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O novo software israelense pode ajudar a corrigir defeitos genéticos

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Pesquisadores do IDC Herzliya e da Bar-Ilan University desenvolvem uma nova ferramenta de software para ajudar a tornar a modificação genética mais precisa.

A tecnologia CRISPR permite aos pesquisadores editar genomas, alterando as sequências de DNA e, assim, modificando a função do gene. Suas muitas aplicações potenciais incluem a correção de defeitos genéticos, o tratamento e a prevenção da propagação de doenças e a melhoria das safras.

Ferramentas de edição de genoma, como a tecnologia CRISPR-Cas9, podem ser projetadas para fazer alterações extremamente bem definidas no alvo pretendido em um cromossomo onde um determinado gene ou elemento funcional está localizado.

No entanto, uma complicação potencial é que a edição CRISPR pode levar a outras alterações genômicas não intencionais.

Isso é conhecido como atividade fora do alvo.

Ao direcionar vários locais diferentes no genoma, a atividade fora do alvo pode levar a translocações, rearranjo incomum de cromossomos, bem como a outras modificações genômicas não intencionais.

Controlar a atividade de edição fora do alvo é um dos desafios centrais para tornar a tecnologia CRISPR-Cas9 precisa e aplicável na prática médica. Os ensaios de medição atuais e os métodos de análise de dados para quantificar a atividade fora do alvo não fornecem avaliação estatística, não são suficientemente sensíveis para separar o sinal do ruído em experimentos com baixas taxas de edição e requerem esforços pesados ​​para abordar a detecção de translocações.

Uma equipe multidisciplinar de pesquisadores do Centro Interdisciplinar de Herzliya e da Universidade Bar-Ilan relatou na edição de 24 de maio da revista Nature Communications o desenvolvimento de uma nova ferramenta de software para detectar, avaliar e quantificar a atividade de edição fora do alvo, incluindo eventos adversos de translocação que pode causar câncer.

O software é baseado na entrada obtida de um ensaio de medição padrão, envolvendo amplificação PCR multiplexada e Sequenciamento de Próxima Geração (NGS).

Conhecida como CRISPECTOR, a ferramenta analisa dados de sequenciamento de próxima geração obtidos de experimentos CRISPR-Cas9 e aplica modelagem estatística para determinar e quantificar a atividade de edição. CRISPECTOR mede com precisão a atividade fora do alvo em cada locus interrogado.

Além disso, permite melhores taxas de falso-negativo em sites com atividade fora do alvo fraca, mas significativa. É importante ressaltar que um dos novos recursos do CRISPECTOR é sua capacidade de detectar eventos adversos de translocação que ocorrem em um experimento de edição.

“Na edição do genoma, especialmente para aplicações clínicas, é fundamental identificar baixa atividade fora do alvo e eventos adversos de translocação. Mesmo um pequeno número de células com potencial carcinogênico, quando transplantadas para um paciente no contexto de terapia genética, pode ter consequências prejudiciais em termos de patogênese do câncer. Como parte dos protocolos de tratamento, é importante detectar esses eventos potenciais com antecedência “, disse o Dr. Ayal Hendel, da Universidade Bar-Ilan, da Mina, e da Faculdade de Ciências da Vida Everard Goodman.

O Dr. Hendel conduziu o estudo junto com o Prof. Zohar Yakhini, da Escola de Ciência da Computação Arazi no Centro Interdisciplinar (IDC) de Herzliya.

“CRISPECTOR fornece um método eficaz para caracterizar e quantificar erros potenciais induzidos por CRISPR, melhorando significativamente a segurança do uso clínico futuro de edição de genoma.”

A equipe de Hendel utilizou a tecnologia CRISPR-Cas9 para editar genes em células-tronco relevantes para doenças do sangue e do sistema imunológico. No processo de análise dos dados, eles tomaram conhecimento das deficiências das ferramentas existentes para quantificar a atividade fora do alvo e das lacunas que deveriam ser preenchidas para melhorar a aplicabilidade.

Essa experiência levou à colaboração com o grupo líder de biologia computacional e bioinformática do Prof Yakhini.

O Prof. Zohar Yakhini, do IDC Herzliya e do Technion, acrescenta que “em experimentos que utilizam técnicas de sequenciamento profundo que têm níveis significativos de ruído de fundo, baixos níveis de atividade fora do alvo podem se perder sob o ruído.

A necessidade de uma abordagem de medição e análise de dados relacionados que sejam capazes de ver além do ruído, bem como de detectar eventos de translocação adversos que ocorrem em um experimento de edição, é evidente para cientistas e profissionais de edição de genoma.

CRISPECTOR é uma ferramenta que pode filtrar o ruído de fundo para identificar e quantificar o verdadeiro sinal fora do alvo. Além disso, o uso de modelagem estatística e análise cuidadosa dos dados CRISPECTOR também pode identificar um espectro mais amplo de aberrações genômicas.

Ao caracterizar e quantificar os erros potenciais induzidos por CRISPR, nossos métodos apoiarão o uso clínico mais seguro de abordagens terapêuticas de edição de genoma.

Fonte: https://www.israelnationalnews.com


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Joice Maria Ferreira

Colunista associado para o Brasil em Duna Press Jornal e Magazine, reportando os assuntos e informações sobre as atualidades sócio-políticas e econômicas da região.
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