Os cientistas redirecionaram a tecnologia de modificação genética CRISPR para identificar anticorpos em amostras de sangue de pacientes em um movimento que poderia inspirar uma nova classe de diagnósticos médicos, além de uma série de outras aplicações.
A tecnologia envolve coleções personalizáveis de proteínas que são anexadas a uma variante de Cas9, a proteína no coração do CRISPR, que se liga ao DNA, mas não o corta como faria quando usado para modificação genética. Quando essas proteínas fundidas com Cas9 são aplicadas a um microchip com milhares de moléculas de DNA exclusivas, cada proteína na mistura se auto-monta na posição no chip que contém sua sequência de DNA correspondente. Os pesquisadores chamaram essa técnica de “PICASSO”, abreviação de “imobilização de peptídeo por auto-organização mediada por Cas9”. Ao aplicar uma amostra de sangue ao microarray PICASSO, as proteínas no microchip que são reconhecidas pelos anticorpos do paciente podem ser identificadas.
A equipe liderada pelo Dr. Stephen Elledge na Harvard Medical School e Brigham and Women’s Hospital, Boston, publicou a pesquisa online hoje na Molecular Cell. O primeiro autor do artigo, Dr. Karl Barber, é um Schmidt Science Fellow de 2018, com muito do trabalho para desenvolver a tecnologia ocorrendo durante sua colocação em pesquisa de bolsa no laboratório do autor correspondente, Dr. Elledge.
Descrevendo PICASSO, o Dr. Barber disse: “Imagine que você queira pintar um quadro em uma tela, mas em vez de pintar de maneira normal, você mistura todas as tintas, espalha na tela e a imagem perfeita emerge. Em nossa nova técnica, você coloca moléculas de DNA em locais definidos em uma superfície e cada proteína de uma mistura se auto-monta em sua sequência de DNA correspondente, como um kit automático de pintura por número. Os microarranjos de proteína modelados por DNA resultantes permitem que você para identificar rapidamente anticorpos em amostras clínicas que reconhecem quaisquer proteínas nas quais você está interessado. ”
A equipe de pesquisa demonstrou que a tecnologia funciona para reunir milhares de proteínas diferentes, sugerindo que ela poderia ser prontamente adaptada como uma ferramenta de diagnóstico médico de amplo espectro. No artigo, eles usaram a técnica para detectar a ligação de anticorpos a proteínas derivadas de patógenos, incluindo SARS-CoV-2, do sangue de pacientes com COVID-19 em recuperação.
Dr. Barber disse: “Neste trabalho, demonstramos a aplicação de PICASSO para estudos de proteínas, criando uma ferramenta que acreditamos poderia ser rapidamente adaptada para diagnósticos médicos. Nossa técnica de automontagem de proteínas também poderia ser aproveitada para o desenvolvimento de novos biomateriais e biossensores apenas anexando alvos de DNA a uma estrutura e permitindo que as proteínas ligadas a Cas9 se liguem. ”
O líder do grupo, Dr. Elledge, comentou: “Um dos aspectos mais interessantes deste trabalho é a demonstração de como o CRISPR pode ser aplicado em um ambiente totalmente novo. Anteriormente, o CRISPR era usado principalmente para edição de genes e detecção de DNA ou RNA. PICASSO traz o poder do CRISPR para um novo campo de estudos de proteínas, e a estratégia de automontagem molecular que mostramos pode ajudar no desenvolvimento de novas ferramentas de pesquisa e diagnóstico. ”
A Dra. Megan Kenna, Diretora Executiva da Schmidt Science Fellows, disse: “Esta tecnologia tem o potencial de ser usada como uma ferramenta de diagnóstico médico que pode, um dia, fornecer aos médicos uma maneira de determinar rapidamente o diagnóstico e o melhor curso de tratamento para cada paciente individual. ”
“A maneira como Karl e a equipe de pesquisa reuniram a biologia fundamental com a engenharia molecular para fazer essa importante descoberta mostra por que a interdisciplinaridade no coração da nossa Fellowship é tão crítica para o avanço da ciência.”
Publicado em 16/08/2021 01h12
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