Revoluția în terapia genică ar putea trata în siguranță și eficient sute de boli genetice

Editarea genomică, cu accent pe inserția precisă și eficientă a secvențelor mari de ADN în genom, a întâmpinat provocări semnificative, în special în ceea ce privește eficiența scăzută în cazul bucăților mari și ineficiența în celulele nedivizante, esențiale pentru aplicații terapeutice.
Tehnicile actuale, bazate pe reparația dirijată de homologie (HDR) și îmbinarea non-homologă a capetelor (NHEJ), sunt limitate de necesitatea rupturilor dublu-strânse de ADN, care pot induce deleții mari sau rearanjamente cromozomiale nedorite.

Pentru a depăși aceste limitări, studiul a utilizat integrazele serinei, enzime capabile să insereze bucăți mari de ADN în secvențe specifice fără a necesita homologie cu ADNul donator și fără a provoca rupturi de ADN periculoase. Acest studiu a dezvoltat o strategie de evoluție dirijată rapidă folosind evoluția continuă asistată de fagi (PACE), numită IntePACE, pentru a îmbunătăți activitatea integrazelor.

IntePACE a permis evoluția rapidă a integrazelor în câteva zile prin mutageneză, prin care variantele evoluate de integrază au fost testate pentru eficiența lor în inserția unor bucăți mari de ADN în genomul uman. Integrarea eficientă a fost demonstrată în diverse linii celulare umane și în fibroblaste umane primare, utilizând un plasmid donator de 15,7 kb care codifică factorul von Willebrand, un element terapeutic important.

Rezultate

Variantele evoluate de integrază au arătat o capacitate îmbunătățită semnificativ de a insera secvențe mari de ADN cu eficiențe mult mai mari decât variantele sălbatice. Această îmbunătățire a eficienței inserării s-a reflectat în creșterea expresiei proteinelor terapeutice, demonstrând aplicabilitatea acestei abordări în terapii genetice.

Concluzii și implicații

Această metodologie avansată deschide noi posibilități pentru editarea genomică, oferind o abordare mai sigură și mai eficientă pentru inserția de secvențe mari de ADN, crucială pentru tratamentul bolilor complexe. Potențialul de aplicare a acestor integraze evoluate în terapia genetică și biotehnologie sugerează o paradigmă schimbată în manipularea genomică precisă și eficientă.

sursa: Science Daily