STCD, 05/10/2022
Por DU
A tecnologia de edição é precisa e amplamente aplicável a todos os tecidos e espécies.
Cientistas da Duke University desenvolveram uma ferramenta de edição baseada em RNA que tem como alvo células individuais, em vez de genes. É capaz de atingir com precisão qualquer tipo de célula e adicionar seletivamente qualquer proteína de interesse.
Os pesquisadores disseram que a ferramenta pode permitir a modificação de células e funções celulares muito específicas para gerenciar doenças.
Usando uma sonda baseada em RNA, uma equipe liderada pelo neurobiólogo Z. Josh Huang, Ph.D. e pesquisador de pós-doutorado Yongjun Qian, Ph.D. demonstraram que podem introduzir etiquetas fluorescentes nas células para rotular tipos específicos de tecido cerebral; um botão liga/desliga sensível à luz para silenciar ou ativar neurônios de sua escolha; e até mesmo uma enzima de autodestruição para expurgar com precisão algumas células, mas não outras. O trabalho será publicado hoje (5 de outubro de 2022) na revista Nature.
Seu sistema seletivo de monitoramento e controle de células depende da enzima ADAR, que é encontrada nas células de todos os animais. Embora estes sejam os primeiros dias para o CellREADR (acesso à célula através da detecção de RNA pelo Endogenous ADAR), as aplicações possíveis parecem ser infinitas, disse Huang, assim como seu potencial para funcionar em todo o reino animal.
“Estamos entusiasmados porque isso fornece uma tecnologia simplificada, escalável e generalizável para monitorar e manipular todos os tipos de células em qualquer animal”, disse Huang. “Nós poderíamos realmente modificar tipos específicos de função celular para gerenciar doenças, independentemente de sua predisposição genética inicial”, disse ele. “Isso não é possível com as terapias ou medicamentos atuais.”
CellREADR é uma string personalizável de RNA composta de três seções principais: um sensor, um sinal de parada e um conjunto de plantas.
Primeiro, a equipe de pesquisa decide que tipo específica de célula deseja investigar e identifica um RNA alvo que é produzido exclusivamente por esse tipo de célula. A notável especificidade tecidual da ferramenta se baseia no fato de que cada tipo de célula fabrica RNA de assinatura não visto em outros tipos de células.
Uma sequência sensora é então projetada como a fita complementar do RNA alvo. Assim como os degraus do DNA são compostos de moléculas complementares que são inerentemente atraídas umas às outras, o RNA tem o mesmo potencial magnético para se ligar a outro pedaço de RNA se tiver moléculas correspondentes.
Depois que um sensor entra em uma célula e encontra sua sequência de RNA alvo, ambos os pedaços se juntam para criar um pedaço de RNA de fita dupla. Esse novo mashup de RNA aciona a enzima ADAR para inspecionar a nova criação e, em seguida, alterar um único nucleotídeo de seu código.
A enzima ADAR é um mecanismo de defesa celular projetado para editar o RNA de fita dupla quando ocorre, e acredita-se que seja encontrado em todas as células animais.
Sabendo disso, Qian projetou o sinal de parada do CellREADR usando as mesmas edições específicas do nucleotídeo ADAR no RNA de fita dupla. O sinal de pare, que impede que os diagramas de proteínas sejam construídos, só é removido quando o sensor do CellREADR se encaixa em sua sequência de RNA alvo, tornando-o altamente específico para um determinado tipo de célula.
Uma vez que o ADAR remove o sinal de parada, as plantas (esquemas) podem ser lidas pela maquinaria celular que constrói a nova proteína dentro da célula-alvo.
Em seu artigo, Huang e sua equipe testaram o CellREADR. “Lembro-me de dois anos atrás, quando Yongjun construiu a primeira iteração do CellREADR e o testou em um cérebro de camundongo”, disse Huang. “Para minha surpresa, funcionou espetacularmente em sua primeira tentativa.”
O planejamento e o design cuidadosos da equipe valeram a pena, pois eles foram capazes de demonstrar populações específicas de células cerebrais com CellREADR rotuladas com precisão em camundongos vivos, bem como monitores de atividade e interruptores de controle efetivamente adicionados quando direcionados. Também funcionou bem em ratos e em tecido cerebral humano coletado de cirurgias de epilepsia.
“Com o CellREADR, podemos escolher populações para estudar e realmente começar a investigar toda a gama de tipos de células presentes no cérebro humano”, disse o coautor Derek Southwell, MD, Ph.D., neurocirurgião e professor assistente em departamento de neurocirurgia em Duke.
Southwell espera que o CellREADR melhore a compreensão dele e de outros sobre o diagrama de fiação dos circuitos do cérebro humano e das células dentro deles e, ao fazê-lo, ajude a avançar novas terapias para distúrbios neurológicos, como um novo método promissor para tratar a epilepsia resistente a medicamentos que está dirigindo.
Huang e Qian estão especialmente esperançosos com o potencial do CellREADR como um “medicamento de RNA programável” para possivelmente curar doenças – já que foi isso que os atraiu para a ciência em primeiro lugar. Eles solicitaram uma patente sobre a tecnologia.
“Quando me formei em farmacologia na graduação, eu era muito ingênuo”, disse Qian. “Achei que você poderia fazer muitas coisas, como curar o câncer, mas na verdade é muito difícil. No entanto, agora eu acho que sim, talvez possamos fazer isso.”
Artigos recomendados: mRNA e Crispr
Fonte:https://scitechdaily.com/new-rna-tool-can-illuminate-brain-circuits-and-edit-specific-cells/
Nenhum comentário:
Postar um comentário