El equipo desarrolla un nuevo proceso para evaluar los impactos de las ediciones de genes que alteran en lugar de «eliminar» el código de ADN
la proteína Cas9 (blanca) asociada a CRISPR de Staphylococcus aureus basada en la base de datos de proteínas ID 5AXW. Crédito: Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0)
Un nuevo estudio de científicos del Instituto de edición de genes de ChristianaCare avanza en la seguridad y eficacia del uso de la edición de genes CRISPR en tratamientos de pacientes al demostrar cómo identificar y evaluar la amplia basado en el impacto biológico de la edición de genes en tejidos específicos, donde las ediciones están diseñadas para deshabilitar completamente o «eliminar» una secuencia específica de código genético. El trabajo, publicado hoy en la revista Nature Gene Therapy, respalda los esfuerzos del Instituto para mejorar los tratamientos contra el cáncer de pulmón mediante el uso de CRISPR para desactivar o alterar un gen regulador maestro para evitar que produzca una proteína que atenúe el impacto de la quimioterapia.
«Descubrimos que cuando usas CRISPR, las ediciones a veces terminan alterando en lugar de inhabilitar por completo el gen objetivo, por lo que desarrollamos un proceso para obtener una comprensión más completa de lo que eso significa para los pacientes», dijo Eric Kmiec, Ph. .D., director ejecutivo y director científico del Instituto de edición de genes de ChristianaCare y autor principal del estudio.
Dr. Kmiec dijo que para el trabajo de cáncer de pulmón de su equipo, «descubrimos que incluso cuando nuestra manipulación genética basada en CRISPR no deshabilitó por completo el gen objetivo, lo alteró de manera que parece hacer que los tumores de cáncer de pulmón sean más sensibles a la quimioterapia». p>
Validación de la investigación sobre el cáncer de pulmón mediante CRISPR
«Tuvimos la suerte de que nuestra estrategia para utilizar CRISPR para mejorar los tratamientos contra el cáncer de pulmón se haya validado una vez más», añadió. «Pero nuestro compromiso de realizar un La evaluación imparcial de nuestro enfoque destaca la importancia de examinar todos los posibles resultados de un intento de utilizar CRISPR para eliminar un gen específico. Específicamente, cualquiera que desarrolle terapias CRISPR debe estar atento a las ediciones que no eliminen por completo una sección del código de ADN y evalúen los impactos potenciales para los pacientes. Podrían ser positivos, como lo fueron en nuestro caso, negativos o neutrales, pero deben conocerse».
Gran parte del entusiasmo en torno a las aplicaciones médicas de CRISPR implica el uso de la herramienta para desactivar genes dañinos mediante la edición. o «eliminar» una secuencia específica del código de ADN. Pero cada vez hay más pruebas de que, a raíz de una edición CRISPR, pueden quedar células que contienen simplemente una forma alterada del código objetivo que permite que el gen continúe produciendo proteínas biológicamente activas. .
Los científicos del Instituto de edición de genes están investigando el potencial del uso de CRISPR para desactivar un gen llamado NRF2 para alterar la producción de la proteína que protege a los tumores de cáncer de pulmón de carcinoma de células escamosas de los efectos de la quimioterapia o la radiación. ya han demostrado, en estudios con células tumorales y en animales, que pueden dirigirse selectivamente al gen NRF2 sin afectar a las células normales, donde el gen confiere beneficios para la salud.
En el presente estudio querían ir más allá. . Querían comprender completamente las implicaciones de una edición del gen CRISPR que permitió que el gen NRF2 retuviera suficiente código de ADN para continuar produciendo una versión de la proteína, aunque en una forma alterada o truncada. El equipo está sentando las bases para un ensayo clínico que utilizaría CRISPR para mejorar la eficacia de los tratamientos convencionales de quimioterapia y radiación. El Dr. Kmiec dijo que antes de continuar, quería que su equipo desarrollara un proceso claro para identificar y evaluar todos los resultados de las ediciones de CRISPR.
