Un nou instrument de editare genetică indică un potenţial terapeutic semnificativ pentru tratarea bolilor cauzate de mutaţii multiple. Cercetătorii au dezvoltat o platformă inovatoare de editare genetică ce poate insera cu precizie gene funcţionale complete cu potenţial terapeutic, fără a produce mutaţii nedorite. Folosind un sistem integral pe bază de ARN şi enzime retrotranspozonice combinate cu tehnologia CRISPR, noul instrument, botezat, STITCHR oferă o alternativă pentru tratamentul bolilor genetice care implică mutaţii multiple. Această abordare deschide noi direcţii în ingineria genomică aplicabilă în terapiile de precizie.
O echipă de cercetători de la Mass General Brigham şi Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC), din Statele Unite, a dezvoltat un nou instrument de editare genetică, botezat STITCHR, care este capabil să insereze gene terapeutice în zone specifice ale genomului fără a produce mutaţii nedorite.
Sistemul poate fi formulat complet sub formă de ARN, ceea ce simplifică semnificativ logistica de livrare comparativ cu sistemele tradiţionale care utilizează atât ARN, cât şi ADN.
Prin inserarea unei gene întregi, această tehnologie propune o abordare de tip „o singură intervenţie”, depăşind astfel limitările tehnologiei CRISPR, care este concepută să corecteze doar mutaţii individuale.
Cercetarea lor a fost publicată miercuri, în revista Nature.
„CRISPR a revoluţionat modul în care percepem editarea genetică, însă are anumite limitări. Nu poate viza orice regiune din genom şi nu poate corecta miile de mutaţii implicate în boli precum fibroza chistică”, a explicat unul dintre autorii principali, dr. Omar Abudayyeh, cercetător la Institutul pentru genetică şi terapii celulare (GCTI) din cadrul Mass General Brigham şi la Divizia de inginerie medicală a departamentului de medicină de la spitalul Brigham and Women’s.
„Când am înfiinţat laboratorul, unul dintre principalele noastre obiective a fost să găsim o modalitate de a insera secvenţe mari de gene, chiar gene întregi, pentru a le înlocui pe cele defecte. Astfel, am putea viza toate mutaţiile responsabile de o boală folosind un singur vector de editare genetică”, a completat el.
STITCHR valorifică activitatea unor enzime derivate din elemente genetice denumite retrotranspozoni, regăsite în toate celulele eucariote – inclusiv animale, fungi şi plante. Aceşti retrotranspozoni sunt adesea numiţi „gene săritoare” datorită capacităţii lor de a se deplasa şi integra în diverse regiuni ale genomului.
Cercetătorii au realizat că mecanismul de tip „copy-paste” al acestor elemente poate fi reutilizat pentru a edita genele în locaţii genomice specifice. Echipa a utilizat un algoritm computaţional pentru a analiza mii de retrotranspozoni şi a identifica variante ce pot fi reprogramate şi testate în laborator.
Ulterior, cercetătorii au selectat o variantă finală, pe care au combinat-o cu enzima nickază derivată din sistemul CRISPR pentru a facilita integrarea precisă a genelor şi au construit astfel sistemul complet STITCHR.
În prezent, echipa îşi propune să îmbunătăţească eficienţa sistemului şi lucrează la transpunerea tehnologiei STITCHR în aplicaţii clinice.
„Studiind biologia fundamentală a celulelor umane, putem descoperi surse de inspiraţie pentru dezvoltarea unor instrumente noi. Acestea pot extinde capacităţile actuale de inginerie celulară şi pot conduce la dezvoltarea de medicamente şi terapii inovatoare, atât pentru boli rare, cât şi pentru boli comune”, a concluzionat dr. Jonathan Gootenberg, coautor corespondent al studiului, din cadrul Centrului pentru Cercetare în Virologie şi Vaccinuri de la BIDMC, membru al GCTI şi profesor la facultatea de medicină a Universităţii Harvard.
