Trapianti suino/uomo sempre più possibili grazie a CRISPR

I recenti progressi nell’ambito del gene-editing hanno riacceso l’interesse verso i trapianti da maiale a uomo. In un recente articolo su 'Science' infatti, i ricercatori statunitensi e cinesi hanno annunciato che utilizzando il sistema di gene-editing CRISPR-Cas9 sono riusciti ad inattivare tutti e 25 i retrovirus attivi presenti nel genoma suino, generando maialini apparentemente sani e contribuendo a far progredire la ricerca verso la possibilità di xenotrapianto.
Laura Mosca, 06 Settembre 2017
Micron

Secondo i dati preliminari del Sistema Informativo Trapianti (SIT) aggiornati al 30 giugno 2017, in Italia i trapianti sono in forte aumento rispetto all’anno 2016 con un totale di 3809 cioè +11,7% da donatore cadavere. In aumento anche la donazione, anche da donatore vivente.
In un comunicato stampa del 3 marzo 2017 il Centro Nazionale Trapianti rende noto infatti che due milioni di italiani hanno registrato la loro volontà sulla donazione di organi e tessuti nel sistema informativo trapianti rilasciando il proprio consenso attraverso le ASL, l’AIDO e i Comuni. Nel 21% delle amministrazioni comunali di tutta Italia è possibile fare la propria scelta al momento del rinnovo del documento di identità. L’obiettivo è di arrivare presto alla copertura nazionale del servizio, anche grazie all’introduzione della Carta d’Identità Elettronica già adottata in via sperimentale da circa 200 Comuni.
Ma l’aumento delle donazioni, seppur estremamente positivo, non basta ad arginare il problema. A fine 2016 i pazienti in lista d’attesa risultavano 9026, con oltre il 75% delle richieste per trapianti di rene seguiti da fegato (11,4%), cuore (8,3%), polmone (3,9%), pancreas (2,8%) ed infine intestino (0,1%). Il tempo medio in lista d’attesa si aggira intorno ai 3 anni con una media inferiore di 1 anno e mezzo solo per quanto riguarda il fegato. La mortalità in lista d’attesa è più alta per quanto riguarda il polmone (circa 10%), inferiore per cuore (6%), fegato (4%), rene e pancreas (1,8%).

