Nel campo delle degenerazioni retiniche si sta conducendo un’intensa attività di ricerca sul metodo terapeutico noto come «editing genomico», che agisce direttamente sui geni difettosi. A tal fine è necessario introdurre strumenti molecolari nelle cellule interessate, cosa che finora spesso non ha funzionato in modo impeccabile. Ora ricercatrici e ricercatori tedeschi hanno sviluppato un nuovo metodo di trasporto per tali strumenti, al fine di consentire correzioni precise.
Nel 2025, un team di ricerca, composto da specialiste/i del centro di ricerca biomedica Helmholtz Munich e dell’Università Tecnica di Monaco di Baviera, ha sviluppato un innovativo sistema di trasporto per strumenti di correzione genetica. La tecnologia, chiamata ENVLPE, è stata concepita principalmente per gli strumenti del sistema CRISPR/Cas9 e metodi simili. Consente un’efficienza notevolmente superiore al momento di introdurre gli strumenti nelle cellule viventi.
ENVLPE sta per «Engineered Nucleocytosolic Vehicles for Loading of Programmable Editors». Si tratta di particelle simili a virus non infettive in grado di trasportare in modo efficiente strumenti di editing genetico (per esempio i cosiddetti base editor o prime editor) nelle cellule bersaglio. Ciò consente una riparazione precisa dei geni difettosi, come riportato dal portale di notizie oftalmologiche eyefox.com e da Pro Retina Deutschland.
Test riuscito sulla retina di topi
Il team di ricerca tedesco è riuscito a dimostrare con successo questa tecnica su modelli murini viventi che erano ciechi a causa di una mutazione. Si trattava di rd6, un modello murino per la retinite punctata albescens (un sottotipo di retinite pigmentosa), e di rd12, per l’amaurosi congenita di Leber di tipo 2 (LCA-2) e la retinite pigmentosa 20 (RP20).
Inoltre, il sistema di trasporto ENVLPE offre un enorme potenziale per le terapie antitumorali. Esso consente di modificare geneticamente in modo mirato le cellule immunitarie, rendendole universalmente più compatibili. Ciò rende questa forma di terapia applicabile a un numero maggiore di pazienti oncologici.
Superare le sfide legate al trasporto degli editor genetici
I moderni metodi di editing genomico, ovvero la «modifica» delle informazioni genetiche in una cellula, tra cui i sistemi CRISPR, sono considerati approcci promettenti per il trattamento delle malattie genetiche. I sistemi CRISPR/Cas sono innovative «forbici genetiche» per la modifica mirata di regioni del DNA in una cellula (DNA = macromolecola che funge da architettura e memoria per le informazioni ereditarie).
Le «forbici» si basano su un meccanismo di difesa naturale dei batteri contro i virus. Le cosiddette proteine Cas, con l’aiuto di un RNA guida che le conduce nel punto desiderato, provocano rotture specifiche del doppio filamento in una regione del DNA. Questo metodo consente di disattivare, riparare o inserire geni nelle cellule in modo mirato.
Tuttavia, la grande sfida correlata al trasporto affidabile di questi strumenti molecolari nelle cellule bersaglio persiste. Il dr. Dong-Jiunn Jeffery Truong, responsabile di gruppo presso l’Istituto di biomedicina sintetica di Helmholtz Munich, spiega al portale di notizie oftalmologiche eyefox.com: «I sistemi di trasporto virali e non utilizzati finora, come i virus adeno-associati, le nanoparticelle lipidiche o altre particelle simili ai virus, hanno reso un prezioso servizio, ma hanno raggiunto i loro limiti».
Secondo Truong, tra i vari problemi vi è quello della permanenza prolungata degli editor genetici, che può scatenare reazioni immunitarie, o semplicemente sfociare in una scarsa efficacia. Il nuovo sistema di trasporto ENVLPE affronta in modo diretto queste sfide e, grazie al suo design modulare, rimane allo stesso tempo compatibile con i futuri sviluppi nell’editing genomico.
Tutti i componenti degli strumenti raggiungono ora le cellule bersaglio in modo molto sicuro
Il sistema ENVLPE si basa su involucri modificati e non infettivi di origine virale, che fungono da sistemi di trasporto per editor genetici molecolari come i cosiddetti base o prime editor, ossia per strumenti CRISPR specializzati, in grado di modificare chimicamente singole basi o regioni di DNA nel genoma umano o di inserire in modo mirato nuove sequenze.
ENVLPE risolve un problema logistico centrale dei metodi precedenti. Durante la produzione delle singole parti di editing genetico, un meccanismo di trasporto cellulare deviato in modo mirato assicura che tutti i componenti necessari si riuniscano nel posto giusto al momento giusto.
