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Combining gene editing and iPS to study and treat monogenic autoinflammatory diseases

FIS1–2021–STG

Abstract

Difetti nei geni coinvolti nella risposta immunitaria agli agenti infettivi possono causare malattie genetiche note come malattie autoinfiammatorie (AID). Le interferonopatie di tipo I (T1I) costituiscono un sottogruppo di AID caratterizzato da severe problematiche polmonari e cutanee scarsamente responsive ai trattamenti farmacologici. La terapia genica basata su cellule staminali ematopoietiche ha dimostrato il potenziale per diventare il trattamento d'elezione per alcune malattie monogeniche; tuttavia, i vettori utilizzati possono presentare rischi correlati a mutagenesi inserzionale. 

Inoltre, le mutazioni con guadagno di funzione ("gain-of-function") non possono essere trattate con le strategie convenzionali di sostituzione genica, poiché la semplice aggiunta di una versione "sana" del gene risulta inadeguata a correggere il fenotipo. Il recente sviluppo di tecnologie di editing genomico (GE), che consentono la correzione precisa di un locus di interesse, offre la possibilità di superare tali criticità. Il progetto prevede lo sviluppo di un modello in vitro basato su cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) e organoidi 3D per approfondire le conoscenze sui meccanismi alla base della malattia SAVI, una T1I a trasmissione autosomica dominante caratterizzata da grave infiammazione sistemica, ulcere cutanee e interstiziopatia polmonare progressiva. 

Utilizzeremo le linee cellulari iPS generate per valutare l'efficacia e la fattibilità di un approccio basato sul base editing e prime editing. Infine, convalideremo i protocolli ottimizzati in vivo utilizzando un modello murino umanizzato di SAVI, in cui il locus endogeno è stato sostituito dall'omologo umano. Grazie a questo approccio, approfondiremo la comprensione della patogenesi della malattia e forniremo una proof of concept utile allo sviluppo di future strategie terapeutiche.


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