Mini-organi editati per bloccare il coronavirus

Mini-modelli intestinali umani infettati da Sars-Cov2 (Credit: Joep Beumer/Hubrecht Institute)

Gli organoidi sono abbozzi di organi in miniatura ottenuti in laboratorio coltivando cellule staminali e indirizzandole ad assumere l’identità cellulare desiderata. Negli ultimi 10 anni sono stati prodotti in questo modo mini-cervelli, mini-intestini, mini-reni e via continuando. Questi modelli sono estremamente semplificati e hanno le dimensioni di una lenticchia, ma si sono già rivelati utili per la ricerca di base, soprattutto in campi come lo sviluppo embrionale e l’oncologia. Un progetto di ricerca particolarmente estroso sta studiando l’effetto di alcune varianti geniche neandertaliane sul funzionamento di mini-cervelli sapiens. Ma cosa ci si può fare in virologia?

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Caro Neanderthal, ti presento CRISPR

Da decine di migliaia di anni la specie umana se ne sta seduta su un ramo periferico dell’albero della vita, senza parenti più prossimi dello scimpanzé. Siamo letteralmente gli unici uomini e le uniche donne al mondo. Ma c’è stato un tempo non molto lontano in cui i nostri antenati diretti condividevano il pianeta con altri tipi di Homo. Con alcuni ci siamo persino incrociati. Cosa ci distingue da loro? Perché solo noi abbiamo creato i palazzi rosa di Jaipur, Guerra e pace, i razzi per Marte? 

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Il genoma compie 20 anni (e il meglio deve ancora arrivare)

Science e Nature del 16/15 febbraio 2001

Il titolo è lo stesso – “The human genome” – e i numeri delle due riviste sono entrambi da collezione. Nature sfoggia in copertina il fotomosaico di una doppia elica, costruito assemblando tante minuscole foto di donne e di uomini. Come a dire: il DNA siamo noi ed è di tutti. La cover scelta da Science è più patinata, con i volti di sei persone diverse per etnia, sesso ed età, disposti in modo da alludere vagamente ad un intreccio. Sullo sfondo della mia copia spiccano pochi segni tracciati a pennarello. Si tratta dell’autografo di Craig Venter, lo scienziato che nel 1998 con la sua company Celera Genomics ha osato sfidare il consorzio internazionale dello Human Genome Project, costringendolo ad accelerare il passo. Purtroppo non ho la firma di Francis Collins, che nel 1993 ha preso il posto di James Watson a capo dello sforzo pubblico e ha portato a termine l’impresa. È lui l’altro protagonista della gara che sul finire degli anni ’90 ha appassionato scienziati e osservatori, per poi concludersi diplomaticamente in un pari e patta. (Continua su Le Scienze)

Il futuro di CRISPR, secondo la sua inventrice

Jennifer Doudna (Innovative Genomics Institute, Berkeley) ha vinto il Nobel per la chimica 2020 per l’invenzione di CRISPR, insieme ad Emmanuelle Charpentier

Il Nobel per l’invenzione di CRISPR ha generato grande entusiasmo. Merito della tecnica premiata, che sta trasformando la pratica e anche l’immagine dell’ingegneria genetica. E merito delle sue inventrici, che sono diventate un modello di collaborazione, rigore, creatività e capacità di sfondare il tetto di cristallo. Tra tutti i pionieri di CRISPR, Jennifer Doudna è colei che più si è spesa per avviare dentro e fuori dalla comunità scientifica un dibattito sull’innovazione responsabile nel campo dell’editing, riunendo gruppi di lavoro e scrivendo anche per i non-specialisti. Seguendo il suo esempio, intorno a CRISPR è cresciuta una comunità di ricercatori che s’impegna per discutere pubblicamente, tessendo la tela di scienza e democrazia. (Continua sul sito di Osservatorio Terapie Avanzate)

L’editing alla conquista dei mitocondri

All’interno delle cellule, oltre al DNA nucleare, esiste il piccolissimo genoma dei mitocondri, gli organelli che sono le centrali energetiche delle cellule. Le mutazioni a carico del DNA mitocondriale possono generare malattie devastanti, come la neuropatia ottica ereditaria di Leber che causa perdita della vista, debolezza muscolare e problemi cardiaci.

