Sistemele bazate pe CRISPR funcționează prin tăierea sau modificarea ADN-ului într-un loc specific, o abilitate care poate fi folosită pentru a corecta mutații periculoase, cum s-a întâmplat în celebrul caz al bebelușului KJ. Cu toate acestea, uneori este necesar să distrugi celulele cu anumite caracteristici în loc să le repari. Instrumentele actuale pot viza proteinele din interiorul și de pe suprafața celulei, dar se confruntă adesea cu dificultăți atunci când caracteristica relevantă este un ARN non-codificator, o mutație punctiformă sau un transcript viral într-o celulă infectată. Un metodă care să citească ARN-ul unei celule și să decidă dacă să o distrugă ar deschide posibilități de intervenție în prezent imposibile.
Pot ajuta sistemele bazate pe CRISPR? Acestea pot recunoaște o anumită secvență de ADN sau ARN și să taie molecula, însă în sine, acest lucru nu ar face prea mult: distrugerea unui singur transcript de ARN ar avea un efect redus, iar tăierea ADN-ului într-un singur loc ar determina celula să repare tăietura. Dar speranța nu este pierdută: într-un nou studiu, publicat în revista Nature, cercetătorii de la Universitatea Utah oferă o soluție elegantă.
Autorii au descoperit anterior o nouă enzimă numită Cas12a2 care se comportă neobișnuit în bacterii. Atunci când ARN-ul său ghid găsește o țintă de ARN corespunzătoare, Cas12a2 nu taie doar acea moleculă. În schimb, „își pierde mințile”, tăind la întâmplare orice ADN dublu catenar pe care îl găsește, inclusiv al celulei în sine. În bacterii, acest lucru funcționează spectaculos, ducând la moartea celulară. Cu toate acestea, celulele eucariote au mecanisme mult mai robuste de reparare a ADN-ului. În cadrul acestui nou studiu, cercetătorii doreau să afle dacă invenția lor ar putea ține pasul cu aceste mecanisme și să distrugă celula înainte ca aceasta să se repare.
Inițial, echipa a introdus Cas12a2 împreună cu un ARN ghid care viza transcripția genei ADE2 în drojdia de panificație, Saccharomyces cerevisiae. Genul ADE2 este unul neesențial, iar perturbarea sa determină coloniile de drojdie să devină roșii. Cas12a2 a redus numărul de colonii de drojdie supraviețuitoare de 134 de ori.
Ca și control, cercetătorii au folosit FnCas12a, o nuclează convențională care taie ADN-ul și vizează aceeași secvență, dar fără a „își pierde mințile” pe tot ADN-ul celulei. Echipa a furnizat celulelor de drojdie un „șablon de reparație” pe care acestea l-ar putea folosi pentru a repara tăietura în schimbul întreruperii genei. Enzima de control a redus doar de patru ori numărul de colonii, iar coloniile rămase au devenit roșii, demonstrând că drojdia a folosit cu succes mecanismele sale de reparare a ADN-ului pentru a se recupera.
Apoi, autorii au testat dacă capacitatea Cas12a2 de a distruge celulele s-ar traduce în celule umane, care au un mecanism de reparație mult mai elaborat decât drojdia, țintind celulele HeLa (o linie celulară de cancer cervical uman). Celulele care au primit construcția prin electroporare, în care impulsurile electrice determină celulele din recipient să-și facă pori în membranele lor, nu au reușit să se dezvolte și au scăzut în număr.
Autorii au extins apoi testul la șase diferite tipuri de celule umane, unde Cas12a2 a demonstrat o eficiență semnificativă în distrugerea acestora, deschizând astfel perspective interesante de utilizare în tratamentele viitoare.
Sursa informatiei: https://www.lifespan.io
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
