2016-01-13

Subject: Ajuste a enzima aumenta a precisão da edição genética CRISPR

Ajuste a enzima aumenta a precisão da edição genética CRISPR

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Uma poderosa técnica de edição genética está agora mais precisa: realizando ajustes a uma enzima, os investigadores reduziram a taxa de erro da técnica conhecida por CRISPR–Cas9 para níveis indetetáveis em alguns casos, relatam eles na última edição da revista Nature.

Os investigadores usam a CRISPR–Cas9 para tornar mais precisas as alterações ao genoma que removem ou editam um gene defeituoso. Tem funcionado em praticamente todos os organismos em que foi testada, incluindo embriões humanos.

A técnica depende de uma enzima chamada Cas9, que usa uma molécula guia de RNA para localizar o DNA seu alvo. A Cas9 corta o DNA nesse local e a maquinaria de reparação natural do DNA da célula emenda o corte, retirando um pequeno fragmento de DNA ou colando uma nova sequência.

Mas a tecnologia não é infalível: por vezes a enzima Cas9 cria mutações indesejadas. À medida que a CRISPR sai do laboratório e se encaminha para a clínica, com acesos debates sobre se deve ser aplicada a embriões, os investigadores têm vindo a procurar eliminar estes erros.

Este último estudo coloca o campo mais perto desse objetivo, acredita o seu autor principal Keith Joung, patologista no Hospital Geral do Massachusetts em Boston. “É um passo em frente significativo pois conseguimos reduzir muito a probabilidade de ações fora do alvo."

Alguns investigadores defendem que a taxa de erro não precisa de ser zero para que a CRISPR seja clinicamente útil: “A dado momento todos temos que decidir qual o grau de especificidade que é suficiente”, diz Charles Gersbach, bioengenheiro na Universidade Duke em Durham, Carolina do Norte. “A ideia de sermos capazes de produzir uma ferramenta absolutamente sem efeitos fora do alvo é um pouco utópico.”

Trabalhos anteriores mostraram que usar uma cadeia mais curta de RNA guia para dirigir a Cas9 ao seu DNA alvo pode reduzir alguns erros e, em Dezembro, o biólogo sintético Feng Zhang, do Instituto Broad do ITM e Harvard em Cambridge, Massachusetts, anunciou ter modificado a Cas9 para que se tornasse menos dada a erros.

Para o último estudo, Joung trabalhou uma região diferente da enzima Cas9, alterando a zona da proteína que faz contato com o seu alvo DNA. A equipa também usou um método mais sensível de deteção de erros.

Testaram a sua enzima de alta fidelidade, chamada SpCas9-HF1, com oito tipos diferentes de RNA guia. A enzima modificada corte o DNA seu alvo praticamente tão bem como a sua forma não alterada e fez apenas um erro com um dos RNA guia. A enzima Cas9 não alterada, pelo contrário, realizou erros quando guiada por sete dos oito RNA.

Os erros da Cas9 têm sido o foco de muitas discussões sobre a edição genética, incluindo o debate sobre a sua utilização em embriões humanos. Mas esse foco pode não ser adequado, diz George Church, geneticista no Instituto Wyss em Boston. Com uma conceção cuidada do RNA guia, diz ele, os investigadores já podem evitar a maioria dos cortes fora do alvo.

Apesar de este ser um trabalho importante dada a velocidade com que a CRISPR–Cas9 se está a deslocar para a terapêutica, diz Gersbach, o sistema precisará de mais verificações de segurança antes de ser considerada segura para utilização em humanos.

Em Dezembro, Gersbach e os seus colegas anunciaram ter usado a CRISPR–Cas9 para reparar uma mutação genética que provoca a distrofia muscular de Duchenne em ratos. Para o fazer, a sua equipa usou um vírus para transportar a Cas9 até às células musculares, vírus esse que consegue continuar a expressar a enzima muito mais tempo que nas experiências de Joung, dando mais oportunidade para a ocorrência de cortes fora do alvo.

A Administração americana para a Alimentação e Medicamentos ainda não delineou as suas exigências para a aprovação do teste clínico da CRISPR–Cas9 mas a Sangamo BioSciences de Richmond, Califórnia, já usou outra ferramenta de edição genética, as nucleases dedo-de-zinco, em testes clínicos em mais de 80 pacientes.

Para esses testes, os reguladores quiseram dados de segurança sobre o desempenho das células modificadas, para além de informação sobre mutações fora do alvo, diz Fyodor Urnov, cientista sénior da Sangamo. A companhia teve que mostrar que as células imunitárias T continuavam a comportar-se como células T normais, por exemplo, ou que células de fígado editadas continuavam a funcionar sem revelar sinais de toxicidade.

“Este estudo é um sólido avanço para o campo da Cas9”, diz Urnov. “Mas quando pensamos em aplicar a edição em espaço clínico é bom ter um saudável sentido da longa estrada que temos à frente para percorrer.”

 

 

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