Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier: la storia di CRISPR è solo all'inizio

Lo straordinario metodo inventato nel 2012 dalle scienziate Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier ha già cominciato a cambiare il mondo della ricerca sanitaria, e potrebbe presto rivelarsi un’arma in più per combattere il cancro.

In questo articolo raccontiamo, anzi celebriamo, una delle scoperte scientifiche più rivoluzionarie degli ultimi anni, una scoperta da Nobel: CRISPR/Cas9, acronimo di Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Un nome difficile, è vero, ma che possiamo immaginare e descrivere come un set di "forbici molecolari", che i ricercatori possono programmare e utilizzare per tagliare e modificare il DNA, il codice della vita. Davvero una scoperta rivoluzionaria e utilissima per la genetica, la medicina, la ricerca… e dunque per tutti noi!

L’impiego di CRISPR/Cas9 ha aperto e sta aprendo un mondo di possibilità: dalla cura di malattie genetiche, come l'anemia falciforme e la fibrosi cistica, al miglioramento delle colture agricole per renderle più resistenti e nutritive. E naturalmente questo innovativo strumento sta aprendo nuove frontiere nella lotta contro il cancro. In sostanza, CRISPR/Cas9 non è solo una tecnologia di modifica genetica, è una promessa di un futuro più sano e resiliente per il nostro pianeta e per tutti noi.

Ma qual è la storia di questa scoperta? Partiamo dalla pubblicazione: il 28 giugno 2012, sulle pagine dell’importante rivista Science comparve un articolo dal titolo complesso, "Un'endonucleasi del DNA guidata da doppio RNA programmabile nell'immunità batterica adattiva”, ma che come abbiamo detto si rivelerà rivoluzionario, una pietra miliare nella storia
della biologia e della medicina, nonché uno dei contributi più significativi alla scienza del XXI secolo. Il testo era opera di due eminenti scienziate, la microbiologa francese Emmanuelle Charpentier e la chimica statunitense Jennifer Doudna.

Ma in cosa consiste esattamente CRISPR/Cas9? Fermiamoci un momento per esplorarlo e per capire come Charpentier e Doudna sono arrivate a questo straordinario risultato. Questo strumento è nato dall'osservazione attenta e intelligente di un processo naturale che i batteri utilizzano per difendersi dai virus. I batteri catturano piccoli pezzi di DNA dei virus invasori, in modo da poterli riconoscere e distruggere più facilmente se quest’ultimi attaccassero di nuovo. E qui si inserisce la proteina Cas9, che funziona come una “forbice molecolare”. Infatti, se il batterio viene attaccato nuovamente dallo stesso virus, produce un RNA che guida la proteina Cas9 a tagliare il DNA del virus invasore, neutralizzandone la minaccia. Proprio sfruttando questo sofisticato meccanismo, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna hanno sviluppato una tecnica biologica, che possiamo immaginare come qualcosa di molto simile al comando copia-incolla dei computer, permettendo di modificare il DNA delle cellule biologiche in modo estremamente preciso ed economico, come spiegato dalle stesse ricercatrici nella loro comunicazione alla comunità scientifica: “Grazie a questa tecnica abbiamo democratizzato il gene editing, ossia la possibilità di alterare il genoma di una cellula o di inserire ed eliminare geni a volontà. È talmente accessibile ed economica che ogni laboratorio anche modestamente attrezzato può adottarla.”

Dal giorno della pubblicazione e della comunicazione, il metodo inventato dalle due scienziate si è rapidamente diffuso non solo nella ricerca sulle cellule animali, incluse quelle umane, ma anche in cellule vegetali, fornendo un contributo fondamentale allo sviluppo di nuove terapie e sistemi diagnostici, oltre che di nuove varietà di semi.
L'obiettivo e l'aspirazione della ricerca sono anche applicare questa tecnica alla cura di alcuni tipi di cancro. In questo ambito, uno degli approcci più promettenti è la personalizzazione delle terapie immunitarie. Per esempio, CRISPR/Cas9 potrebbe essere usato per migliorare il processo di produzione delle CAR-T. Di cosa si tratta? La terapia con cellule T modificate (o, appunto, CAR-T) consiste nel modificare le cellule immunitarie del paziente, come le cellule T, rendendole più efficaci nel riconoscere e distruggere le cellule cancerose. Questo metodo ha già mostrato risultati promettenti nel trattamento di alcuni tipi di leucemie e linfomi, ma si porta ancora dietro costi di produzione molto alti, che CRISPR/Cas9 potrebbe contribuire ad abbassare. Inoltre, CRISPR/Cas9 può essere utilizzato per studiare il cancro in modo più dettagliato, permettendo ai ricercatori di ricreare in laboratorio modelli di malattie specifiche e di testare l'efficacia di nuovi farmaci con una precisione senza precedenti. Questo può accelerare lo sviluppo di trattamenti personalizzati e più mirati, aumentando le probabilità di successo nella cura di diversi tipi di tumore. Tuttavia, è importante sottolineare che l'uso di CRISPR/Cas9 in ambito clinico, soprattutto per la cura dei tumori, è ancora agli stadi iniziali e oggetto di intense ricerche a livello sperimentale. Gli scienziati stanno lavorando per comprendere appieno le implicazioni a lungo termine di queste modifiche genetiche e per garantire che i trattamenti siano sicuri ed efficaci prima di diventare una pratica standard di cura.

Le possibilità sono enormi, ecco perché, come anticipato all’inizio di questo articolo, CRISPR/Cas9 è uno dei traguardi più rilevanti raggiunti dalla scienza nel XXI secolo. Non sorprende, quindi, che Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna siano state premiate con il premio Nobel nel 2020 per il loro straordinario lavoro.