MAIALI SENZA RETROVIRUS PER I TRAPIANTI D’ORGANO
L’idea di risolvere la carenza di organi umani destinati al trapianto utilizzando organi suini ha allettato i chirurghi per decenni. Gli organi dei maiali sono simili come dimensioni e funzionalità a quelli degli esseri umani, e sembra che le persone siano meno impressionate dall’utilizzo di parti del corpo derivanti da un animale che normalmente viene allevato per la carne di quanto non accadrebbe se si trattasse invece di un primate.
Tuttavia, uno dei maggiori ostacoli che ancora oggi impedisce questo genere di trapianti, detti xenotrapianti poiché riguardano specie differenti, è la minaccia di trasmettere virus suini in grado di infettare gli esseri umani che potrebbero condurre all’immunodeficienza e alla formazione di tumori. Il genoma dei maiali include infatti 25 cosiddetti retrovirus che sembrano non abbiano particolari effetti sui suini ma che potrebbero trasmettere malattie all’uomo, soprattutto ai pazienti trapiantati immunocompromessi e quindi più suscettibili alle infezioni.
Questa preoccupazione, in particolare nell’ambito dell’epidemia di HIV, ha contribuito a rallentare la ricerca in questo campo negli ultimi vent’anni.
I recenti progressi nell’ambito della correzione genica (gene-editing) hanno riacceso l’interesse verso i trapianti da maiale a uomo. In un recente articolo pubblicato sulla rivista scientifica Science infatti, i ricercatori della società eGenesis, una start-up di Cambridge, Massachusetts, in collaborazione con alcune università statunitensi e cinesi, hanno annunciato che utilizzando il sistema di gene-editing CRISPR-Cas9 sono riusciti ad inattivare tutti e 25 i retrovirus attivi presenti nel genoma suino, generando maialini apparentemente sani e contribuendo a far progredire la ricerca verso la possibilità di xenotrapianto.
Luhan Yang, co-fondatore e Direttore Scientifico di eGenesis è fermamente convinto che tale innovazione sia necessaria per affrontare un problema complesso come lo xenotrapianto e ritiene che il loro maiale sia probabilmente l’animale più modificato geneticamente al mondo.
A quattro mesi di età, all’incirca l’epoca in cui gli organi del maiale sono abbastanza accresciuti per poter essere utilizzati per il trapianto negli esseri umani, gli animali ingegnerizzati sembrano perfettamente normali. Secondo George Church, un genetista della scuola medica di Harvard co-fondatore di eGenesis e coautore della ricerca è incredibile che i maialini si siano rivelati così sani. La tecnica CRISPR può infatti risultare tossica per le cellule perché provoca rotture nei filamenti del DNA che a loro volta possono indurre le cellule all’autodistruzione. Inoltre, i retrovirus si replicano inserendo una copia del loro genoma nell’ospite, perciò sono parte integrante del genoma di maiale da circa 25 milioni di anni, dacché esistono le specie suine.
Di conseguenza, ci si chiedeva se essi svolgessero un ruolo essenziale nella sopravvivenza del maiale e se gli animali potessero svilupparsi correttamente senza di essi. Un’altra piacevole sorpresa, commenta Church, è che i maialini non sono stati reinfettati con i virus nel ventre materno.
Partendo dall’inattivazione dei retrovirus in una linea cellulare di fibroblasti immortalizzati, i ricercatori hanno generato embrioni suini poi trasferiti in scrofe surrogate e allevati in laboratorio.
La fase successiva della ricerca sarà essenzialmente “umanizzare” i maiali, modificandoli geneticamente in modo tale che i loro organi possano funzionare nel corpo umano. Ciò comporta trasformazioni a livello immunologico, oltre che manipolazioni atte a rendere i tessuti compatibili con quelli umani ed evitare problemi di coagulazione del sangue. I ricercatori hanno già iniziato le sperimentazioni ed in parallelo stanno scrivendo un articolo per la pubblicazione su una rivista scientifica.
Altri laboratori, tra cui quello di Joseph Tector dell’Università di Alabama, stanno compiendo ricerche analoghe e sperano di ottenere organi di suino ingegnerizzati e pronti per essere testati su esseri umani nei prossimi due o tre anni. I ricercatori hanno come obiettivo iniziale il trapianto di reni, per il quale la lista d’attesa è la più lunga, seguita da altri organi come il cuore e il fegato; quindi si concentreranno sulle cellule delle isole pancreatiche per combattere il diabete di tipo 1, sulla pelle e sulle cornee.

UN TEST IN PIÙ PER CRISPR
Studiare i suini modificati da eGenesis fornisce l’opportunità anche ad altri ricercatori che utilizzano la tecnica CRISPR di verificare se modificare un numero significativo di geni mediante gene-editing causa problemi a lungo termine nei mammiferi. I maiali sono gli animali più grandi che sono stati sottoposti finora a CRISPR, e sarà interessante osservare cosa accadrà quando invecchieranno oltre i 20 anni.
È stato infatti ipotizzato che la tecnica CRISPR possa indurre il cancro, ma questo effetto non è stato adeguatamente testato. Rimane controversa la possibilità che i retrovirus di origine suina costituiscano un rischio di causare malattie nell’uomo.
Nel loro articolo Yang e colleghi hanno confermato che i retrovirus di maiali possono infettare le cellule umane, proprio come il retrovirus dell’HIV; sono in grado cioè, una volta infettate le cellule umane a partire dal maiale, di trasmettersi ad altre cellule umane non direttamente esposte alle cellule suine. Secondo altri ricercatori il rischio di infezione non sarebbe così ricorrente e modificare inutilmente i geni dei suini aumenterebbe solo la complessità e i costi di un xenotrapianto. Rimane da chiarire se la Food and Drug Administration richiederà che i retrovirus vengano rimossi prima del trapianto; in questo caso l’approccio di eGenesis sarà sicuramente il metodo più corretto per farlo.

Commenti dei lettori


Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

    X