identificazione del bersaglio. Le proprietà di questa proteina la rendono uno strumento utile per l’editing genomico, la regolazione genica e non solo. In un test diagnostico, Cas14 è programmata per trovare uno specifico bersaglio: una volta trovato, rompe una “molecola-segnale” coniugata che indica un risultato positivo o negativo, ad esempio cambiando il colore della soluzione. Questa tecnologia ha delle notevoli implicazioni per il futuro della diagnostica, ma è ancora in fase di sviluppo.
CRISPR è però inarrestabile e gli ambiti in cui fa capolino sono diversi: tra questi, anche le infezioni negli animali da allevamento, che di riflesso potrebbero avere un impatto positivo sulla salute pubblica. Molto spesso, infatti, virus che colpiscono normalmente solo gli animali mutano e si evolvono per arrivare fino all’uomo (le cosiddette zoonosi): questo evento di “salto di specie”, che viene definito “spillover” dagli esperti (letteralmente traboccamento), si è verificato per diverse malattie, come l’AIDS, l’Ebola, l’influenza aviaria, la SARS e il 2019 nCoV. Un recente studio ha dimostrato l’applicabilità di CRISPR in questo ambito e, per essere più precisi, per la prevenzione di infezioni nei polli. L’editing genomico è stato utilizzato per rendere gli animali resistenti al virus della leucosi aviaria, responsabile di causare debolezza, malessere e tumori.
Il metodo standard per inserire una mutazione nei polli prevede il prelievo delle cellule germinali (le cellule riproduttive), la loro modifica e l’inserimento negli embrioni contenuti nelle uova appena deposte. Purtroppo, è un metodo con un tasso di successo estremamente basso, più basso rispetto alle tecniche utilizzate nei maiali. Il gruppo di ricerca guidato da Jiří Hejnar ha quindi sviluppato un metodo più efficace, che prevede il ripristino della produzione di sperma in polli sterilizzati, utilizzando le cellule germinali modificate. Grazie ai successivi incroci, è stato possibile produrre un certo numero di polli con la mutazione necessaria per essere immuni al virus d’interesse. Obiettivo per il futuro è rendere gli animali resistenti ad altri virus. Da un lato, questo utilizzo di CRISPR potrebbe migliorare lo stato di salute degli animali, incrementando la produzione di carne e uova (con l’inevitabile conseguente dibattito sugli OGM); dall’altro potrebbe essere una possibile soluzione per evitare una nuova zoonosi che ha come bacino di incubazione i polli, come ad esempio l’influenza aviaria.