Notícia

Nova técnica encontra genes que combatem Doença de Parkinson

Jose-Luis Olivares, MIT.

Fonte

Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT)

Data

quinta-feira, 12 outubro 2017 19:53

Áreas

Engenharia Biológica. Engenharia Biomédica. Genética. Genômica. Bioinformática.

Usando uma versão modificada do sistema de edição do genoma CRISPR, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram uma nova maneira de pesquisar genes que protegem contra doenças específicas.

O Sistema CRISPR normalmente é usado para editar ou excluir genes de células vivas. No entanto, a equipe do MIT o adaptou para ativar ou desligar aleatoriamente conjuntos de genes distintos em grandes populações de células, permitindo que os pesquisadores identifiquem genes que protegem as células de uma proteína associada à doença de Parkinson.

A nova tecnologia, descrita na revista científica “Molecular Cell”, oferece uma nova maneira de buscar alvos de drogas para muitas doenças, não apenas Parkinson, diz o Dr. Timothy Lu, professor dos cursos de engenharia elétrica e engenharia biológica do MIT.

“O estado da arte agora está direcionando dois ou três genes simultaneamente e depois olhando os efeitos, mas pensamos que talvez os conjuntos de genes que precisam ser modulados para abordar algumas dessas doenças são realmente mais amplos do que isso”, diz o Dr. Timothy Lu , que é o autor principal do estudo.

Ativando ou desativando genes

O sistema de edição de genoma CRISPR consiste em uma enzima de corte de DNA chamada Cas9 e linhas de guia de RNA que visam sequências específicas do genoma, e que informam à enzima Cas9 onde fazer seus cortes. Usando esse processo, os cientistas podem fazer mutações específicas nos genomas dos animais vivos, excluindo genes ou inserindo novos.

No novo estudo, a equipe do MIT desativou a habilidade de corte da Cas9 e projetou a proteína de modo que, depois de se ligar a um site alvo, recrute fatores de transcrição (proteínas que são necessárias para ativar genes).

Ao entregar esta versão da Cas9 juntamente com a cadeia de RNA guia em células individuais, os pesquisadores podem segmentar uma sequência genética por célula. Cada RNA guia pode atingir um único gene ou múltiplos genes, dependendo da sequência-guia particular. Isso permite que os pesquisadores pesquisem aleatoriamente todo o genoma em busca de genes que afetam a sobrevivência celular.

“O que decidimos fazer foi assumir uma abordagem completamente imparcial em que, em vez de direcionar os genes individuais de interesse, expressaríamos guias randomizados dentro da célula”, diz o Dr. Lu. “Usando essa abordagem, podemos examinar os RNAs guia que têm atividades de proteção excepcionalmente fortes em um modelo de doença neurodegenerativa”.

Os pesquisadores implantaram essa tecnologia em células de levedura que são geneticamente modificadas para produzir uma proteína associada à doença de Parkinson, conhecida como alfa-sinucleína. Esta proteína, que forma aglomerados no cérebro de pacientes com Parkinson, é normalmente tóxica para células de levedura.

Usando esta técnica, a equipe do MIT identificou uma cadeia de RNA guia que teve um efeito muito poderoso, mantendo as células vivas muito mais efetivamente do que qualquer um dos genes individuais que foram previamente encontrados para proteger esse tipo de célula de levedura.

Efeitos de proteção

Uma vez que os pesquisadores identificaram esses genes em leveduras, eles testaram os equivalentes em neurônios humanos, cultivados em laboratório, que também sobreproduzem alfa-sinucleína. Esses genes humanos também protegeram contra a morte induzida por alfa-sinucleína, sugerindo que vale a pena testá-los como tratamentos de terapia genética para a doença de Parkinson, diz o Dr. Timothy Lu.

O Dr. Wilson Wong, professor assistente de engenharia biomédica na Universidade de Boston, diz que o estudo destaca as diversas aplicações para as quais o CRISPR / Cas9 pode ser usado. O laboratório do Dr. Timothy Lu está aplicando essa abordagem para detectar genes relacionados a outros distúrbios e os pesquisadores já identificaram alguns genes que parecem proteger contra alguns efeitos do envelhecimento.

Acesse o  artigo científico completo (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Jose-Luis Olivares, MIT.

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