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Nuova tecnologia CRISPR/Cas9

 - A.I.D.M.E.D. Onlus

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 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 causata da mutazioni del gene EMD che codifica  per la proteina emerina e la EDMD2 causata da mutazioni del gene LMNA  che  codifica per  le proteine lamina A e lamina C  Il fenotipo clinico  di  queste  patologie è praticamente sovrapponibile.

Esiste poi una  forma  molto simile di patologia, la LGMD1B,  causata anch’essa da mutazioni LMNA.

Infine molte  forme  di cardiomiopatia  dilatativa con  difetto di conduzione sono causate da mutazioni  nel gene LMNA.     La  perdita di  ritmo  cardiaco  è   rischio  di morte improvvisa,  con  necessità di impianto di defibrillatore.   Quest’ultimo però   non   sempre  risparmia  il paziente da morte improvvisa,  sono aspetti molto rilevanti di queste patologie.

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 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  queste  siano   portatrici di mutazioni in lamina che di mutazioni in 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  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/Reggio “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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