Нова молекула CRISPR-Cas9, открита в микробиома на червата, може да има клиничен потенциал за лечение на генетични заболявания.
Анна Церезето и Никола Сегата от катедрата по клетъчна, изчислителна и интегративна биология на университета в Тренто обединиха усилия и опит, за да разработят нови терапии за лечение на генетични заболявания. Тя ръководи лаборатория, която разработва модерни технологии за редактиране на генома и тяхното приложение в медицинския сектор. Той е ръководител на лаборатория по метагеномика, където изучава разнообразието и характеристиките на човешкия микробиом и ролята му за здравето. Тяхното сътрудничество е довело до идентифицирането в чревна бактерия на нови молекули Crispr-Cas9, които биха могли да имат клиничен потенциал за лечение на генетични заболявания като, например, пигментен ретинит, чрез субретинални инжекции.
Проучването на Анна Церезето и Никола Сегата като старши автори е публикувано в Nature Communications.
Учени от цял свят изследват геномни терапии, за да намерят нови лечения за генетични заболявания. Редактирането на генома с помощта на системата Crispr-Cas9 се основава на използването на протеина Cas9, който работи като чифт молекулярни ножици, които могат да бъдат програмирани да правят специфични модификации в генома, за да изрежат или заменят вредни ДНК последователности, коригирайки мутациите, които причиняват заболявания. Тази биотехнология беше открита през 2012г. в Съединените щати и вече доведе до една одобрена терапия, лекарство за сърповидно-клетъчна болест.
Сега проучването, проведено от университета в Тренто, придвижва геномните изследвания една крачка напред.
„В сравнение с други подходи Crispr-Cas9, този, който идентифицирахме, е прецизен, ефективен и по-компактен. Тази нова молекула Crispr-Cas9, както се демонстрира от нашите експерименти в ретината, ще бъде доставена по-лесно до органите, които трябва да бъдат лекувани в терапии за генетични заболявания“, казва Анна Церезето, която участва в проучванията на геномния редактор от 2018 г. с разработването на evoCas9.
Разширяването на гамата от инструменти Crispr-Cas е необходимо за ускоряване на разработването на терапии за генетични заболявания. Това може да стане чрез модифициране на естествени ензими, какъвто беше случаят с evoCas9, но откриването на вече еволюирали ензими, които могат да работят, предлага големи предимства. Сътрудничеството с лабораторията по изчислителна метагеномика на Никола Сегата позволи на лабораторията по молекулярна вирусология на Анна Церезето да хвърли светлина върху огромен природен резерв от системи Crispr-Cas9, от който да извлече нови ценни инструменти за редактиране на човешки геном.
„Чрез проучване на база данни за генома на микробиома, която създадохме в продължение на няколко години, ние открихме голям брой Cas9 с интересни свойства за редактиране на генома“, казват Анна Церезето и Никола Сегата. „Ние открихме голямо разнообразие от Crispr-Cas9 в бактериите, които обитават червата. По-специално, идентифицирахме нуклеазата CoCas9, много активна група от ензими с малък молекулен размер, около хиляда аминокиселини, в Collinsella, бактериален род, който често се среща в човешките черва.“
„Секвенирането на целия микробиом с помощта на метагеномен подход, последвано от лабораторна реконструкция на сглобените геноми, доведе до идентифицирането на огромно разнообразие от видове. Откриването на колекция от нови нуклеази Cas9, включително CoCas9, прави инструментариумът за редактиране още по-голям“, посочват те.
Те заключават: „Трудността на администриране все още възпрепятства разработването на терапии за генетични заболявания. Въпреки това CoCas9, благодарение на малкия си размер, показва потенциал за приложения в генната терапия и следователно е потенциален кандидат за оптимизация чрез инженерни подходи, които заслужават по-нататъшно проучване. Вече работим по проекти за клинично развитие.“ Източник: technologynetworks.com
