Die CRISPR-Genom-Editing-Technologie ist eine relativ neue Entdeckung, aber ihr phänomenales Wachstum hat sie zum neuen Gesicht der Molekularbiologie und Gentherapie gemacht. Diese revolutionäre Technologie hat mit der Entdeckung neuer RNA-Targeting-Methoden für „molekulare Scheren“ einen starken Schub erhalten.
Die Forschung wurde von einem Team von Wissenschaftlern des Salk Institute unter der Leitung von Patrick Hsu durchgeführt, zu denen Peter Lotfy, Silvana Konermann, Jennifer Oki und Nicholas Brideau gehörten. Die Forschung wurde in Cell unter dem Titel veröffentlicht. Transkriptom-Engineering mit RNA-Targeting-CRISPR-Effektoren vom Typ VI-D .
Der therapeutische Einsatz von Gen-Editing zur Heilung von Krankheiten stand im Fokus von Forschern, die auf die DNA der erkrankten Zelle abzielten. DNA ist jedoch nur eine Seite der Geschichte. Die Forscher zeigten, dass in vielen Fällen die RNA der Hauptschuldige ist.
Beispielsweise führen fehlerhafte RNA-Nachrichten zu einem Protein-Ungleichgewicht, das sich in Krankheiten wie Muskelatrophie der Wirbelsäule, atypischer Mukoviszidose und frontotemporaler Demenz FTD niederschlägt.
CRISPR-Systeme wurden von prokaryotischen Organismen entwickelt, um Viren und andere Krankheitserreger abzuwehren. Sie werden von Bakterien häufig als Immunantwortsystem verwendet.
Die Bakterien merken sich einen Teil des Genoms des eindringenden Pathogens und verwenden ihn, um den Pathogen bei jedem nachfolgenden Angriff zu identifizieren. Anschließend werden einige Enzyme eingesetzt, um den identifizierten Teil des Genoms abzuschneiden und so den angreifenden Pathogen zu deaktivieren.
Wissenschaftler verwenden dieses System, um programmierbare Enzyme zu kultivieren und dann die Genome nach Belieben zu bearbeiten.
Die Idee der Existenz eines RNA-Targeting-CRISPR-Systems ist seit einiger Zeit Teil der Diskussion unter Molekularbiologen. Patrick Hsu, ein leitender Autor des Papiers, stellte fest, dass Millionen von Jahren evolutionärer Entwicklung dies nahelegenirgendwo ein RNA-Targeting-System.
Sein Team verwendete Computer, um die verfügbaren Daten von Genomsequenzen zu durchsuchen. Bald stießen sie auf eine RNA-Targeting-Typ-VI-D-CRISPR-Cas-Familie, die sie Cas13d nannten.
Das Team entwickelte dann die programmierbare Ribonuklease CasRx mit Hilfe des Protein-Engineerings. Dieser Erfolg ermutigte die Forscher, sie in menschlichen Zellen auszuprobieren, um RNA-Botschaften zu modulieren.
Das Team beschloss, es gegen die frontotemporale Demenz FTD der neurodegenerativen Erkrankung FTD zu testen. Die Abgabe von dCasRx an Adeno-assoziierte Viren AAV an von FTD betroffene Neuronen bekämpfte wirksam das Tau-Spleißen und stellte den gesunden Proteinspiegel wieder her.
Die neue Entdeckung ist in ihrem Ansatz einzigartig, aber das ist nicht der erste seiner Art RNA-gesteuerte und RNA-Targeting-Methoden wurden bereits von verschiedenen Labors entdeckt.
Die CasRx-Methode weist jedoch einige bemerkenswerte Verbesserungen auf, die sie in den kommenden Zeiten populär machen werden. Diese neue Technologie ist aufgrund ihrer geringen Größe einfach einzusetzen.
Es ist auch sehr genau und sicherer als andere Technologien.
„Die Natur steckt voller Geheimnisse“ fügt hinzu Hsu. "Es ist wirklich eine reiche, ungenutzte Ressource für die Erfindung neuer Technologien."
Bei so vielen verschiedenen biologischen und chemischen Systemen in Millionen von Arten müssen wir immer auf neue Überraschungen vorbereitet sein. Die erfolgreiche Implementierung dieser Technologie bei Tieren wird neue Türen für den therapeutischen Fortschritt öffnen.
Via : Salk Institute