Non modificare soltanto un gene, ma arrivare a trasferire, modificare e sostituire interi cromosomi nelle cellule. È l’obiettivo della ricerca quinquennale condotta dall’Università di Udine e finanziata con 1.272.000 euro dal Ministero dell’Università e della Ricerca (Mur) attraverso il Fondo italiano per la scienza (Fis).
Il progetto è coordinato da Gianluca Petris, docente di biochimica, e si svolge nel Laboratorio di ingegneria genomica e biotecnologie del Dipartimento di Medicina dell’ateneo friulano. L’obiettivo, ancora nell’ambito della ricerca di base, è sviluppare nuove tecnologie che in futuro potrebbero trovare applicazione nella cura di alcune malattie genetiche e nella medicina rigenerativa.
Dalla modifica dei geni a quella dei cromosomi
Le attuali tecniche di genome editing permettono di intervenire con grande precisione su singoli geni o su porzioni relativamente piccole del Dna. Alcuni di questi approcci sono già arrivati alla pratica clinica.
Il progetto dell’Università di Udine punta invece a spostare l’intervento su una scala molto più ampia: quella dell’intero cromosoma. La ricerca dovrà verificare fino a che punto sia possibile trasferire, modificare e sostituire cromosomi in cellule umane in modo controllato e sicuro.
La prospettiva, a lungo termine, è utilizzare cromosomi sani e ingegnerizzati per generare cellule terapeutiche. In questo modo, almeno in prospettiva, si potrebbe intervenire su difetti genetici diversi, rari o particolarmente complessi agendo sull’intero cromosoma invece di correggere singolarmente ogni mutazione.
“Le tecnologie di genome editing hanno trasformato la nostra capacità di modificare il Dna, ma lavorano ancora soprattutto a livello di singoli geni o di regioni relativamente piccole”, spiega Petris. “Con questo progetto vogliamo fare un salto di scala e arrivare a trasferire, modificare e sostituire interi cromosomi in modo accurato anche in cellule di rilevanza clinica per future terapie cellulari”.
Le possibili applicazioni
La tecnologia potrebbe permettere di costruire nuovi modelli cellulari per studiare alterazioni genomiche su larga scala, comprese quelle coinvolte nello sviluppo dei tumori e in alcuni processi legati all’invecchiamento.
Una parte importante della ricerca riguarderà inoltre la comprensione del funzionamento dei cromosomi e del modo in cui le cellule organizzano e controllano grandi quantità di informazione genetica.
L’eventuale utilizzo terapeutico è però ancora lontano. Lo sottolinea lo stesso Petris: “È una ricerca di base e il percorso verso eventuali applicazioni terapeutiche è ancora lungo“. L’obiettivo del progetto è prima di tutto capire se intervenire a questa scala sia tecnicamente possibile e sicuro.
Una nuova linea di ricerca per l’Università di Udine
Il progetto consentirà anche di consolidare all’Università di Udine una linea di ricerca strategica nell’ambito dell’ingegneria genomica e della biologia sintetica, formando nuovi ricercatori e creando possibili ricadute sul fronte del trasferimento tecnologico e delle startup.
Il gruppo coordinato da Petris è composto da Francesca Agostini, Veronica Boem, Letizia Pugnetti, Miriam Saponaro e Luca Scanferla. La ricerca si sviluppa con collaborazioni nazionali e internazionali nell’ambito del Laboratorio di ingegneria genomica e biotecnologie, il cui lavoro è sostenuto anche dalla Fondazione Italiana Fegato ETS.
Il progetto si intitola “Sviluppo di tecnologie di trapianto cromosomico verso terapie cellulari universali”. Ricercatori del gruppo hanno inoltre pubblicato sulla rivista internazionale di genetica Trends in Genetics un contributo dedicato agli sviluppi e alle prospettive dell’ingegneria genomica su scala cromosomica.