p Pesquisadores do MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine desenvolveram uma nova plataforma baseada na revolucionária tecnologia CRISPR / Cas9, para alterar a forma como as células humanas respondem a sinais externos, e fornecer novas oportunidades para impedir o desenvolvimento de células cancerosas. p As células estão constantemente monitorando o ambiente ao seu redor e são programadas para responder a sinais moleculares em seus arredores de maneiras distintas - alguns sinais podem levar as células a crescer, alguns levam ao movimento celular e outros iniciam a morte celular. Para uma célula permanecer saudável, essas respostas devem ser perfeitamente equilibradas. A evolução levou mais de dois bilhões de anos para sintonizar essas respostas e orquestrar sua interação em cada célula humana. Mas e se pudéssemos alterar a maneira como nossas células respondem a certos aspectos de seu ambiente? Ou fazê-los reagir a sinais que normalmente não provocariam uma reação? Uma nova pesquisa publicada por cientistas da Universidade de Oxford leva a engenharia celular ao próximo nível para conseguir exatamente isso.

p Em um artigo publicado em Relatórios de Célula , o estudante de graduação Toni Baeumler e o professor associado Tudor Fulga, do MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, Departamento de Medicina de Radcliffe, usaram um derivado da tecnologia CRISPR / Cas9 para reconectar a forma como as células respondem aos sinais extracelulares. O CRISPR / Cas9 frequentemente chega às manchetes, pois permite que os pesquisadores médicos manipulem com precisão o genoma humano - abrindo novas possibilidades para o tratamento de doenças. Esses estudos geralmente se concentram na correção de genes defeituosos em plantações, gado, embriões ou células de mamíferos em um prato. Contudo, nem todas as doenças são causadas por um erro definido no DNA. Em doenças mais complexas, como diabetes e câncer, pode ser necessário reconectar completamente a maneira como as células funcionam.

p As células são expostas a milhares de sinais diferentes - alguns eles já encontraram antes, enquanto outros são inteiramente novos. Os receptores que detectam esses sinais formam uma parte de uma arquitetura modular complexa criada pela montagem de blocos de construção como em um projeto Lego. É a combinação precisa desses 'blocos de Lego' e a maneira como eles são construídos que dita como uma célula responde a um determinado sinal.

p Em vez de usar o sistema tradicional CRISPR / Cas9, a equipe usou uma versão da proteína Cas9 que não pode cortar o DNA. Em vez de, ele liga genes específicos, dependendo do RNA guia (sistema de navegação) ao qual está associado. Usando essa abordagem, os pesquisadores alteraram os blocos de Lego para construir uma nova classe de receptores sintéticos, e os programou para iniciar cascatas específicas de eventos em resposta a uma variedade de sinais naturais distintos.

p Então, esse mecanismo inovador de celular pode melhorar a saúde humana? Para responder a esta pergunta, a equipe procurou reprogramar a maneira como as células cancerosas respondem aos sinais que impulsionam a produção de novos vasos sanguíneos (uma etapa fundamental no desenvolvimento do câncer). Usando um receptor sintético projetado racionalmente, eles criaram em laboratório e entregaram em células em um prato, a equipe converteu uma instrução pró-vasos sanguíneos em uma resposta anti-vasos sanguíneos. Para testar os limites do sistema, eles então desenvolveram um complexo receptor que responde a um sinal enriquecido no ambiente do tumor, induzindo a produção simultânea de várias 'bandeiras vermelhas' (moléculas efetoras) conhecidas por atrair e instruir as células do sistema imunológico a atacar o câncer. Esses experimentos iniciais em laboratório abrem toda uma gama de possibilidades para a terapia do câncer de próxima geração.

p O sistema também tem aplicações potenciais para outras doenças sistêmicas, como diabetes. Para demonstrar esse potencial, a equipe projetou outro complexo receptor que pode detectar a quantidade de glicose nas redondezas e estimular a produção de insulina - o hormônio que retira a glicose da corrente sanguínea. Em pessoas com diabetes, este mecanismo não funciona corretamente, levando a altos níveis de glicose no sangue. Embora longe da clínica, o trabalho sugere que essa tecnologia poderia ser usada para religar a maneira como as células funcionam no corpo.

p A capacidade de editar o genoma humano transformou a maneira como os cientistas abordam alguns de nossos maiores desafios médicos. Com esta nova técnica desenvolvida em Oxford, a equipe espera que a engenharia do genoma não tenha que se limitar a corrigir falhas de DNA, mas alterar a maneira como as células funcionam - independentemente da causa raiz da doença.