Os cientistas acabaram de tornar a edição genética muito mais poderosa

Um novo e mais eficiente avanço na edição de genes

Cientistas da Universidade do Texas em Austin desenvolveram uma abordagem de edição genética mais precisa e eficiente que pode corrigir várias mutações causadoras de doenças de uma só vez em células de mamíferos. A técnica também reparou com sucesso mutações ligadas à escoliose em embriões de peixe-zebra.

Esta nova abordagem é alimentada por retrons, elementos genéticos originalmente encontrados em bactérias que as ajudam a defender-se contra infecções virais. Os investigadores usaram agora retrons pela primeira vez para corrigir uma mutação relacionada com uma doença em vertebrados, oferecendo uma nova esperança para o desenvolvimento de novas terapias genéticas para doenças humanas.

“Muitos dos métodos existentes de edição genética estão restritos a uma ou duas mutações, o que deixa muitas pessoas para trás”, disse Jesse Buffington, estudante de graduação na UT e coautor de um novo artigo em Biotecnologia da Natureza. “Minha esperança, e o que me motiva, é desenvolver uma tecnologia de edição genética que seja muito mais inclusiva para pessoas que possam ter mais mutações causadoras de doenças, e que o uso de retrons seja capaz de expandir esse impacto para uma população de pacientes muito mais ampla”.

Buffington liderou a pesquisa ao lado de Ilya Finkelstein, professor de biociências moleculares na UT, com o apoio da Retronix Bio e da Fundação Welch.

Substituindo DNA defeituoso por sequências saudáveis

O sistema baseado em retrons pode trocar longas seções de DNA defeituoso por seções saudáveis. Isto significa que um único “pacote” de retrons pode potencialmente corrigir muitas mutações dentro do mesmo trecho de DNA, em vez de atingir um defeito específico de cada vez.

“Queremos democratizar a terapia genética criando ferramentas prontas para uso que possam curar um grande grupo de pacientes de uma só vez”, disse Finkelstein. “Isso deve tornar o desenvolvimento mais viável financeiramente e muito mais simples do ponto de vista regulatório, porque você só precisa de uma aprovação do FDA.”

Embora os retrons tenham sido utilizados anteriormente em células de mamíferos, as tentativas anteriores foram altamente ineficientes, corrigindo apenas cerca de 1,5% das células-alvo. O método da equipe do UT Austin melhorou drasticamente essa eficiência, inserindo com sucesso DNA saudável em cerca de 30% das células-alvo. Os pesquisadores acreditam que podem aumentar ainda mais esse número à medida que a técnica evolui.

Outra vantagem importante é que o sistema retron pode ser entregue nas células como RNA encerrado em uma nanopartícula lipídica. Estas nanopartículas são projetadas especificamente para superar os problemas de entrega enfrentados por muitos sistemas tradicionais de edição de genes.

Aplicando a técnica à fibrose cística

A equipa de investigação está agora a adaptar a sua abordagem para tratar a fibrose cística (FC), uma doença potencialmente fatal causada por mutações no gene CFTR. Essas mutações levam ao acúmulo de muco espesso nos pulmões, resultando em infecções crônicas e danos pulmonares de longo prazo.

A UT Austin recebeu recentemente uma doação da Emily’s Entourage, uma organização sem fins lucrativos dedicada a encontrar tratamentos para cerca de 10% das pessoas com FC que não se beneficiam das terapias atuais. Os investigadores estão a começar a trabalhar na substituição de regiões defeituosas do gene CFTR em modelos laboratoriais que imitam os sintomas da FC e, mais tarde, em células das vias respiratórias derivadas de pacientes.

“As tecnologias tradicionais de edição genética funcionam melhor com mutações únicas e são dispendiosas para optimizar, por isso as terapias genéticas tendem a concentrar-se nas mutações que são mais comuns”, disse Buffington. “Mas existem mais de mil mutações que podem causar FC. Não é financeiramente viável para as empresas desenvolverem uma terapia genética para, digamos, três pessoas. Com a nossa abordagem baseada em retrons, podemos cortar toda uma região defeituosa e substituí-la por uma saudável, o que pode impactar uma parte muito maior da população com FC.”

Uma subvenção separada da Cystic Fibrosis Foundation apoiará trabalhos semelhantes visando a região do gene CFTR que inclui as mutações mais comuns causadoras de FC.

Junto com Buffington e Finkelstein, a equipe de pesquisa inclui Hung-Che Kuo, Kuang Hu, You-Chiun Chang, Kamyab Javanmardi, Brittney Voigt, Yi-Ru Li, Mary E. Little, Sravan K. Devanathan, Blerta Xhemalçe e Ryan S. Gray. O seu trabalho marca um passo importante em direcção a terapias genéticas que sejam mais adaptáveis, eficientes e inclusivas para pacientes que enfrentam doenças genéticas complexas.