Miscellaneous

Teknik Baru Menemukan Efek Off-Target dari CRISPR Gene-Editing

Teknik Baru Menemukan Efek Off-Target dari CRISPR Gene-Editing

Peneliti medis percaya bahwa mereka telah menemukan teknik yang memungkinkan dokter dan peneliti untuk mengidentifikasi efek di luar target dari pengeditan gen spesifik yang dibuat oleh CRISPR / Cas9, yang berpotensi mempercepat pengembangan terapi gen baru untuk penyakit utama.

Kemungkinan Cara untuk Menemukan Editan Gen CRISPR yang Tidak Disengaja Teridentifikasi

CRISPR / Cas9 adalah alat pengeditan gen yang sangat kuat yang sebanding dengan seperangkat gunting yang dapat memotong bagian tertentu dari untai DNA dan menggantinya dengan perubahan yang telah diprogram sebelumnya. Teknik ini berpotensi untuk mengobati semua jenis penyakit, yang diketahui dan tidak diketahui, tetapi perpindahan dari laboratorium ke uji medis berjalan lambat.

TERKAIT: PERCOBAAN MANUSIA PERTAMA MENGGUNAKAN CRISPR GENE-EDITING DI AS DIMULAI

Ini terutama karena meskipun CRISPR tepat, namun tidak sempurna. Diberikan gunting dan diminta untuk memotong persegi dari sudut selembar kertas yang berukuran sekitar 1 inci persegi dan Anda biasanya dapat melakukannya, tetapi siapa pun yang pernah harus membungkus hadiah dapat memberi tahu Anda, memotong persis bagian yang ingin dipotong tidak selalu mudah.

Masalahnya adalah bahwa implikasi dari pemotongan DNA dan penggantiannya jauh lebih mengerikan daripada membungkus hadiah dengan cara yang estetis. Jika Anda tidak memotong garis lurus di kertas kado, itu bukanlah akhir dunia. Membuat perubahan yang tidak disengaja pada DNA sel, dan Anda mungkin bisa menyembuhkan penyakit yang ingin Anda obati, tetapi sekarang Anda mungkin telah membuat penyakit lain yang akan menjadi gejala bertahun-tahun kemudian, dan itu bisa jauh lebih mematikan.

Tidak ada yang tahu apa yang mungkin dilakukan perubahan yang tidak disengaja, terutama jika Anda tidak tahu di mana, atau bahkan jika, itu terjadi.

Karena pertimbangan ini, mengidentifikasi area yang telah diedit secara tidak sengaja sangat penting sehingga area tersebut dapat dipulihkan jika memungkinkan, dan jika tidak, para peneliti dapat mengubah teknik mereka untuk menghilangkan suntingan yang menyinggung di sel berikutnya, atau jika semuanya gagal, mereka dapat mencoba pendekatan lain.

Hingga saat ini, belum ada cara yang aman dan efektif untuk mengetahui di mana letak area ini, tetapi para peneliti di Gladstone Institutes dan Institut Genomik Inovatif (IGI), bersama dengan peneliti dari raksasa farmasi AstraZeneca, melaporkan bahwa mereka telah menemukan cara untuk melacak perubahan yang tidak diinginkan yang dibuat oleh CRISPR / Cas9.

Dalam studi baru yang diterbitkan minggu lalu di jurnal Ilmu, para peneliti menunjukkan bagaimana menemukan efek di luar target yang tidak disengaja yang dihasilkan dalam DNA melalui proses CRISPR / Cas9 dengan mencari penanggap darurat yang dikirim oleh sel untuk memperbaiki bagian DNA yang rusak.

Sebuah sel, seperti petugas layanan darurat kota, memiliki beberapa penanggap yang dapat mereka kirim bergantung pada situasi tertentu, dan kehadiran satu jenis penanggap di tempat kejadian memberi Anda petunjuk tentang keadaan darurat tersebut.

