Ce înseamnă CRISPR pentru modificarea genomului pentru testarea cancerului de sân BRCA

Mai mult de 1 milion de femei au efectuat teste genetice ale BRCA1 și BRCA2, genele în care mutațiile pot crește dramatic riscul de apariție a cancerului mamar și ovarian la începutul tratamentului. Dar pentru multe femei rezultatele testului au fost ambigue. Aceasta deoarece nu este clar unde anumite variații genetice sunt inofensive sau cauzează cancer.

BRCA1 a fost printre primele gene de predispozitie a cancerului descoperite si a fost studiat de peste 20 de ani. Gena produce o proteină care repară deteriorarea ADN-ului, care ar putea conduce altfel la formarea de tumori. De la descoperirea sa, cercetatorii si clinicienii au identificat multe variatii genetice in BRCA1, dar pentru cele mai multe dintre acestea, nu putem sa spunem daca ele afecteaza functia genei - crescand riscul de cancer - sau daca acestea sunt perfect inofensive.

Echipa noastra de cercetare lucreaza in domeniul emergente de medicina genomica, care utilizeaza informatii individuale de genetice pentru a prescrie de ingrijire. Am recunoscut că astfel de "variante de importanță incertă" au limitat utilitatea testelor genetice și a perspectivelor pentru medicina genomică.Știm că această problemă este probabil să se înrăutățească, deoarece numărul de variante incerte în BRCA1 și alte gene "acționabile din punct de vedere medical" este de așteptat să crească exponențial, deoarece testarea genetică este extinsă la întreaga populație.

Într-un studiu, ne-am propus să aplicăm editarea genomului CRISPR pentru a rezolva problema provocată de aceste variante de importanță incertă. CRISPR are un potențial extraordinar, deoarece tehnologia permite cercetătorilor ca noi să dăruim cu gene umane. CRISPR ne permite să facem schimbări foarte specifice, "editează" ADN-ul nostru - astfel, expresia "editarea genomului".

Deși există numeroase studii care încearcă să utilizeze CRISPR pentru a trata boala, pot fi utilizate și pentru a introduce mutații specifice în celulele umane care cresc într-un vas, în scopul studierii efectelor acestor mutații asupra celulei - de exemplu, indiferent dacă provoacă sau nu o defecțiune a genei.

In studiul nostru, am folosit editarea genomului CRISPR pentru a induce in mod deliberat in varianta a 4.000 de variante diferite ale genei BRCA1 in celulele umane, aproape toate variantele posibile din cele mai importante regiuni ale genei. Foarte important, supraviețuirea celulelor umane pe care le-am folosit depinde de funcția intactă a genei BRCA1. Ca o consecință, celulele care conțin mutații care au întrerupt funcția genei BRCA1 nu au putut să supraviețuiască. Pe de altă parte, celula care conține mutații care nu au avut niciun efect asupra funcției genei BRCA1 au fost foarte bune. Folosind secvențierea ADN-ului, am urmărit care mutații au fost asociate cu moartea celulară față de supraviețuirea celulară.

Când am comparat mutațiile care au cauzat moartea celulelor la variante care sunt cunoscute pentru a crește riscul de cancer, am observat că ele erau la fel. Acest lucru ne-a dat încredere să spunem că comportamentul acestor variante în celulele din vas a fost predictiv pentru riscul de cancer la om.

Deși oamenii de știință au folosit teste de laborator pentru a testa variante în BRCA1 timp de mulți ani, munca noastră este diferită din trei motive.

În primul rând, am testat mai multe variante decât au fost testate vreodată, inclusiv mii care nu au fost observate până acum, dar aproape sigur există în cel puțin sute de oameni vii.

În al doilea rând, din punct de vedere istoric, variantele BRCA1 au fost testate în genele extrase din context - în special, studiind numai secvențele ADN care codifică proteina BRCA1 mai degrabă decât secvențele înconjurătoare care reglementează modul în care este exprimată. CRISPR ne permite, pentru prima dată, să creăm și să testăm mutațiile genomului uman în sine.

În cele din urmă, pentru sutele de variante BRCA1 observate la pacienții în care avem un bun simț al creșterii sau nu a riscului de cancer mamar și ovarian, predicțiile noastre bazate pe studiile noastre CRISPR sunt aproape perfect corecte. Adică variantele compatibile cu supraviețuirea celulară în testul nostru sunt benigne la pacienți, în timp ce variantele care afectează supraviețuirea celulelor din analiza noastră provoacă riscul de cancer. Acest lucru ne da incredere in previziunile noastre pentru alte variante care nu au fost observate inainte, dar in mod inevitabil vor fi, in special cu cat mai multe femei sunt testate pentru mutatii in aceasta gena.

Din cauza acestui acord puternic cu datele "standardului de aur" derivate din studiile la om, ne prezicem că rezultatele noastre pot fi folosite pentru a oferi răspunsuri mai bune femeilor cu variante provocatoare de interpretare în BRCA1. Aceasta include multe femei care prezintă un risc crescut de cancer, dar anterior ar fi fost ratate de teste genetice. Pentru aceste femei, această cunoaștere a ceea ce înseamnă mutațiile lor poate informa în mod critic îngrijirea medicală pe care o primesc.

Acest articol a fost publicat inițial în The Conversation de Jay Shendure, Greg Findlay și Lea Starita. Citiți articolul original aici.