Investigadores del grupo de Hans Clevers en el Instituto Hubrecht han desarrollado una nueva herramienta genética para etiquetar genes específicos en organoides humanos o mini órganos. Usaron este nuevo método, llamado CRISPR-HOT, para investigar cómo se dividen los hepatocitos y qué tan anormalaparecen células con demasiado ADN. Al deshabilitar el gen del cáncer TP53, mostraron que las divisiones no estructuradas de hepatocitos anormales eran más frecuentes, lo que puede contribuir al desarrollo del cáncer. Sus resultados fueron descritos y publicados en la revista científica Biología celular natural .
Los organoides son mini órganos que se pueden cultivar en el laboratorio. Estos mini-órganos crecen a partir de un pedazo muy pequeño de tejido, y esto es posible para varios órganos. La capacidad de alterar genéticamente estos organoides ayudaría mucho en el estudio biológicoprocesos y enfermedades de modelado. Sin embargo, hasta ahora, la generación de organoides humanos genéticamente alterados ha resultado ser difícil debido a la falta de métodos fáciles de ingeniería genómica.
CRISPR-HOT
Hace unos años, los investigadores descubrieron que CRISPR / Cas9, que actúa como pequeñas tijeras moleculares, puede cortar con precisión en un lugar específico del ADN. Esta nueva tecnología ayudó mucho y simplificó la ingeniería genética ". La pequeña herida en el ADN puedeactivar dos mecanismos diferentes de reparación en las células, que pueden ser utilizados por los investigadores para obligar a las células a tomar una nueva parte del ADN, en el lugar de la herida ", dice Delilah Hendriks Instituto Hubrecht. Uno de estos métodos,llamado unión final no homóloga, se pensaba que cometía errores frecuentes y, por lo tanto, hasta ahora no se usaba con frecuencia para insertar nuevas piezas de ADN ". Dado que algunos trabajos anteriores en ratones indicaron que se pueden insertar nuevas piezas de ADN a través de una unión final no homóloga,nos propusimos probar esto en organoides humanos ", dice Benedetta Artegiani Instituto Hubrecht. Artegiani y Hendriks descubrieron que insertar cualquier pieza de ADN en organoides humanos a través de uniones no homólogas es en realidad más eficiente.d robusto que el otro método que se ha utilizado hasta ahora.Llamaron a su nuevo método CRISPR-HOT.
Celdas para colorear
Los investigadores utilizaron CRISPR-HOT para insertar etiquetas fluorescentes en el ADN de los organoides humanos, de tal manera que estas etiquetas fluorescentes se unieron a genes específicos que querían estudiar. Primero, los investigadores marcaron tipos específicos de células que son muyraro en el intestino: las células enteroendocrinas. Estas células producen hormonas para regular, por ejemplo, los niveles de glucosa, la ingesta de alimentos y el vaciado del estómago. Debido a que estas células son tan raras, son difíciles de estudiar. Sin embargo, con CRISPR-HOT, los investigadores fácilmente"pintaron" estas células en diferentes colores, después de lo cual las identificaron y analizaron fácilmente. En segundo lugar, los investigadores pintaron organoides derivados de un tipo específico de células en el hígado, las células ductales biliares. Utilizando CRISPR-HOT, visualizaron queratinas, proteínas involucradas enel esqueleto de las células. Ahora que podían ver estas queratinas en detalle y en alta resolución, los investigadores descubrieron su organización de una manera ultraestructural. Estas queratinas tambiéno cambiar la expresión cuando las células se especializan o diferencian.Por lo tanto, los investigadores anticipan que CRISPR-HOT puede ser útil para estudiar el destino y la diferenciación celular.
división celular anormal en el hígado
Dentro del hígado, hay muchos hepatocitos que contienen dos o incluso más veces el ADN de una célula normal. No está claro cómo se forman estas células y si pueden dividirse debido a esta cantidad anormal de ADN.los adultos contienen más de estos hepatocitos anormales, pero no está claro si están relacionados con enfermedades como el cáncer. Artegiani y Hendriks usaron CRISPR-HOT para etiquetar componentes específicos de la maquinaria de división celular en organoides de hepatocitos y estudiaron el proceso de división celular.: "Vimos que los hepatocitos" normales "se dividen de manera muy ordenada, siempre dividiéndose en dos células hijas en una determinada dirección". Hendriks: "También encontramos varias divisiones en las que se formó un hepatocito anormal. Por primera vez vimos cómo""el hepatocito normal se convierte en anormal". Además de esto, los investigadores estudiaron los efectos de una mutación que a menudo se encuentra en el cáncer de hígado, en el gen TP53, en la división celular anormal en los hepatocitos. Sin TP53 estosLos hepatocitos normales se dividían con mucha más frecuencia.Esta puede ser una de las formas en que TP53 contribuye al desarrollo del cáncer.
Los investigadores creen que CRISPR-HOT se puede aplicar a muchos tipos de organoides humanos, para visualizar cualquier gen o tipo celular y para estudiar muchas preguntas relacionadas con el desarrollo y la enfermedad.
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Materiales proporcionado por Instituto Hubrecht . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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