Editarea genetica este un subiect tabu si a fost asa cateva zeci de ani. Nimeni nu se incumeta sa se gandeasca macar la asa ceva pentru ca parea un subiect de film S.F. foarte bun. Dar a venit CRISPR si au aparut inaintea lui si alte tehnici de editare genetica de baza si lumea a constientizat deja importanta editarii genetice. Se foloseste si in prezent CRISPR pentru manipularea genomului si studierea functionarii genelor. In evolutiile recente, tehnicile de editare genetice s-au dovedit a fi excelente si in diagnosticare sau in terapie. Istoria editarii genetice e una foarte lunga si putem gasi o multime de strategii incercate de-a lungul timpului.
Editarea genomului este un proces atat de complex incat e imposibil sa il explici in doar cateva randuri. Pe scurt, incercam sa schimbam codul genetic al unei fiinte, organism, cu ajutorul unei „editari”, transformari la nivelul genelor, ADN-ului. Se folosesc anumite enzime ca sa se „taie” ADN-ul si sa avem dintr-odata ce edita, doua „ramuri”. Pot sa fie induse anumite mutatii controlate sau putem sa avem o anumita secventa in genom cu ADN aditional.
CRISPR a declansat o revolutie globala. Este un instrument de laborator folosit pentru ingineria celulara si pentru editarea genomului. Cea mai cunoscuta aplicatie a CRISPR este eliminarea unor gene din celule specifice pentru a altera functionarea genei.
Ingineria genomului nu e o noutate, o avem inca din anii 1970. De atunci oamenii de stiinta au tot cautat strategii care permit editarea mai simpla si mai precisa la nivelul genomului. Iata care sunt cele mai importante strategii descoperite pana acum.
Enzimele de restrictie, un fel de editor basic al genomului. Au aparut ca modalitate de editare genetica prin anii 1970. Ele recunosc anumite tipare ale secventelor nucleotide si „taie” cu precizie in anumite locuri, permitand adaugarea de ADN in zonele respective. Nu mai sunt folosite astazi pentru ca au limitari, insa in clonarea moleculara le vom mai vedea multa vreme. Unele clase de enzime de restrictie joaca un rol important in maparea ADN-ului, in construirea de „biblioteci” ADN.
Nucleaze „deget de zinc” (ZFN). Pe masura ce a avansat editarea genetica, nevoia de precizie in editarea genetica a crescut, asa ca am avut nevoie de tehnici care sa recunoasca foarte usor locul unde e nevoie de editare. Descoperirea nucleazelor „deget de zinc” in anii 1980 rezolva fix aceasta problema. Aceste nucleaze sunt compuse din doua parti o nucleaza supusa ingineriei genetice, Fokl, combinata cu un ADN „deget de zinc” domeniu de legare. Se recunosc imediat secvente ADN destul de lungi si editarea e foarte simpla din acel punct.
Interactiunea ZFN-ului cu ADN-ul este modulara, interactiunea e independenta in parte, editarea putea fi compromisa usor. In medicina ZFN-urile pot sa duca la dezactivarea CCR5 in celulele-T umane, un receptor ce are legatura cu declansarea bolii HIV. Limfocitele care se infiltrau in tumori se trateaza tot cu aceasta tehnica speciala, mai ales cand ai melanom metastatic.
Editarea genetica TALEN. In 2011 am avut o alta tehnica de editare genetica mai precisa si mai complexa. TALEN seamana cu ZFN-urile. Se folosesc de nucleaza Fokl pentru a „taia” ADN-ul, dar au nevoie de dimerizare ca sa functioneze. Capacitatile de targetare sunt mai mari pentru ca avem din start 33-35 de aminoacizi repetati in secvente. Editarea e totusi mai scumpa si de durata mai mare decat in alte cazuri, asa ca nu e viabila pe termen lung.
Totusi se foloseste cu succes si astazi in medicina si agricultura. E corecteaza COLA7A1, disfunctie in epidemolisis bullosa, o boala care determina pierderea integritatii pielii ducand la infectii ale pielii grave si la riscul de cancere de piele. In agricultura, tehnica de editare este buna pentru crearea unui orez rezistent la patogeni.
Editarea genetica CRISPR-Cas9. Din 2012 totul s-a schimbat in ingineria genetica. A aparut CRISPR-Cas9, un sistem care exista deja in bacterii si le ajuta sa lupte cu virusurile invadatoare. In 2013 am avut prima descriere a CRISPR si a editarii ADN-ului eucariotelor. Popularitatea CRISPR a crescut, are doua componente, un ghid ARN si o nucleaza Cas9. Nucleaza taie ADN-ul intr-o regiune de 20 de nucleotide, regiune definita de ghidajul ARN. Se pot personaliza ghidajele ARN, algoritmii nu mai dau rateuri. E ieftina aceasta tehnica, are rezultate bune pe termen lung si e foarte usor de pus in practica. Deja vedem impactul CRISPR in descoperirea de medicamente noi si eficiente, in diagnosticare, in editarea genetica avansata.