Oamenii de ştiinţă au utilizat tehnologia de editare a genelor CRISPR cu enzima Cas9 („proteina 9 asociată CRISPR”) pentru eliminarea cromozomilor suplimentari în sindromul Down. Copiii cu sindrom Down au o copie suplimentară a cromozomului 21 (trisomia T21), copie care afectează modul în care se dezvoltă creierul şi corpul bebeluşului, ceea ce determină atât probleme neurologice, cât şi fizice.
Tehnicile de editare a genelor ar putea permite în cele din urmă tratarea trisomiei la nivel celular, conform unui studiu in vitro de verificare a conceptului.
Sindromul Down este cauzat de prezenţa unei a treia copii a cromozomului 21. Afecţiunea apare la aproximativ 1 din 700 de naşteri vii şi este relativ uşor de diagnosticat în stadiile incipiente de dezvoltare.
Cu toate acestea, nu există în prezent niciun tratament care să inverseze boala.
Un grup de cercetători, conduşi de prof. Ryotaro Hashizume, a utilizat sistemul de editare genetică, CRISPR-Cas9, pentru a scinda al treilea cromozom în liniile celulare de trisomie 21 generate anterior, derivate atât din celule pluripotente, cât şi din fibroblaste cutanate.
Cas9 este o enzimă care foloseşte secvenţele CRISPR ca un ghid pentru a recunoaşte şi tăia catenele specifice de ADN care sunt complementare secvenţei CRISPR.
CRISPR-urile sunt porţiuni specializate de ADN, iar proteina Cas9 este o enzimă care acţionează ca o pereche de foarfece moleculare care pot să taie fire de ADN.
Tehnologia CRISPR a fost adaptată după mecanismele naturale de apărare ale bacteriilor şi arheelor. Aceste organisme folosesc ARN derivat din CRISPR şi diverse proteine Cas, inclusiv Cas9, pentru a împiedica atacurile virusurilor şi ale altor corpuri străine, în primul rând prin tăierea şi distrugerea ADN-ului unui invadator străin. Atunci când aceste componente sunt transferate în alte organisme mai complexe, acest lucru permite manipularea genelor sau „editarea” lor.
Tehnica este capabilă să identifice cromozomul care a fost duplicat, ceea ce este necesar pentru a se asigura că celula nu se termină cu două copii identice după eliminare, ci are în schimb unul de la fiecare părinte.
Autorii au reuşit să elimine cromozomii duplicaţi atât din celulele stem pluripotente induse, cât şi din fibroblaste.
Suprimarea capacităţii de reparare a ADN-ului cromozomal a crescut rata de eliminare a cromozomilor problematici duplicaţi.
Autorii arată că editarea cromozomială restabileşte reversibil atât expresia genelor, cât şi fenotipurile celulare.
Cu toate acestea, abordarea nu este încă pregătită pentru aplicarea in vivo, în parte deoarece tehnica actuală poate modifica şi cromozomii reţinuţi.
Potrivit autorilor, abordări similare ar putea fi utilizate în cele din urmă în neuroni şi celule gliale şi ar putea constitui baza unor noi intervenţii medicale pentru persoanele cu sindrom Down.
Studiul a fost publicat în numărul din februarie al revistei PNAS Nexus (Vol. 4, Nr.2).
