Un nou instrument de editare a genelor recent dezvoltat de către cercetătorii de la MIT oferă un control mai mare asupra modificărilor genomului, oferind geneticienilor un ajutor important pentru dezvoltarea de tratamente pentru bolile genetice cauzate de mutaţii dificil de abordat cu tehnologia actuală.
Sistemul permite cercetătorilor un control mai mare asupra modificărilor ADN-ului, putând deschide calea tratării unor boli care până acum au pus mari probleme editorilor de gene.
Cel mai utilizat instrument de editare a genelor, din prezent, CRISPR-Cas9 este încă oarecum stângaci şi predispus la erori şi efecte nedorite, dar noua metodă alternativă, numită "Editare Primă", îmbunătăţeşte şansele ca cercetătorii să realizeze doar modificările genetice pe care şi le doresc, fără riscul apariţiei unui amestec de modificări pe care nu le pot prezice.
Instrumentul, descris într-un studiu publicat în "Nature", reduce, de asemenea, efectele "off-target" care reprezintă o provocare-cheie pentru unele aplicaţii ale sistemului CRISPR-Cas9 standard, ceea ce ar putea genera terapii genice bazate pe mai sigure pentru utilizarea la oameni.
Instrumentul pare, de asemenea, capabil să efectueze o varietate mai largă de editări ale genomului, ceea ce ar putea face ca într-o bună zi să fie utilizat pentru a trata numeroasele boli genetice care au fost inaccesibile editării genice.
David Liu, biolog chimic la Broad Institute of MIT şi autor principal al studiului, estimează că "Editarea Primară" ar putea ajuta cercetătorii să abordeze aproape 90% din cele peste 75.000 de variante de ADN asociate bolilor, enumerate în "ClinVar", baza de date dezvoltată de Institutele Naţionale de Sănătate din SUA.
Specificitatea modificărilor de care este capabil acest nou instrument ar putea, de asemenea, uşura cercetătorilor dezvoltarea modelelor de laborator pentru a putea să studieze funcţia genelor specifice, în cazul diverselor boli.
"Suntem abia la început, dar rezultatele iniţiale arată fantastic. Veţi vedea că o mulţime de oameni vor folosi noul instrument. Numărul mutaţiilor care pot fi introduse este unul dintre cele mai mari progrese. Este uriaş", a declarat la rândul său Brittany Adamson, care studiază reparaţia ADN şi editarea genelor la Universitatea Princeton din New Jersey, citat de nature.com.
Este posibil ca "Editarea Primă" să nu poată face inserţii sau ştergeri de ADN foarte mari de care CRISPR – Cas9 este capabil - aşa că este puţin probabil să înlocuiască complet instrumentul actual de editare bine stabilit, spune însă biologul molecular Erik Sontheimer de la Universitatea din Massachusetts . Acest lucru se datorează faptului că "Editare Primă", foloseşte pentru editare o codificare pe o catenă de ARN şi cu cât această ramură devine mai lungă, cu atât este mai probabil să fie deteriorate de enzimele din celule.
CRISPR – Cas9 şi "Editare Primă" ambele funcţionează prin tăierea ADN-ului la un anumit punct al genomului. CRISPR – Cas9 rupe ambele părţi ale dublei spirale ADN şi apoi se bazează pe propriul sistem de reparaţie al celulei pentru a remedia daunele şi a efectua modificările. Dar acest sistem de reparaţii nu este de încredere şi poate insera sau şterge litere ADN în punctele în care genomul a fost tăiat. Acest lucru poate duce la un amestec incontrolabil de editări care variază între celule.
În plus, chiar şi atunci când cercetătorii includ un şablon care să ghideze modul în care este editat genomul, sistemul de reparare a ADN-ului din majoritatea celulelor este mult mai probabil să facă acele mici inserţii aleatorii sau ştergeri necontrolate decât să adauge o secvenţă ADN specifică genomului. Acest lucru face dificil şi în unele cazuri, aproape imposibil utilizarea CRISPR – Cas9 pentru a suprascrie o bucată de ADN cu o secvenţă aleasă de cercetători.
"Editarea Primă" elimină aceste probleme pentru că deşi foloseşte şi Cas9 pentru a recunoaşte secvenţe specifice de ADN - la fel cum face şi sistemul CRISPR - enzima Cas9 din noul instrument este modificată doar pentru a cresta o catenă de ADN. Apoi, o a doua enzimă numită transcriptază inversă şi ghidată de o catenă de ARN, face modificările la locul crestăturii.
Enzimele folosite de noul instrument nu trebuie astfel să rupă ambele spirale de ADN pentru a face schimbări, ceea ce face ca cercetătorii să poată face modificările pe care le doresc
fără a se mai folosi de sistemul de reparaţie a ADN-ului celulelor, pe care nu-l pot controla.
Aceasta înseamnă că "Editarea Primă" ar putea dezvolta tratamente pentru bolile genetice cauzate de mutaţii care nu sunt abordate cu uşurinţă de instrumentele existente de editare a genelor.
