STUDIU. Optimizarea terapiilor de editare genică: CRISPR-Cas12a, un nou sistem de editare a genomului, mai precis și mai sigur
Domeniul editării genomice a fost transformat de apariția tehnologiei CRISPR, cu Cas9 (descoperire căreia i s-a acordat Premiul Nobel pentru Chimie în 2020, cu o rapiditate fără precedent) și Cas12a fiind cele două sisteme de editare genică cel mai larg utilizate. Deși Cas9 are deja numeroase aplicații în practica medicală, Cas12a se remarcă prin precizie și eficiență, fiind mult mai precisă și cu mai puține efecte în afara țintei.
Însă aplicarea clinică a Cas12a a întâmpinat obstacole semnificative, în principal din cauza dimensiunii, care face dificilă împachetarea în virusuri adeno-asociate (AAV) utilizate de obicei în terapiile genice.
Acum, o echipă de la Universitatea Wuhan a identificat o versiune compactă nouă a proteinei asociate CRISPR Cas12a, numită EbCas12a, derivată din metagenomul unei bacterii neclasificate din clasa Erysipelotrichia. EbCas12a se distinge prin dimensiunea remarcabil de mică, de aproximativ 3,47 kb, făcând-o cea mai mică variantă a Cas12a raportată până în prezent. Rezultatele au fost publicate în Plos Biology.
Mergând un pas mai departe, a fost introdusă o mutație specifică pentru a crea o versiune îmbunătățită, denumită enEbCas12a. Această variantă prezintă o eficiență de editare comparabilă și o specificitate mai mare în comparație cu alte tipuri de Cas12a, în celulele mamifere.
Un sistem de livrare AAV all-in-one
CRISPR este un sistem natural folosit de bacterii pentru a se recunoaște și a se apăra împotriva virusurilor invadatoare și a fost adaptat ca instrument de editare genică, cu proteinele Cas asociate CRISPR folosite ca foarfece moleculare pentru a tăia materialul genetic.
În prezent, împachetarea proteinelor Cas în AAV-uri pentru editarea genomică in vivo este considerată una dintre cele mai bune metode pentru aplicațiile clinice. Din cauza dimensiunii mari a proteinelor Cas, cercetătorii au folosit chiar proteine Cas divizate, împachetându-le separat în AAV-uri pentru editarea in vivo.
Unul dintre cele mai inovatoare aspecte ale actualei descoperiri este dezvoltarea unui sistem de livrare AAV all-in-one care încorporează enEbCas12a și crRNA-ul său. Conform autorilor, această inovație ar putea permite aplicații atât in vitro, cât și in vivo, oferind o metodă eficientă și simplificată pentru livrarea instrumentelor de editare genomică direct în celule.
Eficiența enEbCas12a a fost validată și prin experimente in vivo care vizează gena PCSK9 la șoareci, un obiectiv terapeutic pentru reducerea nivelurilor de colesterol din sânge. La o lună după administrarea AAV-enEbCas12a, s-a observat o scădere semnificativă a nivelurilor de colesterol seric. Succesul acestor experimente indică potențialul enEbCas12a în a edita eficient genele în organisme vii printr-o singură livrare AAV.
Citește și:
- Esențial în sănătate publică: un nou test rapid de măsurare a încărcăturii virale HIV, bazat pe CRISPR-Cas13
- Tehnologia CRISPR, utilizată cu succes la pacienţii cu neoplazii solide pentru a creşte capacitatea celulelor imune de a recunoaşte cancerul
- PREMIERĂ. Primul transplant la om al unui rinichi de porc modificat genetic prin editare CRISPR-Cas9, realizat în SUA