La nueva tecnología de CRISPR puede ayudar a eliminar serie transformada del gen

En un nuevo estudio en células, los investigadores de la Universidad de Illinois han adaptado tecnología gen-que corregía de CRISPR para hacer la maquinaria interna de la célula saltar sobre una pequeña porción de un gen al transcribirla en un patrón para el edificio de la proteína. Esto da a investigadores una manera no sólo de eliminar una serie transformada del gen, pero de influenciar cómo se expresa y se regula el gen.

Tales el corregir apuntado podían un día ser útiles para tratar las enfermedades genéticas causadas por mutaciones en el genoma, tal como distrofia muscular de Duchenne, enfermedad de Huntington o algunos cánceres.

Las tecnologías de CRISPR apagan típicamente genes rompiendo la DNA al inicio de un gen apuntado, induciendo mutaciones cuando la DNA ata detrás junta. Esta aproximación puede causar problemas, tales como la DNA que se rompe en lugares con excepción del objetivo previsto y la DNA fragmentada que reata a diversos cromosomas.

La nueva técnica de CRISPR-SKIP, descrita en la biología del genoma del gorrón, no rompe los cabos de la DNA sino que por el contrario altera un monopunto en la serie apuntada de la DNA.

“Dado los problemas con el gen tradicional que corrige rompiendo la DNA, tenemos que encontrar maneras de optimizar las herramientas para lograr la modificación del gen. Éste es buen porque podemos regular un gen sin la fractura de la DNA genomic,” dijo a profesor Pablo Pérez-Pinera de la bioingeniería de Illinois, que llevó el estudio con la canción de profesor junio de la física de Illinois. Ambos se afilían con el Carl R. Woese Institute para la biología Genomic en el U. del I.

En células del mamífero, los genes están fragmentados hacia arriba en los segmentos llamados los exones que se entremezclan con las regiones de DNA que no aparecen cifrar para cualquier cosa. Cuando la maquinaria de la célula transcribe un gen en el ARN que se traducirá a una proteína, hay señales en la indicación de la serie de la DNA qué porciones son exones y cuáles no son parte del gen. La célula empalma junto el ARN transcrito de las porciones de codificación para conseguir un patrón contínuo del ARN que se utilice para hacer las proteínas.

CRISPR-SKIP altera una única base antes del principio de un exón, haciendo la célula leerla como porción de la no-codificación.

“Cuando la célula trata el exón como DNA de la no-codificación, ese exón no se incluye en el ARN maduro, quitando efectivo los aminoácidos correspondientes de la proteína,” dijo a Michael Gapinske, estudiante de tercer ciclo de la bioingeniería y primer autor del papel.

Mientras que saltar exones da lugar a las proteínas que están faltando algunos aminoácidos, las proteínas truncadas resultantes conservan a menudo la actividad parcial o completa - que puede ser suficiente para restablecer la función en algunas enfermedades genéticas, dijeron a Pérez-Pinera, que también es profesor en la universidad de Carle Illinois del remedio.

Hay otras aproximaciones a los exones que saltan o los aminoácidos de la eliminación, pero puesto que no alteran permanente la DNA, ofrecen solamente una ventaja temporal y la requieren relanzaron las administraciones sobre el curso de la vida del paciente, los investigadores dijeron.

“Corrigiendo una única base en la DNA genomic usando CRISPR-SKIP, podemos eliminar exones permanente y, por lo tanto, lograr una corrección duradera de la enfermedad con un único tratamiento,” dijo a Alan Luu, estudiante de tercer ciclo de la física y co-primer autor del estudio. “El proceso es también reversible si necesitaríamos devolver un exón conectado.”

Los investigadores probaron la técnica en variedades de células múltiples de los ratones y de los seres humanos, sanos y cacerígenos.

“La probamos en tres diversas variedades de células mamíferas para demostrar que puede ser aplicada a diversos tipos de células. También la demostramos en variedades de células del cáncer porque quisimos mostrar que podríamos apuntar oncogenes, a” Song dijimos. “No lo hemos utilizado in vivo; ése será el paso siguiente.”

Ordenaron la DNA y el ARN de las células tratadas y encontraron que el sistema de CRISPR-SKIP podría apuntar bases específicas y saltar exones con eficacia alta, y también demostraron que los CRISPR-Saltos diferentemente apuntados se pueden combinar para saltar exones múltiples en un gen en caso de necesidad. Los investigadores esperan probar su eficiencia en animales vivos - el primer paso hacia fijar su potencial terapéutico.

“En la distrofia muscular de Duchenne, por ejemplo, apenas la corrección del 5 a 10 por ciento de las células es suficiente para lograr una ventaja terapéutica. Con CRISPR-SKIP, hemos visto índices de la modificación de más el de 20 a 30 por ciento en muchas de las variedades de células nosotros ha estudiado,” Pérez-Pinera dijo.

El grupo construyó una herramienta de la membrana permitiendo que otros investigadores exploren si un exón se podría apuntar con la técnica de CRISPR-SKIP mientras que disminuyera ocasiones de él que ataba a los sitios similares en el genoma.

Puesto que los investigadores vieron algunas mutaciones en los sitios del lejos-objetivo, están trabajando para hacer CRISPR-SKIP aún más eficiente y específico.

La “biología es compleja. El genoma humano es más de tres mil millones bases. La ocasión del desembarque en una situación que sea similar a la región prevista no es tan insignificante y es algo ser consciente con de cualquier gen que corrige técnica,” Song dijo. “La razón que pasamos tanto el tiempo que ordenaba extensivamente para buscar mutaciones del lejos-objetivo es que podría ser una barrera importante a los usos médicos. Esperamos que las mejorías futuras al gen que corrige tecnologías aumenten la especificidad de CRISPR-SKIP así que podemos comenzar a abordar algunos de los problemas que han mantenido terapia génica extensamente de la aplicación la clínica.”

Fuente: https://news.illinois.edu/view/6367/683492