Mutaţiile genetice din organismul uman pot duce la probleme grave de sănătate, inclusiv la cancer. Dar cancerul este o boală extrem de complexă, în care mutaţiile din aceleaşi gene pot duce la diferite subtipuri de tumori. Până de curând, oamenii de ştiinţă nu au avut o modalitate bună de a produce subtipuri de tumori pentru a le studia în laborator. Acum însă, cercetătorii au creat o nouă metodă pentru a modela anumite subtipuri de tumori de cancer hepatic, folosind tehnologia de editare genetică CRISPR-Cas9.
Genele conţin informaţiile de care organismul uman are nevoie pentru a crea proteine. Proteinele foarte asemănătoare produse de aceeaşi genă se numesc izoforme. Izoforme diferite generează tumori diferite. Acest proces este cunoscut sub numele de ignorarea exonului, în care mai multe părţi ale unei gene sunt lipite împreună pentru a produce o versiune diferită a unei proteine.
„Nu există un singur cancer. Cu diferite izoforme, avem diferite subtipuri de cancer care au caracteristici diferite", explică profesorul asistent Semir Beyaz, de la Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), care a creat o nouă metodă pentru a modela anumite subtipuri de tumori de cancer hepatic, folosind instrumentul de editare genetică CRISPR-Cas9.
Omul de ştiinţă şi colegii săi au produs două subtipuri distincte de tumori prin vizarea unei zone a genei Ctnnb1, prezente la şoareci, cu ajutorul CRISPR.
Instrumentul este utilizat în principal pentru a inhiba funcţia genetică. Aceasta este prima dată când CRISPR a fost folosit pentru a genera diferite mutaţii de câştig de funcţie care cauzează cancer la şoareci. Aceste mutaţii sporesc activitatea proteinelor pentru a promova creşterea tumorilor.
Echipa a secvenţiat fiecare subtip de tumoră pentru a afla care izoformă era asociată cu diferenţele pe care le-au observat.
(Foto: Oamenii de ştiinţă de la CSHL au creat două subtipuri de tumori hepatice la şoareci, văzute mai sus. Imaginea din stânga prezintă un subtip de tumoră hepatică asociat cu cea mai frecventă formă de cancer hepatic uman, carcinomul hepatocelular. În dreapta este un subtip tumoral asociat cu un cancer hepatic mai rar, întâlnit mai ales la copii, numit hepatoblastom. Credit: Laboratorul Beyaz/Cold Spring Harbor Laboratory)
„Am reuşit să definim acele izoforme care se asociază cu diferite subtipuri de cancer", spune Beyaz. „Asta a fost, pentru noi, o descoperire surprinzătoare".
În continuare, pentru a confirma că aceste izoforme au cauzat, de fapt, variaţiile, cercetătorii le-au produs la şoarece fără a folosi CRISPR. Ei au descoperit că au fost într-adevăr capabili să genereze cele două subtipuri tumorale diferite cu caracteristicile lor respective. Ambele subtipuri de tumori hepatice sunt întâlnite şi la om.
Mutaţiile vizate de echipa de cercetare pot duce la cancere de colon şi de ficat. Ţintirea acestor sărituri de exon a apărut ca o potenţială abordare terapeutică pentru tratarea cancerului şi a altor boli.
Noua metodă de studiu pusă la punct de prof. Beyaz le permite cercetătorilor să investigheze acest fenomen în celulele vii de şoareci cu ajutorul tehnologiei CRISPR.
Platforma ar putea ajuta într-o bună zi cercetătorii să dezvolte noi intervenţii terapeutice.
„În cele din urmă", explică Beyaz, „ceea ce vrem să facem este să găsim cele mai bune modele pentru a studia biologia cancerului, astfel încât să putem găsi tratamente vindecătoare".
Lucrarea este publicată în The Journal of Pathology.
(Foto articol: Imagine cu celulele ficatului unui şoarece; celulele cu centrul întunecat au fost transformate în celule canceroase cu ajutorul unei noi strategii de editare a genelor concepută de laboratorul lui Semir Beyaz. Credit: Laboratorul Beyaz/Cold Spring Harbor Laboratory).
