A tecnologia nova de CRISPR pode ajudar a eliminar a seqüência transformada do gene

Em um estudo novo nas pilhas, os pesquisadores das Universidades de Illinois adaptaram a tecnologia deedição de CRISPR para fazer com que a maquinaria interna da pilha salte sobre uma parcela pequena de um gene ao transcrevê-la em um molde para a construção da proteína. Isto dá a pesquisadores uma maneira de eliminar não somente uma seqüência transformada do gene, mas de influenciar como o gene é expressado e regulado.

Tais edição visada podiam um dia ser úteis para tratar as doenças genéticas causadas por mutações no genoma, tal como a distrofia muscular de Duchenne, a doença de Huntington ou os alguns cancros.

As tecnologias de CRISPR desligam tipicamente genes quebrando o ADN no início de um gene visado, induzindo mutações quando o ADN liga para trás junto. Esta aproximação pode causar problemas, tais como o ADN que quebram nos lugares diferentes do alvo pretendido e o ADN quebrado que reata aos cromossomas diferentes.

A técnica nova de CRISPR-SKIP, descrita na biologia do genoma do jornal, não quebra as costas do ADN mas altera pelo contrário um único ponto na seqüência visada do ADN.

“Dado os problemas com o gene tradicional que edita quebrando o ADN, nós temos que encontrar maneiras de aperfeiçoar ferramentas para realizar a alteração do gene. Este é bom porque nós podemos regular um gene sem quebrar o ADN genomic,” disse o professor Pablo Pérez-Pinera da tecnologia biológica de Illinois, que conduziu o estudo com canção do professor junho da física de Illinois. Ambos são afiliado com o Carl R. Woese Instituto para a biologia Genomic no U. do I.

Em pilhas do mamífero, os genes são quebrados acima nos segmentos chamados os exons que são intercalados com regiões de ADN que não parecem codificar para qualquer coisa. Quando a maquinaria da pilha transcreve um gene no RNA a ser traduzido em uma proteína, há uns sinais na indicação da seqüência do ADN que parcelas são exons e quais não são parte do gene. A pilha emenda junto o RNA transcrito das parcelas de codificação para obter um molde contínuo do RNA que é usado para fazer proteínas.

CRISPR-SKIP altera uma única base antes do começo de um exon, fazendo com que a pilha leia-a como uma parcela da não-codificação.

“Quando a pilha trata o exon como o ADN da não-codificação, esse exon não está incluído no RNA maduro, removendo eficazmente os ácidos aminados correspondentes da proteína,” disse Michael Gapinske, um aluno diplomado da tecnologia biológica e primeiro autor do papel.

Quando saltar exons conduzir às proteínas que estão faltando alguns ácidos aminados, as proteínas truncadas resultantes retêm frequentemente a actividade parcial ou completa - que pode ser bastante para restaurar a função em algumas doenças genéticas, disseram Pérez-Pinera, que igualmente é um professor na faculdade de Carle Illinois da medicina.

Há outras aproximações aos exons de salto ou ácidos aminados da eliminação, mas desde que não alteram permanentemente o ADN, fornecem somente um benefício provisório e exigem-no repetiram as administrações sobre a vida do paciente, os pesquisadores disseram.

“Editando uma única base no ADN genomic usando CRISPR-SKIP, nós podemos eliminar exons permanentemente e, conseqüentemente, para conseguir uma correcção duradouro da doença com um único tratamento,” disse Alan Luu, um aluno diplomado da física e co-primeiro autor do estudo. “O processo é igualmente reversível se nós precisaríamos de girar para trás um exon sobre.”

Os pesquisadores testaram a técnica em linha celular múltiplas dos ratos e dos seres humanos, saudáveis e cancerígenos.

“Nós testamo-la em três linha celular mamíferas diferentes para demonstrar que pode ser aplicada aos tipos diferentes de pilhas. Nós igualmente demonstramo-la em linha celular do cancro porque nós quisemos mostrar que nós poderíamos visar oncogenes,” Canção dissemos. “Nós não a usamos in vivo; aquele será o passo seguinte.”

Arranjaram em seqüência o ADN e o RNA das pilhas tratadas e encontraram que o sistema de CRISPR-SKIP poderia visar bases específicas e saltar exons com eficiência elevada, e igualmente demonstraram que as CRISPR-Faixas claras diferentemente visadas podem ser combinadas para saltar caso necessário exons múltiplos em um gene. Os pesquisadores esperam testar sua eficiência em animais vivos - a primeira etapa para a avaliação de seu potencial terapêutico.

“Na distrofia muscular de Duchenne, por exemplo, apenas corrigir 5 a 10 por cento das pilhas é bastante para conseguir um benefício terapêutico. Com CRISPR-SKIP, nós vimos taxas da alteração de mais de 20 a 30 por cento em muitas das linha celular nós estudaram,” Pérez-Pinera disse.

O grupo construiu uma ferramenta da Web permitindo que outros pesquisadores procurarem se um exon poderia ser visado com a técnica de CRISPR-SKIP ao minimizar possibilidades dele que liga aos locais similares no genoma.

Desde que os pesquisadores viram algumas mutações em locais do fora-alvo, estão trabalhando para fazer CRISPR-SKIP ainda mais eficiente e específico.

A “biologia é complexa. O genoma humano é mais de três bilhão bases. Assim a possibilidade da aterragem em um lugar que seja similar à região pretendida não é insignificante e é algo estar ciente com de todo o gene que edita a técnica,” Canção disse. “A razão que nós passamos tanto o tempo que arranja em seqüência extensivamente para procurar mutações do fora-alvo é que poderia ser uma barreira principal às aplicações médicas. Nós esperamos que as melhorias futuras ao gene que edita tecnologias aumentarão a especificidade de CRISPR-SKIP assim que nós podemos começar a endereçar alguns dos problemas que mantiveram a terapia genética extensamente da aplicação na clínica.”