O nouă metodă de asamblare permite inserții lungi și precise de ADN
Editarea genomică are un potențial uriaș, însă se confruntă cu limitări semnificative.
Majoritatea metodelor actuale se bazează fie pe livrarea nețintită a genelor, fie pe modificări scurte ale ADN-ului care trebuie personalizate pentru fiecare pacient în parte. Un nou studiu publicat astăzi în revista Nature descrie o metodă inovatoare de inginerie genomică numită prime assembly, care permite inserarea de fragmente lungi de ADN în poziții precise și programabile în celulele vii. Această abordare ar putea facilita dezvoltarea unor terapii genice universale aplicabile unui număr mare de pacienți.
Prime assembly se bazează pe tehnicile de prime editing, o tehnologie avansată care permite inserții, ștergeri și schimburi de baze precise, dar de dimensiuni reduse. Deoarece multe boli genetice implică sute de mutații diferite, strategiile actuale de editare genetică pentru o boală pot necesita numeroase modificări pentru a corecta fiecare schimbare mică necesară. În contrast, prime assembly ar putea corecta ADN-ul printr-o singură abordare, capabilă să repare aproape orice mutație dintr-un gen.
Procesul de o singură etapă al prime assembly inserează noi flapsuri de ADN în locații specifice din genom. Aceste flapsuri servesc drept ancore, având capete corespunzătoare pentru a atrage fragmentele de ADN. Inserțiile de ADN asamblate cu precizie, care pot fi constituite din unul sau mai multe fragmente de dimensiunea unui gen, devin modificări permanente de mari dimensiuni.
Prin utilizarea prime editing pentru a introduce un flap pe fiecare fir de ADN din genom, metoda controlează exact unde începe și se termină înlocuirea ADN-ului. Deoarece această metodă se bazează pe prime editing, riscul de efecte secundare neintenționate este mult redus comparativ cu alte metode de editare genetică.
Unul dintre aceste efecte secundare neintenționate este potențialul de toxicitate. Metodele de inserție nețintită pot activa genele greșite în contexte nepotrivite, ducând la rezultate potențial cancerigene, în timp ce abordarea țintită a prime assembly evită acest risc. De asemenea, prime assembly nu se bazează pe rupturi ale dublu lanțului de ADN sau donatori de dublu lanț de ADN, ambele putând fi toxice și cauzând stres celular nedorit. În plus, alte metode de editare genetică sunt în general limitate la celulele în diviziune, care sunt rare în organism și mai susceptibile la modificări ADN nedorite, în timp ce prime assembly funcționează și în celulele non-divizibile.
Consolidând acest pas important, echipa își propune să investigheze în continuare mecanismele moleculare care le-ar permite să dezvolte sisteme și mai eficiente și precise. Pe măsură ce își perfecționează abordarea, speră ca această tehnologie să aibă un impact semnificativ în clinică. Cu capacitatea de a corecta mai multe mutații simultan, această tehnologie ar putea conduce la soluții generalizabile pentru tratarea tulburărilor genetice.
„Lucrăm pentru a îmbunătăți livrarea componentelor prime assembly către celulele umane relevante pentru boli în organism, cum ar fi celulele stem hematopoietice pentru terapiile tulburărilor de sânge”, a spus Bauer. „De asemenea, explorăm o serie de aplicații ale prime assembly pentru a livra încărcături genetice ca terapii agnostice la mutații, pentru a restabili controlul genic în cazul bolilor umane ereditare devastatoare, care necesită soluții clinice.”