Identificar y comprender la diversidad de resultados genéticos producidos por la edición de genes dirigida por CRISPR ha ha sido una pieza central de los programas de investigación fundacionales establecidos por el Instituto de edición de genes.
Uso de CRISPR de manera segura
«Llevamos a cabo experimentos de manera imparcial, sin esperar un resultado en particular». resultado, pero con la seguridad y eficacia del paciente sirviendo como el verdadero norte de nuestros esfuerzos científicos», dijo el Dr. Kmiec. «No importa lo que descubramos o elucidemos, los conocimientos ayudarán tanto a ChristianaCare como a todo el campo a usar CRISPR de una manera más segura y eficaz».
Los investigadores encontraron varias células en las que la cadena de ADN objetivo el gen NRF2 no se eliminó por completo. Más bien, siguiendo la edición de CRISPR, surgieron células que habían retenido suficiente código original para continuar produciendo una forma diferente de la proteína. Las pruebas revelaron que las células tumorales cancerosas que generan estas proteínas alteradas pueden ser más vulnerables a los medicamentos de quimioterapia.
«Para el trabajo que estamos haciendo con NRF2, las proteínas truncadas generadas por la edición CRISPR parecen ser beneficiosas para hacer que los tumores más sensibles al tratamiento», dijo la autora principal Kelly Banas, Ph.D. «Pero el punto clave es que estas proteínas eran claramente biológicamente activas. Y eso significa que necesitábamos determinar su impacto potencial en la seguridad y eficacia del uso de CRISPR para tratar a pacientes con cáncer de pulmón».
Dr. Banas señaló que el estudio apunta a los límites de considerar que una edición CRISPR tiene éxito simplemente probando la ausencia de una proteína específica en su forma original. Ella dijo que según ese estándar, su edición fue exitosa. Los genes NRF2 editados ya no producían la misma proteína. Pero dijo que si eso fuera todo lo que el equipo de ChristianaCare hubiera buscado, habrían pasado por alto las proteínas alteradas provenientes del gen NRF2 y habrían pasado por alto un resultado importante que, en este caso, fortalece la hipótesis original y el enfoque experimental: que usar CRISPR para atacar el NRF2 gen promete mejorar los resultados de los pacientes con cáncer de pulmón.
Importancia de la debida diligencia
«El proceso que describimos en este estudio es una plantilla que debe seguirse en cualquier esfuerzo por desarrollar CRISPR como tratamiento médico», dijo el Dr. Kmiec. «Somos parte de una organización de atención médica donde la seguridad del paciente es la principal prioridad. También estamos trabajando a la vanguardia de un área apasionante de la medicina de vanguardia, donde la falta de diligencia debida podría causar resultados trágicos que retrasarían este campo durante décadas. Con este estudio, hemos validado un proceso que puede ayudar a que este campo avance de forma rápida pero segura».
CRISPR significa «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas». Es un mecanismo de defensa que se encuentra en las bacterias que pueden reconocer y cortar el ADN de los virus invasores. Los científicos han aprendido a modificar este mecanismo para que pueda «editar» secuencias específicas de código de ADN.
Explore más
El nuevo avance de CRISPR puede resolver el dilema clave Más información: Banas, K., Modarai, S., Rivera-Torres, N. et al. La omisión de exón inducida por la edición de genes dirigida por CRISPR regula la respuesta a la quimioterapia en células de carcinoma de pulmón de células no pequeñas. Gen Ther (2022). doi.org/10.1038/s41434-022-00324-7 , www.nature.com/articles/s41434-022-00324-7 Proporcionado por ChristianaCare Gene Editing Institute Cita: El equipo desarrolla un nuevo proceso para evaluar impactos de las ediciones de genes que alteran en lugar de «eliminar» el código de ADN (22 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-team-impacts-gene-dna-code.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.