I sistemi precedenti contenevano spesso editor genetici solo parzialmente assemblati e in parte non funzionanti, il che ne limitava fortemente l’efficacia. «ENVLPE non solo garantisce che vengano confezionati componenti di editor completamente assemblati», spiega il dr. Truong, «ma contiene anche un cappuccio molecolare che protegge la parte più sensibile dell’editor dalla degradazione durante il trasporto. In questo modo gli strumenti raggiungono in sicurezza le cellule bersaglio, dove possono poi effettuare la correzione del DNA richiesta».
I topi riacquisiscono la vista: grazie a ENVLPE, gli editor genetici hanno un grande potenziale terapeutico
Il gruppo di ricerca tedesco ha testato il sistema ENVLPE su un modello murino di cecità congenita in stretta collaborazione con un team di oftalmologi della University of California a Irvine.
«I topi presentavano una grave mutazione nel gene Rpe65, indispensabile per la produzione di molecole fotosensibili nella retina», spiega a eyefox.com Samuel W. Du, dottorando presso l’UC Irvine. Secondo quanto da lui riferito, i topi erano completamente ciechi e non reagivano agli stimoli luminosi. Dopo l’iniezione di ENVLPE nell’area subretinica (nel settore compreso tra l’epitelio pigmentato retinico e i fotorecettori) per correggere la mutazione genetica, gli animali hanno iniziato a reagire agli stimoli luminosi.
Julian Geilenkeuser, dottorando presso l’Istituto di biomedicina sintetica dell’Helmholtz Munich, spiega: «Il livello di recupero della vista è stato sorprendente». Ciò ha dimostrato che le particelle di editor genetici hanno effettivamente un potenziale terapeutico nell’organismo vivente.
Esaminare eventuali effetti collaterali
«Oltre alle due mutazioni genetiche selezionate per lo studio, esistono molte altre mutazioni in altri geni che causano distrofie retiniche ereditarie. Pertanto, il presente sviluppo rappresenta solo un piccolo ma importante primo passo verso il ripristino permanente di almeno una parte della capacità visiva con l’aiuto della terapia genica somatica», sottolinea il dr. Truong.
Il dr. Truong afferma che la terapia genica somatica è ancora agli albori, quindi occorre studiare più in dettaglio eventuali effetti collaterali, come ad esempio deviazioni errate o possibili reazioni immunitarie. Tuttavia, ENVLPE ottiene risultati nettamente migliori rispetto ai sistemi consolidati: secondo il dr. Truong, una procedura concorrente richiedeva una dose più di dieci volte superiore per ottenere effetti comparabili.
Grazie a ENVLPE la terapia oncologica progredisce con cellule T universali
ENVLPE contempla inoltre nuove possibilità per le cosiddette terapie con cellule T adattive. Le cellule T sono globuli bianchi specializzati del sistema immunitario e riconoscono strutture estranee all’organismo come virus, batteri o cellule tumorali. In queste terapie, le cellule immunitarie prelevate dal sangue di pazienti vengono modificate geneticamente in laboratorio, in modo da poter riconoscere e attaccare in modo mirato le cellule tumorali.
In collaborazione con il laboratorio della Clinica universitaria dell’Università Tecnica di Monaco, ENVLPE è stato utilizzato per rimuovere in modo mirato determinate molecole di superficie dalle cellule T, comprese quelle che potrebbero scatenare una reazione immunitaria nel ricevente. Grazie a ENVLPE, in futuro potrebbero quindi nascere le cosiddette cellule T universali, che non dovranno più essere adattate individualmente alle singole e ai singoli pazienti. Ciò amplierebbe la disponibilità delle immunoterapie rendendole anche più convenienti.
Verso l’applicazione clinica
Dopo aver ottenuto l’efficace introduzione degli strumenti di editing genetico più comuni, il team di ricerca tedesco sta lavorando per incrementare ulteriormente la precisione. Tra l’altro attraverso la progettazione di proteine supportata dall’intelligenza artificiale e l’utilizzo della diversità biologica. L’obiettivo consiste nell’introdurre in futuro gli strumenti in modo mirato solo in determinati tipi di cellule o tessuti.
Il team di ricerca sta cercando di ottenere finanziamenti da differenti programmi e partnership con l’industria farmaceutica per affrontare l’applicazione clinica. A lungo termine, la tecnologia dovrebbe essere ulteriormente sviluppata per diversi approcci terapeutici e resa accessibile alle e ai pazienti.
Fonti
- eyefox.com (in lingua tedesca e inglese)
- Helmholtz Munich (in lingua tedesca e inglese)
- Pubblicazione originale: Geilenkeuser, Armbrust et al., 2025: Engineered nucleocytosolic vehicles for loading of programmable editors. Cell. DOI:10.1016/j.cell.2025.03.015; (red. PJ marzo 2026)