Razno

Nova tehnika otkriva ne-ciljane efekte uređivanja gena CRISPR

Nova tehnika otkriva ne-ciljane efekte uređivanja gena CRISPR

Medicinski istraživači vjeruju da su pronašli tehniku ​​koja će omogućiti liječnicima i istraživačima da prepoznaju neciljane efekte specifičnih uređivanja gena napravljenih od strane CRISPR / Cas9, što potencijalno ubrzava razvoj novih genskih terapija za glavne bolesti.

Identificirani mogući način za pronalaženje neželjenih izmjena gena CRISPR

CRISPR / Cas9 nevjerovatno je moćan alat za uređivanje gena uporediv sa setom makaza koji mogu odrezati određene dijelove lanca DNA i zamijeniti ga unaprijed programiranom izmjenom. Tehnika ima potencijal za liječenje svih vrsta bolesti, poznatih i nepoznatih, ali prelazak sa laboratorija na medicinska ispitivanja bio je spor.

POVEZANO: PRVO LJUDSKO SUĐENJE KORIŠTENJEM CRISPR GENE UREĐIVANJA U SAD-U POČINJE

To je uglavnom zbog toga što, iako je CRISPR precizan, nije savršen. Dali su vam škare i zatražili da izrežete kvadrat na uglu papira veličine oko 1 kvadratni centimetar i to obično možete učiniti, ali kao što vam može reći svako ko je ikada morao umotati poklon, rezanje tačno gdje želite smanjiti nije uvijek lako.

Problem je što su implikacije izrezivanja DNK i njegove zamjene mnogo strašnije od zamotavanja poklona na estetski ugodan način. Ako ne presiječete ravnu crtu u ambalažnom papiru, to nije kraj svijeta. Napravite nenamjerne promjene na ćelijskoj DNK i možda ćete izliječiti bolest koju ste se nadali liječiti, ali sada ste možda stvorili još jednu koja će postati simptomatska mnogo godina unazad, a koja bi mogla biti daleko smrtonosnija.

Ne može se reći što nenamjerna izmjena može učiniti, pogotovo ako ne znate gdje se ili čak i ako se dogodila.

Zbog ovog razmatranja, identificiranje područja koja su nenamjerno uređena je od vitalne važnosti kako bi se ta područja mogla obnoviti ako je moguće, a ako ne, istraživači mogu prilagoditi svoju tehniku ​​kako bi uklonili uvredljivo uređivanje u sljedećoj ćeliji ili ako sve drugo zakaže, mogu isprobati drugi pristup.

Do sada nije postojao siguran i učinkovit način da se zna gdje bi ta područja mogla biti, ali istraživači sa Instituta Gladstone i Instituta za inovativnu genomiku (IGI), zajedno s istraživačima iz farmaceutskog giganta AstraZeneca, izvještavaju da su otkrili način za praćenje nenamjernih izmjena koje je izvršio CRISPR / Cas9.

U novom istraživanju objavljenom prošle nedelje u časopisu Nauka, istraživači su pokazali kako locirati ove neželjene neciljane efekte proizvedene u DNK postupkom CRISPR / Cas9 tražeći hitne službe koje je ćelija poslala da poprave oštećene dijelove DNK.

Ćelija, slično gradskom dispečeru hitnih službi, ima nekoliko odgovornih osoba koje mogu poslati ovisno o datoj situaciji, a prisustvo jedne vrste odgovornog lica na mjestu događaja daje vam predodžbu o tome koja je hitna situacija.

"Kada CRISPR napravi rez, DNK je slomljena", rekao je Beeke Wienert, doktorat, postdoktorand u laboratoriji Brucea R. Conklina u Gladstoneu koji je započeo rad dok je bio dio IGI laboratorije Jacoba E. Corna. "Dakle, da bi preživjela, ćelija regrutuje mnogo različitih faktora popravljanja DNK na to određeno mjesto u genomu kako bi popravila prelom i spojila rezane krajeve natrag.

"Mislili smo da bismo mogli pronaći lokacije ovih faktora za popravak DNK, mogli bismo identificirati mjesta koja je CRISPR presjekao."

Pronalaženje hitne pomoći

Iako intuitivno rješenje problema, istraživači su ga morali testirati kako bi vidjeli hoće li uspjeti.

Najbolji način da se to postigne bio je pogledati cijeli profil čimbenika popravljanja DNK koji bi mogli odgovoriti na poziv za popravak oštećene DNK i pronaći onaj za koji je vjerovatno da će brzo odgovoriti na tu vrstu poziva. Tada su mogli identificirati faktor popravka koji su tražili, MRE11, koji je uvijek bio jedan od prvih čimbenika koji je odgovorio na njihove izmjene. Od svih hitnih službi koje biste mogli naići, vatrogasaca, policije itd., Naći ćete ih u svim vrstama hitnih slučajeva koji obavljaju različite funkcije; kad god vidite da je prvi stigao bolničar, znate da postoji hitna medicinska pomoć.

U slučaju nenamjerno oštećenih DNA sekvenci, MRE11 je ćelijska verzija liječnika s defibrilatorom. Koristeći MRE11, istraživači su uspjeli razviti tehniku ​​koju nazivaju DISCOVER-Seq koja može pronaći duž dužine lanca DNA i potražiti mjesta na kojima je pronađen MRE11.

"Ljudski genom je izuzetno velik - ako odštampate čitavu sekvencu DNK, na kraju biste dobili roman visok kao šesnaestospratnica", objašnjava dr. Bruce R. Conklin, viši istražitelj Gladstonea i zamjenik direktora u IGI. "Kada želimo smanjiti DNK pomoću CRISPR-a, to je kao da pokušavamo ukloniti jednu određenu riječ na određenoj stranici u tom romanu."

"O faktorima popravljanja DNK možete razmišljati kao o različitim vrstama oznaka dodanih u knjigu", dodao je. "Iako neki mogu označiti čitavo poglavlje, MRE11 je oznaka koja se analizira točno do slova koje je promijenjeno."

Neinvazivna pretraga znatno sigurnija od alternativa

DISCOVER-Seq nije prvi pokušaj lociranja neciljanih uređivanja gena. Problem s drugim metodama je u tome što one imaju potencijalno negativne posljedice. Pokušaj lociranja nenamjernih promjena može ubiti ćeliju čiju DNK pokušavate popraviti. Postoji i praktično razmatranje da se sve ove tehnike izvode na kultivisanim ćelijama u laboratoriju, isključujući njihovu upotrebu u matičnim ćelijama koje potiču od pacijenta.

"Budući da se naša metoda oslanja na prirodni postupak ćelije da bi identificirala posjekotine, pokazala se mnogo manje invazivnom i mnogo pouzdanijom", kaže dr. Jacob E. Corn, nekada s Instituta za inovativnu genomiku, ali tko sada vodi laboratorij u ETH u Zürichu.

"Uspjeli smo testirati našu novu DISCOVER-Seq metodu u induciranim pluripotentnim matičnim ćelijama, pacijentskim stanicama i miševima, a naša otkrića ukazuju da bi se ova metoda mogla koristiti u bilo kojem sustavu, a ne samo u laboratoriju."


Pogledajte video: Beam Therapeutics Quad Editing CAR-T Cells (Oktobar 2021).