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Dopo le CRISPR babies si scalda la ricerca sul gene CCR5

bimbe che gattonanoSe lo scienziato cinese He Jiankui ha detto la verità, Lulu e Nana ora dovrebbero avere otto mesi. L’età in cui molti bebè iniziano a gattonare. Pechino ha fatto calare una cortina di segretezza sull’esperimento, non sappiamo nulla, dunque, dello stato di salute di queste piccole con il DNA manipolato nel tentativo di creare uno scudo genetico contro il virus HIV. Grazie al lavoro di altri gruppi, però, stiamo imparando a conoscere sempre meglio il gene che è stato intenzionalmente messo fuori uso nelle gemelline. Cosa possiamo aspettarci dunque per queste creature prematuramente uscite dalla fantascienza per muovere i primi passi nel mondo reale? E cosa possiamo dedurne per chi ha ricevuto in dote da madre natura, anziché da un bisturi genetico, quello stesso gene mutato? Ne ho parlato con Guido Poli, del San Raffaele di Milano, e ne ho scritto sul Corriere Salute. Il pezzo completo si può leggere qui.

Svolta a sinistra per le lumache CRISPR

snail crispr cover

È un piccolo passo per una lumaca, ma un grande passo per la biologia. Il codice molecolare dell’orientamento delle conchiglie è stato finalmente decifrato con l’aiuto di CRISPR. L’editing genetico, dunque, ci avvicina alla soluzione di una delle questioni più affascinanti con cui i naturalisti si confrontano da secoli: capire perché la vita predilige un verso tra destra e sinistra. Continua a leggere

Record: 13.000 refusi corretti con un colpo di CRISPR

edit

C’era una volta l’ingegneria genetica, che permetteva di modificare faticosamente un gene alla volta. Ora c’è l’editing genomico, e il laboratorio di George Church ha dimostrato di poter ottenere migliaia di mutazioni mirate in una singola cellula, con un colpo di CRISPR. L’impresa, descritta sul sito delle pre-pubblicazioni rapide bioRxiv dal gruppo dell’Università di Harvard è da Guiness dei primati e straccia il precedente record, stabilito quattro anni fa sempre da Church, sempre con CRISPR. Il balzo compiuto dal 2015 a oggi è strabiliante: siamo passati da 62 loci corretti simultaneamente, che sembravano già tantissimi, all’incredibile cifra di 13.200. Allora si trattava di un esperimento per ripulire il genoma dei maiali dai retrovirus dormienti, con l’obiettivo di trasformarli in donatori di organi sicuri per l’uomo. Quanto al nuovo exploit, potrebbe sembrare un virtuosismo fine a sé stesso ma questa forma di editing estremo potrebbe trovare in futuro delle applicazioni utili. (Continua sul sito dell’Osservatorio Terapie Avanzate)

E finalmente, il primo rettile CRISPR

CRISPR lizard 1

ASHLEY M. RASYS AND HANNAH C. SCHRIEVER

Mancavano i rettili, ora nella lista degli animali editati ci sono anche loro. Se CRISPR ha finalmente messo le squame lo dobbiamo ai ricercatori dell’Università della Georgia e alle loro lucertole anolidi. Douglas Menke e colleghi hanno ottenuto quattro piccoli albini, a partire da 146 uova di 21 lucertole. Non è stato facile, perché le femmine immagazzinano gli spermatozoi all’interno degli ovidotti per lunghi periodi, e questo complica la tempistica dell’editing. Il guscio che si forma nelle cellule uovo all’atto della fecondazione rappresenta un ulteriore ostacolo per l’ingresso di CRISPR. L’idea vincente è stata quella di anticipare l’operazione, introducendo il sistema di editing nelle uova immature non ancora fecondate. I ricercatori sono convinti che questo approccio funzionerà anche con i serpenti e altri tipi di rettili e a beneficiarne saranno la biologia evoluzionista e la genetica dello sviluppo. Per i dettagli, si veda il lavoro prepubblicato su bioRxiv.

2018: il meglio e il peggio di CRISPR

2018 cover scoperta dell'annoScoperta dell’anno, caduta dell’anno, personaggio dell’anno. CRISPR fa capolino in tutte e tre le classifiche stilate dalle grandi riviste scientifiche alla fine di dicembre. Il controverso annuncio delle due bambine geneticamente editate in Cina è stato ricordato sia da Science (Breakdowns of the year. What went wrong in the world of science in 2018) che da Nature (Nature’s 10. Ten people who mattered this year). Ma vale la pena sottolineare che CRISPR ha avuto anche un ruolo chiave nel filone di studi che ha vinto il titolo di “breakthrough of the year” secondo Science (Development cell by cell. With a trio of techniques, scientists are tracking embryo development in stunning detail). Infatti CRISPR consente di marcare il genoma di ogni cellula con una specie di codice a barre che viene passato alle cellule figlie. Grazie a queste targhette identificative è possibile seguire il destino delle singole linee cellulari, seguendone le trasformazioni all’interno degli embrioni in via di sviluppo. Con questo approccio sarà più facile scoprire come le cellule si moltiplicano e si specializzano per formare i diversi organi, ad esempio il cuore oppure il cervello, e capire che succede quando qualcosa va storto.