O platformă inovatoare îmbunătățește siguranța și eficiența editării genetice CRISPR în celulele stem

Cercetătorii de la Institutul San Raffaele Telethon pentru Terapia Genică din Italia au dezvoltat o platformă de editare genetică care promite să mărească precizia și siguranța tehnologiei CRISPR-Cas9. Aceasta este folosită în special pentru celulele stem hematopoietice umane și celule progenitoare, reușind să abordeze dificultatea de lungă durată de a asigura că celulele editate conțin doar modificările genetice intenționate, fără alterări nedorite ale genomului. Detalii despre această nouă platformă, numită SMArT (Selection by Means of Artificial Transactivators), au fost publicate în revista Nature Biotechnology.

Luigi Naldini, directorul SR-Tiget și autorul principal al studiului, explică că „rezultatele nedorite, cum ar fi ștergerile mari de secvențe ADN, au reprezentat una dintre cele mai importante limite ale aplicării pe scară largă a editării genetice, în special în celulele stem destinate transplantului”. Prin SMArT, echipa a dorit să creeze un sistem de selecție inteligent capabil să identifice și să îmbogățească doar acele celule care au realizat corecția genetică dorită, excluzând celulele care prezintă modificări potențial periculoase.

Terapiile bazate pe CRISPR, precum Casgevy, au primit deja aprobare regulatorie pentru tratarea hemoglobinopatiilor, fiind în avangarda așteptatei valuri de terapii genetice bazate pe CRISPR. Totuși, medicamente precum Casgevy utilizează CRISPR pentru a inactiva genele care cauzează boala, în timp ce abordările care vizează repararea dirijată de homologie (HDR), prin care se introduce un gen, au fost afectate de schimbări genetice nedorite la locul editării. Până în prezent, HDR a fost limitată de constrângerile ciclului celular și de căile concurente de reparare a ADN-ului care pot genera ștergeri, rearanjamente și alte modificări structurale în locația țintă.

SMArT a fost dezvoltat pentru a aborda atât eficiența scăzută a HDR, cât și heterogenitatea nedorită a abordărilor de editare genetică. Pentru aceasta, cercetătorii au creat o metodă în care circuitele sintetice de tip „AND-gate” sunt activate doar atunci când sunt îndeplinite două condiții: integrarea țintită de succes a unei casete de dimensiuni genetice și păstrarea arhitecturii genomice corecte la locul editat. Doar aceste celule exprimă în mod tranzitoriu un marker selectabil, permițând îmbogățirea lor în timp ce se elimină celulele cu editări aberante.

„Celulele HSPC editate prin HDR au fost îmbogățite până la o puritate de 80-100% prin expresia tranzitorie a selectorului, în timp ce celulele care purtau modificări nedorite și potențial genotoxice au fost preferențial epuizate”, au scris cercetătorii. De asemenea, au demonstrat că, după transplantarea în șoareci imunodeficienți, celulele îmbogățite au susținut hematopoeza umană pe termen lung, iar sistemul selector nu a mai fost detectabil.

SMArT a fost dezvoltat în trei configurații, SMArT-1, SMArT-2 și SMArT-3, cea mai avansată versiune, SMArT-3, folosind o arhitectură de reglementare bazată pe CRISPR care poate detecta integrarea corectă a editării în locul intenționat, activând în același timp în mod tranzitoriu genele pentru a sprijini integrarea celulelor stem. Această inovație nu doar că deschide noi posibilități pentru terapia genică, dar oferă și o nouă speranță pentru tratamente mai sigure și mai eficiente.

Sursa: Inside Precision Medicine