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o tratamento CRISPR-baseado pode restaurar a função retina nos ratos com doença de olho

Os pesquisadores da Universidade de Columbia desenvolveram uma técnica nova para o gene poderoso que editam a ferramenta CRISPR para restaurar a função retina nos ratos afligidos por uma doença retina degenerativo, pigmentosa da retinite. Isto é a primeira vez que os pesquisadores aplicaram com sucesso a tecnologia de CRISPR a um tipo de doença herdada conhecida como uma desordem dominante. Esta mesma ferramenta pôde trabalhar nas centenas de doenças, incluindo a doença de Huntington, a síndrome de Marfan, e dystrophies córneos. Seu estudo foi publicado hoje em linha na oftalmologia, o jornal da academia americana da oftalmologia.

Stephen H. Tsang, M.D., Ph.D., e seus colegas procurados criá-la uma ferramenta mais ágil assim que de CRISPR pode tratar mais pacientes, apesar de seu perfil genético individual. O Dr. Tsang chama a cirurgia do genoma da técnica porque cortou o gene ruim e o substituiu com um gene normal, funcionando. O Dr. Tsang disse que espera experimentações humanas começar em três anos.

Do “a cirurgia genoma está vindo,” o Dr. Tsang disse. A “oftalmologia será a primeira para considerar a cirurgia do genoma antes do resto da medicina.”

O pigmentosa da retinite é um grupo de desordens genéticas herdadas raras causadas por um de mais de 70 genes. Envolve a divisão e a perda de pilhas na retina, o tecido sensível à luz que alinha a parte traseira do olho. Golpeia tipicamente na infância e progride lentamente, afetando a visão periférica e a capacidade ver na noite. A maioria perderão muita de sua vista pela idade adulta adiantada e tornar-se-ão legalmente cegos pela idade 40. Não há nenhuma cura. Calcula-se para afectar no mundo inteiro aproximadamente 1 em 4.000 povos.

Desde que foi introduzido em 2012, o gene que edita a tecnologia conhecida como CRISPR (repetições palíndromas curtos regularmente aglomeradas de Interspaced) revolucionou a velocidade e o espaço com que os cientistas podem alterar o ADN de pilhas vivas. Os cientistas usaram-no em uma vasta gama de aplicações, das plantas da engenharia (tomates sem sementes) a produzir animais (leitão magros do acréscimo). Mas tão incrível como a cirurgia do genoma é, CRISPR tem algumas falhas a superar antes que possa viver até sua campanha publicitária de curar a doença nos seres humanos simplesmente cortando genes ruins e costurando nos bons.

As doenças como o pigmentosa dominante autosomal da retinite apresentam um desafio especial aos pesquisadores. Em desordens dominantes autosomal, a pessoa herda somente uma cópia de um gene transformado de seus pais e de um gene normal em um par de cromossomas autosomal. Assim, o desafio para cientistas CRISPR-wielding é editar somente a cópia do mutante sem alterar saudável.

Ao contrário, os povos com desordens recessivos autosomal herdam duas cópias do gene de mutante. Quando duas cópias do gene são transformadas, o tratamento envolve uma aproximação mais directa, mais de uma etapa simplesmente de substituir o gene defeituoso. Actualmente, há seis empresas farmacêuticas que levam a cabo terapias genéticas para o formulário recessivo do pigmentosa da retinite; nenhuns estão desenvolvendo uma terapia para o formulário dominante. Mas isso pode mudar logo.

Isso é porque o Dr. Tsang e colegas veio acima com uma estratégia melhor tratar a doença dominante autosomal. Permitiu que cortassem o gene velho e substituíssem-no com um bom gene, sem afetar sua função normal. Este assim chamado “retirar-e-substitui” a estratégia pode ser usado para desenvolver conjuntos de ferramentas de CRISPR para todos os tipos de mutações que residem no mesmo gene e não é exclusivo para um tipo de mutação. Isto é especialmente útil quando muitos tipos de mutações podem conduzir à mesma desordem. Por exemplo, qualquer das 150 mutações no gene do rhodopsin pode conduzir ao pigmentosa da retinite. Porque a técnica do Dr. Tsang pode ser aplicada em uma maneira mutação-independente, representa uma estratégia mais rápida e menos cara para superar a dificuldade de tratar desordens dominantes com a cirurgia do genoma.

Tipicamente, os pesquisadores de CRISPR projectam uma seqüência curto de guia chamado código RNA que combina o bit que querem substituir. Anexam o RNA do guia a uma proteína chamada Cas9, e junto vagueiam o núcleo de pilha até eles encontram uma parte de harmonização de ADN. Cas9 abre o zíper o ADN e empurra-o o RNA do guia. Corta então para fora o código ruim e persuade a pilha para aceitar o bom código, usando a maquinaria natural do reparo do gene da pilha.

Em vez de usar um RNA do guia, o Dr. Tsang projectou dois o guia RNAs tratar o pigmentosa dominante autosomal da retinite causado por variações no gene do rhodopsin. Rhodopsin é um alvo terapêutico importante porque mutações nele causa aproximadamente 30 por cento do pigmentosa dominante autosomal da retinite e 15 por cento de todos os dystrophies retinas herdados.

Esta técnica permitiu um supressão maior do código genético que destruísse permanentemente o gene visado. O Dr. Tsang encontrou que isso usar dois o guia RNAs em vez de um aumentou a possibilidade de interromper o gene ruim de 30 por cento a 90 por cento. Combinaram esta ferramenta da cirurgia do genoma com uma técnica da substituição do gene usando um vírus adeno-associado para levar uma versão saudável do gene na retina.

Uma outra vantagem é que esta técnica pode ser usada em pilhas não-divisoras, assim que significa que poderia permitir as terapias genéticas que se centram sobre nondividing pilhas adultas, tais como pilhas do olho, do cérebro, ou do coração. Até aqui, CRISPR foi aplicado mais eficientemente em dividir pilhas do que não-dividindo pilhas.

O Dr. Tsang usou um teste objetivo da visão para avaliar os ratos após o tratamento para mostrar uma melhoria significativa na função retina. Um electrorretinograma é usado tipicamente para avaliar a saúde retina nos seres humanos. Testa a saúde da retina bem como testes (EKG) de um electrocardiograma a saúde do coração.

Os estudos precedentes de CRISPR para doenças retinas confiaram em uma medida menos objetiva que envolvesse avaliar como frequentemente o rato gira sua cabeça na direcção de uma fonte luminosa. O Dr. Tsang usou a electrorretinografia para mostrar que a degeneração retina retardou nos olhos tratados comparados com os olhos não tratados.