Árvore filogenética de proteínas Cas9. Crédito:Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47800-9 Uma colaboração levou à identificação, numa bactéria do intestino, de novas moléculas CRISPR-Cas9 que poderiam ter potencial clínico para tratar doenças genéticas como a retinite pigmentosa, através de injeções sub-retinianas. Anna Cereseto e Nicola Segata, do Departamento de Biologia Celular, Computacional e Integrativa da Universidade de Trento, uniram forças e combinaram seus conhecimentos para desenvolver novas terapias para o tratamento de doenças genéticas.
Um estudo, com Anna Cereseto e Nicola Segata como autores correspondentes e seniores, foi publicado na Nature Communications .
Pesquisadores de todo o mundo estão investigando terapias genômicas para encontrar novos tratamentos para doenças genéticas. A edição do genoma usando o sistema CRISPR-Cas9 é baseada no uso da proteína Cas9, que funciona como uma tesoura molecular que pode ser programada para fazer modificações específicas no genoma para cortar ou substituir sequências prejudiciais de DNA, corrigindo as mutações que causam doenças.
Esta biotecnologia foi descoberta em 2012 nos Estados Unidos e já deu origem a uma terapia aprovada, um medicamento para a doença falciforme.
Agora, o estudo conduzido pela Universidade de Trento dá um passo à frente na pesquisa genômica.
"Em comparação com outras abordagens CRISPR-Cas9, a que identificamos é precisa, eficaz e mais compacta. Esta nova molécula CRISPR-Cas9, conforme demonstrado pelos nossos experimentos na retina, será mais facilmente entregue aos órgãos que devem ser tratados em terapias para doenças genéticas”, diz Anna Cereseto, que está envolvida em estudos no editor genômico desde 2018 com o desenvolvimento do evoCas9.
A expansão da gama de ferramentas CRISPR-Cas é necessária para acelerar o desenvolvimento de terapias para doenças genéticas. Isso pode ser feito modificando enzimas naturais, como foi o caso do evoCas9, mas descobrir enzimas já evoluídas que possam funcionar oferece grandes vantagens.
A colaboração com o laboratório de Metagenómica Computacional de Nicola Segata permitiu ao laboratório de Virologia Molecular de Anna Cereseto lançar luz sobre uma vasta reserva natural de sistemas CRISPR-Cas9 dos quais extrair novas ferramentas valiosas para a edição do genoma humano.
“Ao interrogar um banco de dados de genoma de microbioma que criamos ao longo de vários anos, descobrimos um grande número de Cas9 com propriedades interessantes para edição de genoma”, dizem Anna Cereseto e Nicola Segata.
“Descobrimos uma grande variedade de CRISPR-Cas9 nas bactérias que habitam o intestino. Em particular, identificamos a nuclease CoCas9, um grupo muito ativo de enzimas com tamanho molecular pequeno, cerca de mil aminoácidos, em Collinsella, um gênero bacteriano que é frequentemente encontrado no intestino humano."
“O sequenciamento de todo o microbioma utilizando uma abordagem metagenômica, seguido pela reconstrução laboratorial dos genomas montados, levou à identificação de uma enorme variedade de espécies. A descoberta de uma coleção de novas nucleases Cas9, incluindo CoCas9, torna o genoma kit de ferramentas de edição ainda maior", ressaltam.
Concluem:“A dificuldade de administração ainda dificulta o desenvolvimento de terapias para doenças genéticas. No entanto, o CoCas9, graças ao seu pequeno tamanho, apresenta potencial para aplicações em terapia genética e é, portanto, um candidato potencial para otimização através de abordagens de engenharia, o que merece uma investigação mais aprofundada . Já estamos trabalhando em projetos de desenvolvimento clínico.”
