Desde que se inventó la tecnología de edición del genoma CRISPR en 2012, ha demostrado ser muy prometedora para tratar una serie de enfermedades intratables. Sin embargo, los científicos han luchado por identificar posibles efectos fuera del objetivo en tipos de células terapéuticamente relevantes, que sigue siendo la principal barrera paraTraslado de terapias a la clínica. Ahora, un grupo de científicos de los Institutos Gladstone y el Instituto de Genómica Innovadora IGI, con colaboradores de AstraZeneca, han desarrollado un método confiable para hacer precisamente eso.
CRISPR edita el genoma de una persona cortando el ADN en una ubicación específica. El desafío es garantizar que la herramienta no haga cortes en otras partes del ADN - daño conocido como "efectos fuera del objetivo", que podrían haber sido imprevistosConsecuencias.
En un estudio que se publicará mañana en la revista ciencia , los dos primeros autores, Beeke Wienert y Stacia Wyman, encontraron una nueva forma de abordar el problema.
"Cuando CRISPR hace un corte, el ADN se rompe", dice Wienert, PhD, quien comenzó el trabajo en el laboratorio IGI de Jacob E. Corn y que ahora es un investigador postdoctoral en el laboratorio de Bruce R. Conklin en Gladstone. "Entonces,Para sobrevivir, la célula recluta muchos factores de reparación de ADN diferentes para ese sitio en particular en el genoma para arreglar la ruptura y unir los extremos de corte nuevamente. Pensamos que si pudiéramos encontrar la ubicación de estos factores de reparación de ADN, podríamos identificarlos sitios que han sido cortados por CRISPR "
Para probar su idea, los investigadores estudiaron un panel de diferentes factores de reparación del ADN. Descubrieron que uno de ellos, llamado MRE11, es uno de los primeros en responder al sitio del corte. Usando MRE11, los científicos desarrollaron una nueva técnica, llamado DISCOVER-Seq, que puede identificar los sitios exactos en el genoma donde CRISPR ha realizado un corte.
"El genoma humano es extremadamente grande: si imprime la secuencia de ADN completa, terminaría con una novela tan alta como un edificio de 16 pisos", explica Conklin, MD, investigador principal de Gladstone y subdirector de IGI"Cuando queremos cortar el ADN con CRISPR, es como si estuviéramos tratando de eliminar una palabra específica en una página en particular en esa novela".
"Puede pensar en los factores de reparación del ADN como diferentes tipos de marcadores agregados al libro", agrega Conklin. "Si bien algunos pueden marcar un capítulo completo, MRE11 es un marcador que se detalla en la letra exacta que se ha cambiado."
Actualmente existen diferentes métodos para detectar efectos CRISPR fuera del objetivo. Sin embargo, vienen con limitaciones que van desde producir resultados falsos positivos hasta matar las células que están examinando. Además, el método más común utilizado hasta la fecha se limita actualmente aser utilizado en células cultivadas en el laboratorio, excluyendo su uso en células madre derivadas de pacientes o tejidos animales.
"Debido a que nuestro método se basa en el proceso de reparación natural de la célula para identificar cortes, ha demostrado ser mucho menos invasivo y mucho más confiable", dice Corn, PhD, quien ahora dirige un laboratorio en ETH Zurich. "Pudimospruebe nuestro nuevo método DISCOVER-Seq en células madre pluripotentes inducidas, células de pacientes y ratones, y nuestros hallazgos indican que este método podría usarse potencialmente en cualquier sistema, en lugar de solo en el laboratorio ".
El método DISCOVER-Seq, al aplicarse a nuevos tipos y sistemas celulares, también ha revelado nuevos conocimientos sobre los mecanismos utilizados por CRISPR para editar el genoma, lo que conducirá a una mejor comprensión de la biología de cómo funciona esta herramienta.
"El nuevo método simplifica enormemente el proceso de identificación de efectos fuera del objetivo al tiempo que aumenta la precisión de los resultados", dice Conklin, quien también es profesor de genética médica y farmacología molecular en UC San Francisco UCSF ".podría permitirnos predecir mejor cómo funcionaría la edición del genoma en un entorno clínico. Como resultado, representa un paso esencial para mejorar los estudios preclínicos y acercar las terapias basadas en CRISPR a los pacientes que lo necesitan ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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