Cientistas nos EUA desenvolveram um novo e poderoso sistema de edição de genoma que poderia oferecer significativamente mais precisão e eficiência do que o atual padrão CRISPR .
Embora o CRISPR-Cas9 seja uma tecnologia médica revolucionária que lança as bases modernas para a edição de código genético – incluindo variantes associadas a doenças – há muito que se preocupa com seu potencial de imprecisão.
Especificamente, muitos temem que a edição do CRISPR-Cas9 possua o potencial de introduzir erros na forma de inserções e exclusões não controladas no código genético, chamadas indels .
Pesquisadores dizem que o novo sistema, batizado de ‘edição privilegiada’ por seus inventores no Broad Institute do MIT e na Universidade de Harvard, pode mudar o jogo graças a uma nova proteína que permite edições de alta precisão de alvos genéticos.
“Uma grande aspiração nas ciências da vida molecular é a capacidade de fazer com precisão qualquer alteração no genoma em qualquer local”, diz o biólogo do genoma David Liu, do Broad Institute.
“Não temos conhecimento de outra tecnologia de edição em células de mamíferos que ofereça esse nível de versatilidade e precisão com tão poucos subprodutos”.
A base do novo método de edição principal é uma enzima chamada transcriptase reversa. O sistema CRISPR também usa uma enzima – Cas9 – para cortar as cadeias de DNA, para que códigos genéticos alternativos possam ser inseridos.
Uma inovação de 2017, pioneira no laboratório de Liu, aumentou muito a precisão do sistema, permitindo alterações de uma letra nos pares de bases de DNA em vez de substituir trechos inteiros de código de uma só vez.
Agora, graças à transcriptase reversa, usada em conjunto com o Cas9 na edição principal, a edição genômica foi atualizada novamente.
Na edição principal , um RNA guia chamado pegRNA guia uma forma modificada da enzima Cas9 para cortar apenas uma única fita de DNA (impedindo as quebras de fita dupla que podem induzir interrupções não intencionais).
Depois disso, a enzima transcriptase reversa copia diretamente as informações genéticas editadas contidas no pegRNA para o local genômico alvo. Você pode ver uma explicação detalhada do procedimento no infográfico abaixo:
(Instituto Amplo)
“A versatilidade da edição principal tornou-se evidente à medida que desenvolvemos essa tecnologia”, explica o biólogo químico Andrew Anzalone.
“O fato de podermos copiar diretamente novas informações genéticas para um site-alvo foi uma revelação. Ficamos realmente empolgados”.
A flexibilidade do sistema significa que, pela primeira vez, os pesquisadores podem efetivamente trocar uma ‘letra’ de DNA por outra – entre os produtos químicos adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T) – em todos os 12 maneiras possíveis.
Essa é uma melhoria acentuada do que os avanços do editor de base feitos em 2017 foram capazes, o que significa que tipos totalmente novos de edições genéticas em doenças humanas agora são possíveis em comparação com o que poderia ser feito antes.
“Com a edição inicial, agora podemos corrigir diretamente a mutação da anemia falciforme de volta à sequência normal e remover as quatro bases extras de DNA que causam a doença de Tay Sachs, sem cortar o DNA inteiramente ou precisar de modelos de DNA”, explica Liu .
No novo artigo dos pesquisadores, a equipe detalha esses procedimentos em testes de laboratório, entre uma conta de mais de 175 edições em células humanas e de ratos – com resultados que produziram menos subprodutos indesejados e introduziram menores quantidades de edições fora do alvo do que a abordagem Cas9 por si só teria criado.
É uma coisa marcante, mas, especialmente devido ao ritmo acelerado em que essas tecnologias estão evoluindo, os pesquisadores desejam enfatizar que ainda estamos apenas no início do teste do sistema, para descobrir do que ele é capaz no ambiente de laboratório.
“Muita pesquisa adicional é necessária para entender e melhorar a edição principal em uma ampla variedade de tipos e organismos de células, para avaliar a edição principal fora do alvo de maneira genômica e para caracterizar ainda mais até que ponto os editores principais podem afetar as células. , “os autores escrevem em seu artigo .
No entanto, está claro que poderia haver uma enorme oportunidade aqui em termos de ampliar a escala teórica e prática da edição do genoma – estendendo a técnica, em princípio, a 89% das variantes genéticas humanas patogênicas conhecidas, dizem os pesquisadores.
As oportunidades comerciais também são potencialmente enormes. Enquanto os pesquisadores concederão a outros pesquisadores uma licença não comercial para explorar a abordagem, os pedidos comerciais para o sistema com patente pendente podem ser mais do que consideráveis para seus inventores.
Para aqueles da comunidade de pesquisa, no entanto, há uma empolgação palpável por uma ciência incrível e a promessa de uma edição excelente.
“É cedo, mas os resultados iniciais parecem fantásticos”, disse à Nature a pesquisadora de genética Brittany Adamson, da Universidade de Princeton, que não estava envolvida no estudo .
“Você verá muitas pessoas usando isso”.
Os resultados são relatados na Nature .
FONTE : SCIENCE ALERT
FOTOS: SCIENCE ALERT
