Il virus che si è evoluto in laboratorio introduce la terapia genica nella retina

Un nuovo meccanismo di somministrazione trasporta la terapia genica in profondità nella retina dell'occhio per riparare le cellule sensibili alla luce danneggiate senza che un chirurgo inserisca un ago attraverso questo delicato tessuto. L'approccio potrebbe rendere sostanzialmente più semplice il trattamento di forme ereditarie di malattie oculari con questo approccio.

Consegna speciale: Otto settimane dopo che il nuovo virus è stato iniettato nell'occhio di una scimmia, l'attività di un gene fluorescente che ha rilasciato può essere osservata in punti della retina.

Sebbene sia ancora in gran parte sperimentale, la terapia genica si sta gradualmente spostando in ospedale. La tecnologia è coinvolta in circa 2.000 studi clinici completati e in corso e lo scorso dicembre l'Unione Europea ha approvato un trattamento di terapia genica per un disturbo metabolico (vedi Terapia genica in via di guarigione mentre il trattamento ottiene l'approvazione occidentale). Ma fino a poco tempo, la maggior parte della terapia genica prevedeva l'uso di virus naturali per fornire un carico genetico, afferma David Schaffer , un ingegnere biomedico presso l'Università della California, Berkeley, e un 2002 Revisione della tecnologia del MIT Innovatore Under 35, che è stato coinvolto nei lavori. Questi virus si sono evoluti per avere successo in un ambiente naturale e li stiamo usando per fare qualcosa di completamente diverso, dice.

I virus presenti in natura che sono stati utilizzati per somministrare la terapia all'occhio devono essere iniettati direttamente nella retina danneggiata, il che può causare ulteriori danni staccando i fotorecettori di rilevamento della luce dal loro strato di supporto. Per costruire un sistema migliore, Schaffer e colleghi si sono rivolti a quella che è nota come evoluzione diretta. I ricercatori hanno prodotto milioni di variazioni casuali del virus adeno-associato, un virus innocuo spesso utilizzato come vettore per la terapia genica. Da questo vasto pool, alla fine hanno identificato il singolo ceppo che era il migliore nel fornire nuovi geni nelle retine danneggiate. Il lavoro è pubblicato oggi sulla rivista Scienza Medicina traslazionale .

Lavorando con topi che avevano due diverse forme genetiche di malattia della retina, i ricercatori di Berkeley hanno iniettato milioni di virus nel fluido che riempie il corpo principale dell'occhio. Da questo fluido, i virus adeno-associati presenti in natura non possono raggiungere le cellule sensibili alla luce della retina perché vengono catturati da altre cellule circostanti. Ma rimuovendo le retine dei roditori ed esaminandole, il team è stato in grado di identificare i ceppi con mutazioni che hanno permesso loro di raggiungere il tessuto critico. La ripetizione del processo li ha portati al ceppo che ha avuto maggior successo nel raggiungere i fotorecettori del topo.

In una delle condizioni studiate dal gruppo, chiamata retinoschisi legata all'X, una brutta copia di un gene che produce una proteina simile alla colla provoca la lacerazione degli strati della retina, con conseguente perdita della vista. Gli esperimenti suggeriscono che una versione funzionante di quel gene, trasportato nel virus identificato in laboratorio, potrebbe potenzialmente invertire quel danno.

Il virus lo ha trasportato attraverso l'intera retina e, mentre la retina si è incollata di nuovo insieme, la sua risposta alla luce è tornata, dice John Flannery , un neurobiologo dell'Università della California, Berkeley, anch'egli coinvolto nel lavoro. Il team ha anche scoperto che il vettore virale era in grado di fornire un gene nella retina di una scimmia, anche se non con la stessa efficacia dei topi. I ricercatori stanno attualmente utilizzando l'evoluzione diretta per trovare il miglior ceppo per fornire geni alle retine dei primati.

L'evoluzione diretta ora è stata utilizzata da un certo numero di gruppi e si sta rivelando un modo molto solido per trovare vettori che hanno nuove proprietà che potrebbero essere utili in contesti di terapia genica, afferma Mark Kay , direttore del programma di terapia genica umana presso la Stanford University School of Medicine. La tecnica è già stata utilizzata per identificare virus ingegnerizzati in grado di fornire terapie geniche al cuore e ad altri tessuti, afferma Kay, ed è probabile che diventi più ampiamente utilizzata in futuro.

Il prossimo grande ostacolo, aggiunge Kay, sarà testare questi virus che rilasciano il DNA nei pazienti. I risultati degli animali da laboratorio non sempre si replicano negli esseri umani, anche quando si utilizzano specie vicine, dice.

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