Gene drive: Harnessing gene editing advances for Anopheline gene drive

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Negli ultimi anni, la tecnologia gene drive è diventata estremamente rilevante, in particolare per i promettenti utilizzi nel controllo delle malattie trasmesse da vettori. Nel 2018, per la prima volta, una zanzara gene drive ha soppresso delle popolazioni di zanzare Anopheles in piccole gabbie di laboratorio senza che si sviluppasse alcuna resistenza (Nature Biotechnology, volume 36).
Per quanto questi risultati in laboratorio siano promettenti, potrebbero non essere sufficienti per ottenere le autorizzazioni al rilascio di organismi modificati. In caso di rilascio invece, potrebbero non essere abbastanza robusti per avere un impatto sul campo. In ogni caso, eventuali meccanismi di resistenza potrebbero evolvere, e di conseguenza, la prima generazione di gene drive necessiterebbe di essere migliorata.

Polo GGB è stato finanziato dalla Fondazione Gates per il progetto ‘Gene drive: Harnessing gene editing advances for Anopheline gene drive’, e ne è il principale beneficiario. Il progetto coinvolge un gruppo di esperti mondiali per continuare a sviluppare gene drive in zanzare Anopheles e ottimizzare le tecniche di gene editing. Insieme al Polo GGB, partecipano al progetto il Crisanti Lab all’Imperial College London e il gruppo di Keith Joung al Massachusetts General Hospital a Boston.

Il progetto prevede sia l’applicazione di innovazioni nel campo del gene editing alla tecnologia del gene drive sia l’individuazione di potenziali limitazioni identificate nella prima generazione di gene drive. Questo si traduce in 3 obbiettivi:

i) l’utilizzo di metodi innovativi per monitorare effetti ‘off-target’ del CRISPR e misurare l’impatto dei polimorfismi naturali sulla variabilità genetica dei siti di taglio;

ii) l’identificazione di nuove nucleasi ottimizzate a lavorare a temperature e condizioni fisiologiche specifiche della zanzara per l’utilizzo nel gene drive o in altre applicazioni di gene editing;

iii) lo sviluppo di gene drive ‘auto-limitanti’ che utilizzano la ricombinazione genetica in modo preferenziale e in moduli riprogrammabili.

Il contributo del Polo GGB è focalizzato, nello specifico, all’identificazione di nuove nucleasi, tramite l’esplorazione dei sistemi CRISPR nel microbiota della zanzara. Questi risultati permetteranno di ampliare il bagaglio molecolare dei gene drive nelle zanzare, e potranno avere un impatto importante anche in altri campi di applicazione.