Cientistas do Instituto Bose, com sede em Calcutá, criaram o GlowCas9 – uma proteína CRISPR que se acende durante a edição genética – para ajudar a impulsionar o tratamento de doenças genéticas e câncer, disse o Ministério da Ciência e Tecnologia na quarta-feira.
Embora o CRISPR-Cas9 tenha sido concebido para cortar e corrigir o ADN com precisão, os cientistas não puderam observar Cas9, o cirurgião molecular, em células vivas em tempo real, uma vez que os métodos de detecção tradicionais que dependem da fixação ou quebra de células abertas tornam impossível acompanhar o processo à medida que este se desenrola.
Com a proteína CRISPR recém-projetada, os cientistas puderam observar a enzima Cas9, pois ela lhes permite editar genomas usando o sistema CRISPR-Cas9 para o tratamento de doenças genéticas, incluindo o câncer.
“A terapia genética poderia ser uma cura permanente para muitas doenças hereditárias potencialmente fatais. O desenvolvimento de métodos de terapia genética eficazes, acessíveis e seguros permaneceu um desafio durante décadas”, afirmou o Ministério.
“Rastrear a edição genética conforme ela acontece ou observar o maquinário molecular enquanto ele funciona, cortar, reparar e reescrever o DNA dentro das células vivas pode ajudar a monitorar as operações CRISPR em células e tecidos vivos sem destruí-los”, acrescentou.
A descoberta liderada pelo Dr. Basudeb Maji, do Instituto Bose, um instituto autônomo do Departamento de Ciência e Tecnologia (DST), abre um novo capítulo na visualização e rastreamento da engenharia do genoma.
Arkadeep Karmakar, Ph.D. pesquisador do laboratório de Maji, projetou GlowCas9 – uma versão bioluminescente de Cas9 que brilha dentro das células, fundindo Cas9 com uma enzima nano-luciferase dividida derivada de proteínas de camarão de águas profundas.
“Essas peças de enzimas inativas se reconectam quando Cas9 se dobra corretamente, produzindo luz. Isso ocorre porque quando as peças são aproximadas, elas podem se remontar para restaurar a atividade enzimática e produzir um sinal visível semelhante à luz suave dos vaga-lumes”, afirmaram os pesquisadores no estudo, publicado na revista Angewandte Chemie International Edition.
A atividade brilhante permite aos cientistas monitorar as operações do CRISPR em células vivas, tecidos e até mesmo em folhas de plantas – sem prejudicá-las.
A equipe descobriu que GlowCas9 é muito estável e mantém sua estrutura e atividade em temperaturas mais elevadas em comparação com a enzima convencional.
Essa robustez é importante para a terapia genética, onde a entrega estável de Cas9 pode aumentar muito o sucesso do tratamento.
GlowCas9 também aumenta a precisão do reparo dirigido por homologia (HDR) – um processo de reparo de DNA crucial para corrigir mutações hereditárias que estão ligadas a doenças genéticas como anemia falciforme e distrofia muscular.
O GlowCas9 também pode ser rastreado em sistemas vegetais, sugerindo aplicações seguras e não transgênicas no melhoramento de culturas, disseram os pesquisadores.
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