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Pesquisa inovadora liderada por Amy Wagers, da Universidade de Harvard, descobriu que a carga de edição genética pode ser entregue diretamente às células-tronco enquanto elas estão em seu ambiente nativo complexo, e não em uma placa de Petri.

O desenvolvimento tem implicações importantes para a pesquisa biomédica e os esforços para desenvolver terapias para doenças genéticas.

Se você quiser alterar um genoma para corrigir uma mutação genética causadora de doença, é necessário alterá-lo nas células-tronco relevantes. Se você não mudar as células-tronco, quaisquer células que você consertar podem eventualmente ser substituídas com células doentes rapidamente. Se você consertar as células-tronco, elas criarão células saudáveis ​​que podem eventualmente substituir as células doentes ”.

Amy Wagers, Autor Sênior

No entanto, “consertar” células-tronco é difícil. Atualmente, envolve a extração das células, mantendo-as vivas, alterando-as geneticamente e, em seguida, transplantando-as de volta para o corpo – tudo isso é prejudicial para as células.

Cada tipo de célula-tronco reside em sua própria área bem protegida, como a medula óssea que é nutrida e sustentada. Tirar as células-tronco desse ambiente complexo significa que elas “entram em choque”, explica Wagers. Essas células rompidas podem falhar em enxertar ou serem rejeitadas uma vez transplantadas de volta para o corpo de um paciente.

“Isolar as células muda-as. Células de transplante as alteram. Fazer mudanças genéticas sem ter que fazer isso preservaria as interações regulatórias das células – isso é o que queríamos fazer ”, explica Wagers.

Estudos animais versus humanos

A pesquisa inovadora serve como um exemplo de como a maioria dos cientistas concordaria que os experimentos de edição genética deveriam ser feitos. Para o estudo atual, Wagers e sua equipe usaram um vírus adeno-associado (AAV) que infecta células humanas (e camundongos), para entregar a maquinaria de edição de genes na pele, sangue e células-tronco e progenitoras musculares de camundongos.

No ano passado, o cientista chinês He Jiankui causou enorme controvérsia ao usar irresponsavelmente a ferramenta CRISPR / Cas9 para editar o gene CCR5 em um embrião humano, no que ele disse ser uma tentativa de conferir resistência ao HIV ao longo da vida.

Este movimento ousado provocou indignação mundial, com a China banindo quaisquer novas experiências de edição de genes por ele e citando uma séria violação da ética médica, da lei e do consenso científico.

Alguns geneticistas aprovam a edição de genes em humanos, acreditando que o foco deveria estar na relação risco-benefício, mas essa atitude diz respeito a outros cientistas que se preocupam com a precisão de CRISPR e com o fato de genes modificados serem transmitidos de geração para geração, potencialmente afetando todo o pool genético humano. Esta é a principal razão pela qual os cientistas evitam principalmente usar essa tecnologia para experimentar em humanos.

Entregando carga de edição genética para células-alvo

Para testar se a maquinaria de edição genética foi entregue com sucesso às células-tronco de camundongos, Wagers e sua equipe usaram camundongos com um gene “repórter” que normalmente é silenciado, mas ativado assim que ocorre a edição genética. A equipe sabia que eles poderiam dizer se o gene repórter foi ligado, porque as células ativadas ficam vermelhas fluorescentes.

A primeira autora do estudo, Jill Goldstein, diz que a pesquisa foi uma verdadeira colaboração entre laboratórios especializados em vários órgãos diferentes.

“Montamos experimentos em nossos órgãos de interesse, analisamos, comparamos notas e fizemos ajustes em uma espécie de linha de montagem científica. Nenhum de nós poderia ter feito isso sozinho – é preciso muitas mãos, e a abordagem da equipe tornou tudo muito divertido”.

Como relatado na revista Cell Reports, Wagers e sua equipe descobriram que até 60% das células-tronco no músculo esquelético se tornaram vermelhas fluorescentes, até 27% das células-tronco da pele ficaram vermelhas e até 38% das células-tronco na medula óssea se tornaram vermelho.

“Até agora, o conceito de fornecer genes saudáveis ​​para células-tronco usando AAV não tem sido prático porque essas células se dividem rapidamente em sistemas vivos – então os genes liberados serão rapidamente diluídos”, diz o co-autor Sharif Tabebordbar.

Nosso estudo demonstra que podemos modificar permanentemente o genoma de células-tronco e, portanto, suas progênies, em seu nicho anatômico normal. Há muito potencial para levar essa abordagem adiante e desenvolver terapias mais duradouras para diferentes formas de doenças genéticas. Isso inclui diferentes formas de distrofia muscular, onde a regeneração de tecidos é um fator tão importante”.

Sharif Tabebordbar, co-autor

Será que vamos ver esse tipo de terapia genética em um ambiente clínico em breve?

A distribuição de terapias genéticas em organismos vivos até agora apresentou um desafio para as empresas de biotecnologia que tentam desenvolver tratamentos para doenças genéticas.

Wagers diz que a nova abordagem é um recurso realmente importante para a comunidade científica por dois motivos. Em primeiro lugar, a abordagem AAV muda a forma como as células-tronco são estudadas no corpo, com pesquisadores capazes de explorar o significado de vários genes para células-tronco em seu ambiente nativo muito mais rapidamente do que anteriormente.

Em segundo lugar, o desenvolvimento representa um passo importante para o desenvolvimento de terapias genéticas eficazes; Ele ignora todos os problemas que são introduzidos quando as células-tronco são retiradas de um corpo, permitindo que os cientistas corrijam um genoma permanentemente.

Os AAVs já estão sendo usados ​​na clínica para terapia gênica, então as coisas podem começar a se mover muito rapidamente nesta área. ”

Amy Wagers, Autor Sênior

Texto traduzido do site News Medical

Imagem: Design_Cells / Shutterstock

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