Le forbici genetiche Crispr possono individuare i geni cancerogeni negli animali solo in misura limitata, perché il metodo interferisce con il sistema immunitario. Tuttavia, è possibile utilizzare alcuni trucchi per rendere le forbici geniche invisibili alle cellule immunitarie, come hanno ora dimostrato i ricercatori del Politecnico di Zurigo.
Il sistema immunitario svolge un ruolo decisivo nella lotta contro i tumori e le metastasi. È quindi importante condurre la ricerca sul cancro in modelli murini con un sistema immunitario il più naturale possibile. Tuttavia, a volte è più facile a dirsi che a farsi.
Utilizzando la tecnologia Crispr/Cas9, i ricercatori possono creare rapidamente un pool di centinaia di cellule tumorali in cui ogni volta viene disattivato un gene diverso. Trapiantate nei topi, possono poi vedere quale dei geni silenziati influenza lo sviluppo e la diffusione del cancro. Con l’aiuto di questi schermi Crispr, gli scienziati possono identificare approcci preziosi per lo sviluppo di nuove terapie.
Ma il metodo ha un problema. La maggior parte dei componenti di Crispr/Cas9 proviene da batteri. Pertanto, vengono riconosciuti come estranei dal sistema immunitario dei topi e combattuti. I ricercatori sospettano che questa reazione distorca i risultati degli screening Crispr.
Il gruppo di ricerca guidato da Nicola Aceto, professore di oncologia molecolare al Politecnico di Zurigo, ha ora dimostrato per la prima volta in modo dettagliato che questo è effettivamente il caso. Allo stesso tempo, il team presenta un’elegante soluzione al problema: una strategia speciale che mette una sorta di mantello molecolare su Crispr/Cas9 e lo rende invisibile al sistema immunitario. I risultati sono stati appena pubblicati sulla rivista scientifica Cell.
Interferenza con i componenti batterici
In primo luogo, i ricercatori hanno studiato l’effetto dei componenti batterici di Crispr/Cas9 sulla formazione di tumori e metastasi in modelli murini ben caratterizzati per vari tipi di cancro.
È emerso che le cellule tumorali impiantate nei topi in presenza dei componenti di Crispr/Cas9 venivano rigettate più frequentemente ed erano geneticamente meno variabili. Inoltre, si formavano meno metastasi. La reazione del sistema immunitario ha quindi impedito la normale progressione del tumore nei modelli animali. "Siamo rimasti sorpresi di quanto questo possa falsificare i risultati degli schermi Crispr", afferma Massimo Saini, primo autore
Furtività per gli schermi
Il team dell’ETH ha quindi sviluppato un metodo alternativo per gli screening Crispr/Cas9 che non scatena praticamente alcuna reazione immunitaria. A tal fine, i ricercatori hanno esposto le cellule tumorali al gene batterico Cas9 solo temporaneamente. In secondo luogo, hanno sviluppato un metodo che ha permesso di isolare solo le cellule tumorali in cui un gene era stato silenziato con successo. Queste non contenevano più Cas9 o altri elementi che potessero scatenare una risposta immunitaria.
Hanno anche sostituito i cosiddetti geni reporter. Si tratta di geni che vengono inseriti nel materiale genetico delle cellule tumorali al posto dei geni silenziati nelle schermate Crispr. Il prodotto di questi geni consente ai ricercatori di seguire le cellule tumorali modificate nei topi. Invece dei classici geni reporter, che provengono da vari organismi, viene ora utilizzato un nuovo gene il cui prodotto differisce solo in minima parte da una proteina endogena nei topi. Di conseguenza, non viene rilevato dal sistema immunitario.
"Abbiamo sviluppato un metodo per effettuare schermi Crispr in topi con un sistema immunitario intatto, senza effetti collaterali indesiderati", riassume il ricercatore sul cancro Aceto. L’aspetto ingegnoso è che il sistema è versatile e può essere utilizzato anche in topi umanizzati, ossia animali dotati di un sistema immunitario umano. "È quanto di più vicino al paziente oncologico possa esistere" Il dispositivo di occultamento delle forbici geniche è adatto anche per applicazioni nella medicina personalizzata o per la ricerca sulle malattie autoimmuni.
"Con questo sistema possiamo raggiungere un nuovo livello di precisione e, cosa particolarmente importante per noi, scoprire nuovi bersagli per le terapie", afferma Saini.
Scoperti geni trascurati per la formazione di metastasi
Il team ha già effettuato uno screening CRISPR con la versione stealth delle forbici geniche e ha ottenuto un risultato promettente: Il silenziamento di due geni chiamati AMH e AMHR2 ha ridotto drasticamente il numero di metastasi in un modello murino di cancro al seno.
Ulteriori indagini hanno dimostrato che la via di segnalazione in cui sono coinvolti questi due geni è clinicamente rilevante. Ad esempio, l’analisi dei dati delle pazienti ha dimostrato che un alto livello di proteina AMH nel tumore è associato a un maggior numero di recidive e a una maggiore mortalità per cancro al seno. La coppia di geni AMH/AMHR2 rappresenta quindi un nuovo approccio per combattere le metastasi.
"L’importanza di questa via di segnalazione è stata sottovalutata", afferma Aceto. "Con Crispr in modalità stealth, possiamo ora scoprire connessioni che prima erano nascoste"
Riferimenti bibliografici
Saini M, Castro-Giner F, Hotz A, et al. StealTHY: An immunogen-free CRISPR platform to expose concealed metastasis regulators in immunocompetent models, Cell 2025, doi: 10.1016/j.cell.2025.10.007
