Questo testo esplora gli approcci combinati per trattare la β-talassemia, una malattia ematologica ereditaria caratterizzata da una produzione insufficiente di emoglobina adulta (HbA). Il testo discute principalmente l’uso dell’editing genomico CRISPR-Cas9 per correggere le mutazioni genetiche che causano la malattia e per aumentare la produzione di emoglobina fetale (HbF), la cui presenza può mitigare la gravità della malattia. Vengono presentate diverse strategie di editing genetico, inclusa la manipolazione di geni che reprimono l’HbF, e si evidenzia l’importanza di combinare l’editing genomico con l’induzione farmacologica dell’HbF per massimizzare i benefici terapeutici e ridurre i potenziali effetti collaterali legati alla genotossicità. Viene anche menzionata la possibilità di ridurre l’eccesso di catene alfa-globina. L’obiettivo generale è sviluppare trattamenti più efficaci e personalizzati per i pazienti affetti da β-talassemia.
Le principali strategie per ripristinare la produzione di emoglobina (Hb) nei pazienti con β-talassemia si concentrano sulla correzione della carenza o assenza di emoglobina adulta (HbA) o sull’induzione della produzione di emoglobina fetale (HbF), che può compensare la funzione dell’HbA. Le strategie principali descritte nelle fonti includono:
•
Correzione basata su gene editing (CRISPR-Cas9) per la produzione di HbA “de novo”:
◦
Il gene editing, in particolare il sistema CRISPR-Cas9, è un approccio molecolare molto efficace per correggere gli effetti delle mutazioni genetiche nelle malattie monogeniche ereditarie, inclusa la β-talassemia.
◦
Questo metodo consente di ottenere un’elevata produzione “de novo” di emoglobina adulta (HbA) correggendo direttamente le mutazioni primarie del gene della β-globina.
◦
Sono stati riportati studi che dimostrano l’efficace correzione di varie mutazioni del gene della β-globina, tra cui HBB IVS2-654 (C > T), emoglobina E, il difetto di splicing della β654-talassemia, la mutazione stop codon β039-talassemia, la mutazione IVS-1-110 e la delezione β-41/42 (TCTT).
◦
Approcci più recenti come il base editing e il prime editing sono stati sviluppati per limitare la genotossicità associata alle rotture del doppio filamento del DNA (DSB) che avvengono con il CRISPR convenzionale, offrendo un’alternativa più sicura.
•
Induzione dell’emoglobina fetale (HbF) tramite gene editing (CRISPR-Cas9):
◦
L’aumento dell’HbF è clinicamente benefico per i pazienti con β-talassemia, potendo in alcuni casi portare all’indipendenza dalle trasfusioni.
◦
Questo obiettivo può essere raggiunto con CRISPR-Cas9 in due modi principali:
▪
Disruzione di geni che codificano per repressori trascrizionali dell’espressione del gene della γ-globina: Esempi includono BCL11A, SOX6 e KLF-1. La disruzione dell’enhancer di BCL11A, ad esempio, è stata associata alla riattivazione della produzione di HbF e all’indipendenza dalle trasfusioni in studi clinici.
▪
Disruzione dei siti di legame dei repressori nel promotore HBG: Questo mima le mutazioni HPFH (persistenza ereditaria di emoglobina fetale), che sono associate a un decorso clinico più benigno nei pazienti con β-talassemia. La disruzione del promotore del gene della β-globina adulta (HBB) può anche portare alla riattivazione dell’espressione del gene della γ-globina, in quanto il gene della γ-globina compete per il legame con il LCR (locus control region).
•
Riduzione dell’eccesso di α-globina libera tramite gene editing (CRISPR-Cas9):
◦
Nella β-talassemia, l’eccesso di catene di α-globina libere è un fattore patofisiologico chiave che porta a eritropoiesi inefficace ed emolisi.
◦
La riduzione di queste catene di α-globina ha un impatto clinicamente benefico.
◦
Il gene editing con CRISPR-Cas9 può essere utilizzato per ridurre l’espressione dei geni dell’α-globina, ad esempio mimando una mutazione naturale che causa α-talassemia o eliminando l’enhancer MCS-R2 dell’α-globina o il gene HBA2.
•
Induzione farmacologica dell’emoglobina fetale (HbF):
◦
L’induzione dell’HbF attraverso molecole a basso peso molecolare è un campo di ricerca in rapida evoluzione.
◦
Diversi induttori di HbF sono disponibili o in fase di studio clinico, tra cui idrossiurea, sirolimus (rapamicina), talidomide e 2,2-dimetilbutirrato (HQK-1001).
◦
Questi agenti agiscono con meccanismi d’azione eterogenei, come l’inibizione della metilazione del DNA, l’inibizione delle istone lisina metiltransferasi, l’inibizione dell’attività HDAC, l’attivazione della via p38 MAPK, l’inibizione della via mTOR o l’inibizione dell’espressione dei repressori dei geni della γ-globina.
◦
Molti induttori di HbF sono farmaci riproposti/ripocizionati, il che facilita il loro trasferimento alla pratica clinica.
•
Terapie combinate:
◦
È stata proposta l’idea di combinare diverse strategie per massimizzare i benefici terapeutici e superare i limiti delle singole terapie.
◦
Combinazione di gene editing e induzione farmacologica di HbF: Questa strategia mira a ottenere la produzione di HbA “de novo” (tramite correzione del gene della β-globina) e, in parallelo, un aumento dell’HbF (tramite induttori farmacologici). Uno studio ha dimostrato l’efficacia di questa combinazione utilizzando la correzione del gene β039-talassemia con CRISPR-Cas9 e l’induzione di HbF con rapamicina, ottenendo un aumento di entrambe le forme di emoglobina senza che una diminuisca l’altra. Questo approccio può minimizzare gli effetti collaterali (poiché il gene editing è singolo-plex) massimizzando la produzione totale di emoglobina.
◦
Combinazione di gene terapia e gene editing: Alcuni approcci stanno esplorando la combinazione di vettori lentivirali (LV) che aggiungono un gene terapeutico con il gene editing, per esempio, per ridurre la β-globina sickling e indurre la globina anti-sickling.
◦
Protocolli CRISPR-Cas9 multiplex: Le fonti menzionano anche la possibilità di combinare più approcci di gene editing basati su CRISPR-Cas9, ad esempio silenziando BCL11A e rompendo i suoi siti di legame sul promotore del gene della γ-globina. Tuttavia, è necessario prestare cautela a causa della potenziale genotossicità e degli effetti off-target, inclusa la formazione di traslocazioni cromosomiche. Nuove strategie di gene editing con minore genotossicità potrebbero rendere più sicuri questi approcci multiplex in futuro.
La gestione clinica attuale della β-talassemia spesso impiega trasfusioni regolari di sangue, terapia chelante e trapianto di midollo osseo. Le nuove strategie, comprese quelle basate sul gene editing e le terapie combinate, rappresentano promettenti approcci personalizzati e mirati per il futuro trattamento della malattia.
Qui sotto il link per scaricare l’articolo in inglese.
Ringraziamo il Prof. Gambari per questi preziosi aggiornamenti.