Uccidere i virus con gli enzimi di Crispr

Innovazione

Uccidere i virus con gli enzimi di Crispr

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Negli ultimi 50 anni sono stati prodotti 90 farmaci antivirali che però sono indicati per il trattamento di solamente 9 patologie. Esistono attualmente solo 16 vaccini contro i virus approvati dall’Fda
di redazione

Ebola e Zika ne sono un esempio, ma anche il virus dell’influenza o dell’epatite C fa parte della stessa categoria. Si tratta di virus che utilizzano l’Rna come materiale genetico e vengono chiamati per l’appunto “virus a Rna”. Sono in netta maggioranza rispetto ai virus a Dna, ma potrebbero avere i giorni contati. Ricercatori del Broad Institute dell’MIT e di Harvard hanno infatti messo a punto un’arma capace di individuare e uccidere i virus a Rna nelle cellule umane. La nuova strategia, che potrebbe  venire usata contro malattie virali da cui ancora non ci si può proteggere, è basata sull’enzima Cas13, uno degli enzimi usati nella tecnica di editing genetico Crispr.  Cas 13 viene già usato per la correzione dell’Rna (e non del Dna) e come strumento diagnostico per l’individuazione di virus e batteri. È la prima volta che questo enzima viene trasformato in un trattamento antivirale. Questo passaggio ha permesso ai ricercatori di realizzare uno strumento completo di attacco ai virus, capace sia di individuare che di trattare l’infezione: diagnosi e cura sono fornite da un unico sistema chiamato Carver (Cas13-Assisted Restriction of Viral Expression and Readout) descritto ora su Molecular Cell

Di strumenti come Carver, che promette di funzionare contro una vasta gamma di virus, se ne sentiva il bisogno. Negli ultimi 50 anni sono stati prodotti 90 farmaci antivirali che però sono indicati per il trattamento di solamente 9 patologie. Esistono attualmente solo 16 vaccini contro i virus approvati dall’Fda. Molti sforzi in cerca di nuove soluzioni sono falliti.

L’attenzione degli scienziati americani si è concentrata su Cas 13, l’enzima che prende di mira l’Rna virale nei batteri. Questo enzima può essere programmato e indirizzato in modo puntuale verso specifiche sequenze di Rna per effettuarne il taglio. I ricercatori hanno passato in rassegna una serie di virus a Rna in cerca delle sequenze che Cas 13 può più facilmente prendere come bersaglio. La scelta si è indirizzata sulle sequenze più frequenti, meno soggette a mutazioni e più vitali per il virus, eliminando le quali cioè il virus si disattiva. 

Alla fine sono stati selezionati migliaia di siti in centinaia di specie di virus come potenziali bersagli di Cas13. 

A questo punto l’enzima è stato messo alla prova. I ricercatori hanno programmato Cas13 rendendolo capace di individuare e eliminare una qualsiasi di queste sequenze di acidi nucleici ingegnerizzando l'RNA guida dell’enzima.

I test sono stati condotti su cellule umane infettate con tre virus differenti: il virus della coriomeningite linfocitaria (malattia infettiva dei roditori), il virus dell’influenza e il virus della stomatite vescicolare (malattia vira che colpisce equini, bovini e suini). Gli scienziati hanno  introdotto Cas13 e l’Rna guida nelle cellule e, 24 ore più tardi, hanno esposto le cellule ai virus. Dopo altre 24 ore gli enzimi Cas 13 avevano ridotto di 40 volte il livello di Rna virale nelle colture cellulari. 

Nella fase finale dell’esperimento, per verificare l’efficacia del sistema, gli scienziati hanno analizzato la carica virale dei virus, la capacità di provocare un’infezione. Ebbene, otto ore dopo l’esposizione al virus, Cas 13 aveva ridotto l’infettività del virus dell’influenza di più di 300 volte. 

Alle proprietà terapeutiche di Cas 13 sono state aggiunte poi quelle diagnostiche di un sistema di individuazione degli acidi nucleici chiamato Sherlock. Il risultato è il sistema completo Carver, che funziona come diagnosi e come trattamento allo stesso tempo. Carver può per esempio misurare i livelli di Rna virale residuo che ha resistito all’intervento dell’enzima. «Immaginiamo Cas13 come uno strumento di ricerca utile in molti aspetti della biologia virale nelle cellule umane. Potrebbe anche diventare potenzialmente uno strumento clinico, dal momento in cui potrebbe essere utilizzato per fare diagnosi su un campione, trattare un'infezione virale e misurare l'efficacia del trattamento, il tutto con la capacità di adattare rapidamente Carver ad  affrontare nuovi virus o virus resistenti ai farmaci», hanno dichiarato i ricercatori.