Per la prima volta trasferiti interi cromosomi senza danni: docente UniUd guida l’impresa straordinaria

La ricerca sui cromosomi guidata dal professor Gianluca Petris dell’UniUd.

Un gruppo internazionale di ricercatori del MRC Laboratory of Molecular Biology e del Wellcome Sanger Institute di Cambridge, guidato da Gianluca Petris, oggi Principal Investigator della Genome Engineering & Biotechnology Unit della Fondazione Italiana Fegato e docente al Dipartimento di Medicina dell’Università di Udine, ha raggiunto un risultato senza precedenti: trasferire, modificare e sostituire interi cromosomi umani mantenendone intatta la struttura. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science, rappresenta una svolta significativa per la biologia sintetica e generativa e per le future terapie genetiche avanzate.

La tecnologia sviluppata

I ricercatori hanno messo a punto una tecnologia capace di spostare cromosomi umani interi da una cellula all’altra senza danneggiarne il DNA, di modificarli in speciali cellule fabbrica costituite da cellule staminali embrionali di topo e di reintrodurli successivamente nelle cellule umane riceventi.

In queste cellule fabbrica, i telomeri, fondamentali per la stabilità genomica e i processi di invecchiamento, si allungano fino a dieci volte, tornando poi spontaneamente alle lunghezze tipiche umane quando i cromosomi vengono riportati nelle cellule finali. L’innovazione ha permesso inoltre di eliminare il cromosoma originale delle cellule umane e sostituirlo con quello ingegnerizzato, completando così per la prima volta un ciclo di trapianto cromosomico con fedeltà genomica senza precedenti.

Nuove possibilità per biologia e medicina

Questa tecnologia apre nuove possibilità che finora erano fuori dalla portata degli strumenti tradizionali di editing genomico, come CRISPR-Cas. Consente di analizzare il genoma umano come sistema integrato, piuttosto che singolo gene per gene, e di valutare il contributo di grandi regioni regolatorie e del cosiddetto DNA oscuro, oltre a studiare l’organizzazione tridimensionale del DNA nelle cellule.

Offre inoltre un modello unico per approfondire le alterazioni cromosomiche tipiche del cancro e i meccanismi dell’invecchiamento, compreso il comportamento dinamico dei telomeri. Guardando al futuro, la ricerca apre la strada alla costruzione di cromosomi e genomi sintetici, alla progettazione di cellule con funzioni completamente nuove, allo sviluppo di cellule e tessuti con maggiore compatibilità immunologica e resistenza ai virus, e alla creazione di terapie genetiche avanzate per malattie complesse e rare.

Il contributo italiano

La parte sperimentale dello studio è stata condotta interamente nel Regno Unito, con il supporto del Medical Research Council (MRC), del Wellcome Trust e di una Marie Skłodowska-Curie European Postdoctoral Fellowship vinta da Petris durante il suo periodo all’estero. La prosecuzione e l’espansione della ricerca in Italia sono oggi affidate a Petris presso la Fondazione Italiana Fegato e l’Università di Udine, grazie a finanziamenti competitivi come il My First AIRC Grant (AIRC) e il programma PNRR – Giovani Ricercatori.

Come sottolinea lo stesso Petris, “si tratta di un risultato che fino a pochi anni fa sarebbe stato considerato irrealizzabile e che oggi apre la strada a una nuova generazione di conoscenze e tecnologie destinate ad avere un impatto scientifico, medico, economico e sociale di grande rilievo.”