"Ketika CRISPR membuat luka, DNA-nya rusak," kata Beeke Wienert, Ph.D., seorang sarjana postdoctoral di laboratorium Bruce R. Conklin di Gladstone yang memulai pekerjaan itu saat menjadi bagian dari laboratorium IGI Jacob E. Corn. "Jadi, untuk bertahan hidup, sel merekrut banyak faktor perbaikan DNA yang berbeda ke situs tertentu dalam genom untuk memperbaiki kerusakan dan menggabungkan ujung potongan kembali.

"Kami berpikir bahwa jika kami dapat menemukan lokasi faktor perbaikan DNA ini, kami dapat mengidentifikasi situs yang telah dipotong oleh CRISPR."

Menemukan Ambulans

Sebagai solusi intuitif untuk masalah tersebut, para peneliti harus mengujinya untuk melihat apakah itu akan berhasil.

Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan melihat seluruh profil faktor perbaikan DNA yang mungkin menanggapi panggilan untuk memperbaiki DNA yang rusak dan menemukan yang paling mungkin merespons dengan cepat panggilan semacam itu. Mereka kemudian dapat mengidentifikasi faktor perbaikan yang mereka cari, MRE11 yang selalu menjadi salah satu faktor pertama untuk menanggapi hasil edit mereka. Dari semua penanggap pertama yang mungkin Anda temui, pemadam kebakaran, polisi, dll, Anda akan menemukan mereka semua pada semua jenis keadaan darurat yang menjalankan fungsi berbeda; setiap kali Anda melihat bahwa yang pertama tiba adalah paramedis, Anda tahu bahwa ada keadaan darurat medis.

Dalam kasus urutan DNA yang rusak secara tidak sengaja, MRE11 adalah versi sel dari tenaga medis dengan defibrilator. Dengan menggunakan MRE11, para peneliti dapat mengembangkan teknik yang mereka sebut DISCOVER-Seq yang dapat menemukan sepanjang untai DNA dan mencari situs di mana MRE11 ditemukan.

"Genom manusia sangat besar — ​​jika Anda mencetak seluruh rangkaian DNA, Anda akan mendapatkan novel setinggi gedung 16 lantai," jelas Bruce R. Conklin, MD, penyelidik senior Gladstone, dan wakil direktur di IGI. "Ketika kami ingin memotong DNA dengan CRISPR, kami seperti mencoba menghapus satu kata tertentu di halaman tertentu dalam novel itu."

"Anda dapat menganggap faktor perbaikan DNA sebagai berbagai jenis penanda yang ditambahkan ke buku," tambahnya. "Sementara beberapa orang mungkin menandai seluruh bab, MRE11 adalah penanda yang menelusuri huruf yang tepat daripada yang telah diubah."

Pencarian Non-Invasif Jauh Lebih Aman Daripada Alternatif

DISCOVER-Seq bukanlah upaya pertama untuk menemukan pengeditan gen di luar target. Masalah dengan metode lain adalah bahwa mereka memiliki konsekuensi yang berpotensi negatif sendiri. Upaya untuk menemukan perubahan yang tidak disengaja mungkin dapat membunuh sel yang DNA-nya sedang Anda coba perbaiki. Ada juga pertimbangan praktis bahwa semua teknik ini dilakukan pada sel biakan di laboratorium, mengesampingkan penggunaannya pada sel induk yang diturunkan dari pasien.

"Karena metode kami bergantung pada proses perbaikan alami sel untuk mengidentifikasi luka, metode ini terbukti jauh lebih tidak invasif dan jauh lebih dapat diandalkan," kata Jacob E. Corn, Ph.D., sebelumnya dari Innovative Genomics Institute, tetapi sekarang menjalankan laboratorium di ETH Zurich.

"Kami dapat menguji metode baru DISCOVER-Seq kami pada sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi, sel pasien, dan tikus, dan temuan kami menunjukkan bahwa metode ini berpotensi dapat digunakan dalam sistem apa pun, bukan hanya di laboratorium."


Tonton videonya: How Gene Editing Will Change The World (Oktober 2021).