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A edição do gene CRISPR é um avanço que tem sido usado para tratar doenças como anemia falciforme, leucemia e distúrbios genéticos, mas tem desafios que limitam sua ampla utilidade.
Identificar a raiz desses problemas levou uma equipe de pesquisa da Duke Health a encontrar uma abordagem aprimorada para a edição de genes que expande sua funcionalidade.
Em um trabalho publicado online em 29 de junho na revista Cell Chemical Biology, os pesquisadores apresentam uma nova maneira de identificar diversas variantes de CRISPR RNA que podem se concentrar especificamente em áreas desafiadoras do DNA para direcionar a edição. A nova abordagem abre mais o genoma para edição, permitindo o reparo de mutações associadas a mais doenças.
“O CRISPR é ótimo, mas há muitos lugares dentro do genoma humano que não podem ser bem editados”, disse o autor sênior Bruce Sullenger, Ph.D., Joseph W. e Dorothy W. Beard Ilustre Professor de Cirurgia Experimental na Escola de Medicina da Universidade Duke. Sullenger também é professor nos departamentos de Farmacologia e Biologia do Câncer, Neurocirurgia, Biologia Celular e Engenharia Biomédica.
“Este trabalho começou do zero para entender e resolver esse problema usando grandes bibliotecas de diferentes RNAs CRISPR, bem como informática para ver se poderíamos levar essas ferramentas de edição a mais lugares no genoma para que possam ser editadas e reparadas conforme necessário, disse Sullenger.
Sullenger e seus colegas – principalmente o primeiro autor Korie Bush, Ph.D., que lançou o estudo como estudante de pós-graduação no laboratório de Sullenger – procuraram melhorar o processo do CRISPR para guiar o RNA para o local correto no DNA e facilitar a exclusão ou reparar naquela região.
Na maioria das vezes, o guia, que é uma molécula de RNA, apresenta um problema – pode não dobrar exatamente certo ou está corrompido, portanto, o processo de edição ou exclusão não pode ocorrer. Normalmente, quando isso acontece, o RNA guia deve ser trocado por um novo e o genoma não pode ser direcionado para o lugar certo.
Em vez disso, a equipe de Duke encontrou uma maneira de salvar um RNA guia disfuncional, que na verdade tem dois componentes que precisam funcionar bem juntos: uma sequência de RNA que reconhece o local de destino do DNA e uma sequência de andaime que mantém a enzima no lugar para clivar o DNA em a junção certa.
Eles encontraram várias sequências de RNA que reviveram a integridade do andaime, demonstrando que a tecnologia de edição de genes CRISPR é muito mais adaptável do que se acreditava anteriormente.
“Encontramos muitas maneiras de mudar o sistema que resulta em combinações com maior eficiência de edição em vários locais-alvo”, disse Bush. “O processo é mais maleável do que pensávamos – fizemos centenas de milhares de RNAs guia. Se você precisar de duas peças para o processo funcionar bem e tiver muito mais opções para escolher, poderá encontrar uma combinação que funcione melhor .”
Sullenger disse que a descoberta deve levar a formas mais seguras e eficazes de aplicar a tecnologia CRISPR como terapia.
“Isso é como uma melhoria no processamento de texto que permite encontrar e editar facilmente qualquer erro no texto, em vez de apenas editar certas partes de um texto com eficácia”, disse Sullenger. “Especialmente quando combinado com a informática, deve levar a uma aceleração de avanços no tratamento de doenças.”
Além de Sullenger e Bush, os autores do estudo incluem Giulia Corsi, Amy C. Yan, Keith Haynes, Juliana M. Layzer, Jonathan H. Zhou, Telmo Llanga e Jan Gorodkin.
A pesquisa recebeu apoio dos Institutos Nacionais de Saúde (UG3 TR002852), da Independent Research Foundation Denmark (9041-00317B) e da Novo Nordisk Foundation (NNF21OC0068988).
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