Editing genomico di HSPCs mediante il sistema CRISPR/Cas9 per il trattamento di anemia falciforme e β-talassemia

L’anemia falciforme (SCD) e la β-talassemia sono due delle malattie genetiche del sangue più diffuse in tutto il mondo. Ad oggi l’unica terapia curativa è il trapianto allogenico di cellule staminali e progenitrici ematopoietiche (HSPCs). Non essendo facile trovare un donatore compatibile con la maggior parte dei pazienti, risulta di fondamentale importanza l’identificazione di nuovi approcci terapeutici per mirare ad una guarigione definitiva. L’utilizzo dello strumento CRISPR/Cas9 per la manipolazione delle HSPCs ha dimostrato essere il più promettente. È stato eseguito un importante studio per correggere la mutazione falciforme modificando in maniera mirata il gene HBB in HSPCs CD34+ derivate da pazienti con SCD, utilizzando gRNA e ssODN ottimizzati. Si sono inoltre valutati gli effetti off-target e l’attecchimento delle cellule modificate, aumentando la specificità di editing tramite l’utilizzo di una variante di Cas9 ad alta fedeltà (HiFi Cas9) che ha evitato ampi riarrangiamenti intracromosomici. Uno studio effettuato per correggere lo squilibrio di α/β globina tipico della β-talassemia si è avvalso di due approcci terapeutici usando CRISPR/Cas9: la riduzione dell'α-globina e l’integrazione del transgene HBB regolato dal promotore endogeno HBA. Questi esperimenti hanno dimostrato che entrambe le modifiche sono osservabili a lungo termine nelle cellule, le quali hanno mantenuto il potenziale di attecchimento e di differenziazione multilineare. Infine, in una sperimentazione che impiega l'applicazione di una duplice modifica del genoma in sequenza (mirata ai loci HBG-113 e BCL11A-ee) come strategia terapeutica per entrambe le β-emoglobinopatie, si è ottenuta una massimizzazione della re-induzione dell’emoglobina fetale (HbF). Questa condizione migliora il fenotipo della malattia. In quest’ultimo studio si è raggiunta la maturazione eritroide, l’assenza di mutazioni off-target e di compromissione dell’attecchimento, ma si sono formate traslocazioni cromosomiche che persistono in vivo e che attualmente precludono l'applicazione di questa strategia di doppia modifica in clinica. Si può quindi affermare che ci siano possibilità future che questo strumento di modifica genica venga utilizzato come cura alternativa per il trattamento delle malattie qui proposte, in seguito al miglioramento di quegli aspetti che ne possano garantire una sicurezza clinica.