Edição de genoma para localizar e substituir com CRISPR: uma estratégia terapêutica promissora

As imunodeficiências combinadas graves (SCIDs) são um grupo de doenças debilitantes de imunodeficiência primária, causadas principalmente por mutações genéticas que perturbam o desenvolvimento das células T. A SCID também pode afetar a função e a contagem de células B e de células assassinas naturais. Se não for tratada, a IDCG é fatal no primeiro ano de vida.

O tratamento convencional para pacientes com IDCG envolve o transplante alogênico de células-tronco hematopoiéticas (TCTH), mas os desafios de encontrar doadores compatíveis e complicações potenciais como a doença do enxerto contra o hospedeiro (DECH) representam obstáculos significativos nesta abordagem.

Uma solução inovadora surgiu com o advento da edição do genoma (GE), particularmente usando a tecnologia CRISPR-Cas9. Esta pesquisa de ponta em terapia genética oferece esperança para muitas doenças genéticas, como a SCID. O sistema CRISPR-Cas9 cria quebras de fita dupla específicas do local no DNA, permitindo a edição genética precisa. O processo de reparo pode interromper um gene específico ou corrigi-lo, atingindo potencialmente quase qualquer gene do genoma. Este desenvolvimento abre portas para intervenções terapêuticas para uma ampla gama de doenças genômicas.

Uma abordagem promissora de edição de genoma, GE mediada por reparo dirigido por homologia CRISPR-Cas9 (HDR), oferece o potencial para inserção precisa de genes. Em certos subtipos de SCID, uma alternativa ao TCTH pode envolver a inserção de genes convencionais mediados por HDR CRISPR-Cas9, mas acarreta riscos inerentes, especialmente em casos como RAG2-SCID. RAG2 é uma nuclease envolvida na clivagem do DNA durante o desenvolvimento de linfócitos, e a inserção do gene mediada por HDR CRISPR-Cas9 pode levar à atividade descontrolada da nuclease RAG2 e variações estruturais prejudiciais.

Em resposta, pesquisadores da Universidade Bar-Ilan, em Israel, propõem uma nova estratégia de substituição, denominada GE x HDR 2.0: Localizar e Substituir. Esta abordagem, delineada num artigo publicado hoje em Comunicações da Natureza, combina a edição do genoma mediada por CRISPR-Cas9 com vetores doadores de DNA do sorotipo 6 adeno-associado recombinante (rAAV6) para substituir com precisão a sequência de codificação RAG2, preservando os elementos reguladores. Esta estratégia pode ser aplicada também a outros genes com regiões hotspot para mutações causadoras de doenças.

Ayal Hendel, da Faculdade Goodman de Ciências da Vida da Universidade Bar-Ilan, disse: “Nossa inovação depende de um insight crucial: para acionar eficientemente GE mediado por HDR CRISPR-Cas9 para substituição precisa da sequência de codificação, é essencial separar a homologia distal braço do local de clivagem e alinhá-lo com a sequência imediatamente a jusante do segmento que necessita de substituição. Neste processo, alongar o comprimento do braço de homologia distal no doador é de suma importância.

“Ao preservar elementos reguladores endógenos e sequências intrônicas, nossa abordagem reproduz fielmente os níveis naturais de expressão gênica, reduzindo assim os riscos associados à expressão gênica não regulamentada. Esta técnica inovadora, que envolve a substituição de sequências codificantes inteiras ou éxons, mantendo elementos reguladores críticos, traz esperança para pacientes com RAG2-SCID e é promissor para o tratamento de vários outros distúrbios genéticos.”