Il progetto DIMERCIRCUITS punta a creare una piattaforma modulare e intelligente per il controllo preciso dell’espressione genica, aprendo nuove frontiere nella terapia genica e nella biotecnologia.
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Un importante riconoscimento europeo premia ancora una volta l’eccellenza scientifica degli Istituti della Fondazione Telethon: Diego di Bernardo, coordinatore del programma di Medicina genomica dell’Istituto Telethon di Genetica e Medicina (TIGEM) di Pozzuoli e professore ordinario di Ingegneria Biomedica all’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, ha ottenuto un prestigioso finanziamento ERC Advanced Grant del valore di 2,5 milioni di euro per i prossimi 5 anni, assegnato dallo European Research Council (ERC), l’ente dell’Unione Europea che promuove la ricerca scientifica di frontiera. Salgono così a 18 i finanziamenti ERC ottenuti finora dal TIGEM, per un totale di 36 milioni di euro.
Il progetto DIMERCIRCUITS
Il progetto, dal titolo DIMERCIRCUITS – “Ingegnerizzazione di circuiti sintetici attraverso la dimerizzazione competitiva”, punta a rivoluzionare il campo delle biotecnologie e della terapia genica grazie allo sviluppo di circuiti genetici sintetici altamente modulari e controllabili.
I circuiti genetici sintetici possono essere paragonati a quelli elettronici, ma sono costruiti con geni e proteine. Consentono di programmare il comportamento delle cellule umane per svolgere funzioni terapeutiche complesse. Tuttavia, il loro utilizzo è stato finora limitato dalla scarsità di componenti molecolari flessibili e facilmente adattabili.
DIMERCIRCUITS propone una nuova piattaforma tecnologica basata su una classe innovativa di proteine artificiali, i fattori di trascrizione MAD-TF, e delle loro controparti inibitrici, chiamate ΔTF, capaci di modulare in maniera dinamica e reversibile l’espressione genica. Il sistema consente un controllo preciso delle attività cellulari, indispensabile per trattare malattie genetiche in cui la corretta “dose” del gene terapeutico è cruciale.
La versatilità e compattezza dei componenti sviluppati permetterà il loro impiego con vettori virali anche in terapie geniche mirate a patologie in cui il dosaggio è critico: in alcune patologie è infatti fondamentale poter regolare con estrema precisione la quantità di proteina terapeutica prodotta, per evitare effetti tossici dovuti all’espressione eccessiva del gene.
Primi test su modelli di atassia di Fredreich
Un esempio in questo senso, su cui si focalizzerà il progetto guidato da di Bernardo, è l’atassia di Friedreich, una rara malattia neurodegenerativa di origine genetica. Grazie alla collaborazione con il laboratorio di Vania Broccoli presso l’Ospedale San Raffaele di Milano, i ricercatori del Tigem useranno degli organoidi, cioè dei mini-organi generati in vitro a partire da cellule di pazienti, per testare il funzionamento terapeutico dei nuovi circuiti.
La progettazione di questi circuiti avverrà grazie a modelli computazionali e algoritmi di intelligenza artificiale, che guideranno la creazione di sistemi ottimizzati per regolare finemente l’espressione dei geni.
Con questo progetto, Diego di Bernardo e il suo team intendono creare una tecnologia abilitante per l’intera comunità scientifica e clinica, ponendo le basi per una nuova generazione di terapie geniche più sicure, personalizzabili e intelligenti.
