O platformă de screening la scară largă a genomului a evidențiat bariere celulare care limitează eficacitatea editării genomului non-viral, bariere ce ar putea fi țintite pentru a îmbunătăți puterea acesteia.
Studiul publicat în revista Nature Communications sugerează că scăderea temporară a acestor bariere ar putea deschide o oportunitate prin care editarea genetică cu eficiență ridicată ar putea fi realizată înainte ca fiziologia normală să fie restaurată.
„Aceste descoperiri schimbă paradigma optimizării livrării, trecând de la concentrarea exclusivă pe designul vehiculului (nanoparticule pe bază de lipide) la condiționarea celulei gazdă în sine,” a declarat Shivani Saxena, PhD, acum la Universitatea California din San Francisco, și colegii săi.
„În cele din urmă, modularea tranzitorie a acestor bariere endogene reprezintă o nouă frontieră promițătoare pentru îmbunătățirea puterii medicamentelor genetice în țesuturile greu de tratat.”
Editarea genomului are potențialul de a transforma tratamentul bolilor, cu mai multe medicamente în faze avansate de dezvoltare și prima terapie bazată pe CRISPR aprobată recent pentru boala celulelor falciforme.
Cu toate acestea, aplicabilitatea clinică largă a acestor instrumente este împiedicată de dificultăți în livrarea lor la nivelul nucleului celulelor, acolo unde își pot exercita activitatea.
Editarea genetică non-viral poate avea rezultate deosebit de slabe, cu blocaje în absorbția celulară și traficul intracelular, rezultând modificări de cel puțin 25% mai puțin comparativ cu utilizarea vectorilor de livrare virală.
Astfel, cercetătorii au dezvoltat un ecran CRISPR pentru a identifica reglatorii editării genelor non-virale, care afectează în mod specific livrarea CRISPR-Cas9.
Ecranul de knockout CRISPR la nivel de genom a fost realizat pe 19.114 de gene umane și a identificat 26 de gene ale căror knockout-uri cresc eficiența editării Cas9.
Echipa a examinat apoi dacă acestea pot fi replicate pe multiple loci genetice și pe o gamă de sisteme de livrare non-virale.
Modificarea acestor gene a dus la îmbunătățiri consistente atât pentru nucleele Cas9, cât și pentru editorii de bază livrați prin formulări pe bază de lipide care transportau fie un ARNm, fie o proteină.
Cercetătorii au redus cei 26 de candidați inițiali la șase, apoi la doi, care au fost apoi eliminați în sistemele celulare model umane pentru a vedea dacă acest lucru ar îmbunătăți rezultatele editării.
Impactul asupra activității acestor două gene principale – GJB2 și BET1L – a îmbunătățit eficiența editării cu peste șase ori folosind un editor de adenină livrat printr-o nanoparticulă lipidică fără a compromite precizia țintei.
În celule retiniene prelevate de la pacienți care suferă de boala oculară amauroza congenitală Leber, inhibarea acestor două gene a crescut eficiența editării genetice de peste trei ori și jumătate.
„Sper ca domeniul să adopte această metodologie și să ajute la înțelegerea mecanismelor celulare, căile, care sunt importante pentru livrarea efectivă a oricărui lucru care ar putea fi împachetat în nanoparticule pe bază de lipide,” a comentat autorul corespondent Krishanu Saha, PhD, de la Universitatea Wisconsin-Madison.
Sursa articol https://insideprecisionmedicine.com
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
