Novas pesquisas lideradas por bioengenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego podem tornar muito mais simples reparar mutações causadoras de doenças no RNA sem comprometer a precisão ou a eficiência.
A nova tecnologia de edição de RNA é promissora como terapia genética para o tratamento de doenças genéticas. Em uma prova de conceito, pesquisadores da UC San Diego mostraram que a tecnologia pode tratar um modelo de camundongo da síndrome de Hurler, uma doença genética rara, corrigindo sua mutação causadora da doença no RNA. Os resultados foram publicados em 10 de fevereiro na Nature Biotechnology.
O que é especial sobre a tecnologia é que ela faz uso eficiente de enzimas de edição de RNA que ocorrem naturalmente nas células do corpo. Essas enzimas são chamadas de adenosina deaminases que atuam no RNA (ADARs). Eles se ligam ao RNA e convertem algumas das bases de adenosina (A) em inosina (I), que é lida pela maquinaria de tradução da célula como guanosina (G).
Os pesquisadores têm explorado abordagens de edição de RNA com ADARs para corrigir a mutação G-para-A por trás de distúrbios genéticos, como fibrose cística, síndrome de Rett e síndrome de Hurler. Uma grande vantagem da edição de RNA ? sobre a edição de DNA, por exemplo ? é que as mudanças no RNA são apenas temporárias, já que o RNA tem uma vida útil curta. Portanto, mesmo que ocorram edições fora do alvo, elas não estarão lá para ficar.
Para fazer uma edição A-to-I direcionada (ou essencialmente, uma A-to-G) no RNA usando ADARs, uma pequena fita acessória de RNA – chamada de RNA guia – é necessária para guiar os ADARs ao alvo e fazer o desejado mudar lá.
Um grande desafio com essa abordagem é que os RNAs guia tradicionais não são eficientes no uso de ADARs nativos na célula, então eles exigem que ADARs externos sejam trazidos para a célula para funcionar, explicou Prashant Mali, professor de bioengenharia da UC San Diego Jacobs School. de Engenharia. “Mas o problema com isso”, acrescentou, “é que torna a entrega complicada. E pode resultar em mais alvos fora do alcance.”
Para superar esses problemas, Mali e seus colegas projetaram um novo tipo de RNA guia ? um que é extremamente eficaz no recrutamento de ADARs da própria célula para fazer edições em uma região de RNA alvo precisa.
“Nós podemos simplesmente entregar apenas um pequeno pedaço de RNA dentro da célula e reparar mutações in vivo. Não temos que fornecer enzimas extras”, disse Mali.
A equipe projetou os RNAs guia para atingir a única mutação G-para-A que causa a síndrome de Hurler. Essa mutação impede que o corpo produza uma enzima necessária para quebrar os açúcares complexos. O acúmulo desses açúcares causa danos graves nos tecidos, anormalidades esqueléticas, comprometimento cognitivo e outros problemas graves de saúde. A injeção sistêmica dos RNAs guia em camundongos doentes resultou na correção de 7 a 17% dos RNAs mutantes após duas semanas, bem como uma diminuição de 33% no acúmulo de açúcares complexos.
Um aspecto que torna os novos RNAs guia eficazes é que eles são mais longos do que os RNAs guia tradicionais. ?Isso basicamente os torna mais aderentes para os ADARs já presentes na célula virem e se ligarem a eles?, disse Mali. Outros recursos de design exclusivos os tornam mais estáveis ??e precisos do que os RNAs guia tradicionais. Eles podem durar dias e permanecer na região de RNA alvo por longos períodos de tempo, enquanto o RNA em geral é rapidamente destruído pela célula. Isso porque esses RNAs guia são construídos como moléculas circulares e não lineares; ser circular torna-os resistentes às enzimas de degradação do RNA da célula. Em termos de precisão, esses RNAs guia só permitem alterações no alvo A e não em qualquer outro As próximo. Eles fazem isso dobrando-se em estruturas de loop em pontos predeterminados ao longo da região de RNA alvo, o que impede que as fora do alvo sejam editadas.
A pesquisa ainda está em um estágio inicial, disse Mali, “e resta saber como essa tecnologia de edição de RNA funcionará em primatas”. Os próximos passos imediatos para a equipe se concentrarão em melhorar a entrega dos RNAs guia nas células.
“Espero que este trabalho abra ainda mais as portas para a edição de RNA como outra ferramenta de terapia genética”, disse Mali.
Uma startup de biotecnologia com sede em Seattle e cofundada por Mali, chamada Shape Therapeutics, está trabalhando para traduzir esta e várias outras tecnologias de edição de RNA desenvolvidas no laboratório de Mali para a clínica.
O artigo é intitulado “Edição robusta de RNA in vitro e in vivo via recrutamento de ADARs endógenos usando RNAs guia circulares”. Os co-autores incluem Dhruva Katrekar, James Yen, Yichen Xiang, Anushka Saha e Dario Meluzzi, UC San Diego; e Yiannis Savva, Shape Therapeutics.
Publicado em 14/02/2022 01h05
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