Tesouras de genes em modo de camuflagem ajudam na procura de terapias contra o cancro
Descobertos genes negligenciados para a formação de metástases
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A tesoura genética CRISPR tem uma utilidade limitada para detetar genes causadores de cancro em animais, porque o método interfere com o seu sistema imunitário. No entanto, os investigadores da ETH Zurich mostraram agora que é possível utilizar alguns truques para tornar a tesoura genética invisível para as células imunitárias.
O sistema imunitário desempenha um papel crucial na luta contra os tumores e as metástases. Por conseguinte, é decisivo conduzir a investigação do cancro em modelos de ratos com um sistema imunitário tão natural quanto possível - o que é mais fácil de dizer do que fazer.
Graças à tecnologia CRISPR/Cas9, os investigadores podem criar rapidamente um conjunto de centenas de células tumorais, cada uma com um gene diferente desativado. Quando transplantadas para ratinhos, torna-se evidente qual destes genes silenciados influencia o desenvolvimento e a propagação do cancro. Com a ajuda destes rastreios CRISPR, os cientistas conseguem identificar abordagens valiosas para o desenvolvimento de novas terapias.
Mas o método tem um senão. Os componentes do CRISPR/Cas9 provêm principalmente de bactérias, pelo que são reconhecidos como estranhos pelo sistema imunitário dos ratos e atacados. Os investigadores suspeitam que esta reação distorce os resultados dos testes CRISPR.
O grupo de investigação liderado por Nicola Aceto, Professor de Oncologia Molecular na ETH Zurich, demonstrou agora, pela primeira vez, em pormenor, que é efetivamente esse o caso. Ao mesmo tempo, a equipa apresentou uma solução elegante para o problema - uma estratégia especial que coloca uma espécie de capa molecular sobre o CRISPR/Cas9, tornando-o invisível para o sistema imunitário. Os resultados acabam de ser publicados na revista Cell.
Componentes bacterianos interferem
Inicialmente, os investigadores utilizaram modelos de ratinhos bem caracterizados de vários tipos de cancro para investigar o efeito dos componentes bacterianos do CRISPR/Cas9 na formação de tumores e metástases.
Verificaram que as células tumorais implantadas em ratos eram rejeitadas mais frequentemente e eram geneticamente menos heterogéneas na presença dos componentes CRISPR/Cas9. Para além disso, formaram-se menos metástases. Consequentemente, a resposta do sistema imunitário impediu a progressão normal do cancro nos modelos animais. "Ficámos surpreendidos com a forma como isto pode distorcer significativamente os resultados dos rastreios CRISPR", afirmou Massimo Saini, primeiro autor do estudo e ETH Pioneer Fellow no grupo de Aceto.
Manto de invisibilidade para os ecrãs
Em resposta a esta situação, a equipa do ETH desenvolveu agora um método alternativo para os rastreios CRISPR/Cas9 que não desencadeia praticamente nenhuma resposta imunitária. Para o conseguir, os investigadores expuseram as células tumorais à tesoura genética bacteriana Cas9 apenas temporariamente. Além disso, desenvolveram um método para isolar apenas as células tumorais em que um gene tinha sido silenciado com sucesso. Estas células já não continham Cas9 ou quaisquer outros elementos que pudessem desencadear uma resposta imunitária.
Também trocaram os chamados genes repórteres. Estes são genes que são incorporados no material genético das células tumorais nos rastreios CRISPR em vez dos genes silenciados. Posteriormente, o produto destes genes permite aos investigadores localizar as células tumorais modificadas nos ratinhos. Em vez dos clássicos genes repórteres, que têm origem em vários organismos, é agora utilizado um novo gene cujo produto difere apenas minimamente de uma proteína que é produzida naturalmente nos ratinhos. Isto permite-lhe passar despercebido, por assim dizer, e não ser detectado pelo sistema imunitário.
"Desenvolvemos um método para realizar rastreios CRISPR em ratinhos com sistemas imunitários intactos, sem incorrer em quaisquer efeitos secundários indesejáveis", resume o Prof. Aceto. O mais engenhoso é o facto de o sistema ser versátil e poder ser utilizado também em ratinhos humanizados - animais que têm um sistema imunitário humano. "Isto é o mais próximo que se pode chegar de doentes com cancro". Além disso, o manto de invisibilidade das tesouras de genes é também adequado para aplicações em medicina personalizada ou para a investigação de doenças auto-imunes.
"Com este sistema, estamos a atingir um novo nível de precisão e - o que é particularmente importante para nós - podemos descobrir novos alvos para terapias", diz Saini.
Descobertos genes negligenciados para a formação de metástases
A equipa já realizou um rastreio CRISPR com a versão camuflada da tesoura genética e obteve um resultado altamente promissor: o silenciamento de dois genes chamados AMH e AMHR2 reduziu drasticamente o número de metástases num modelo de cancro da mama em ratos.
Outras investigações mostraram que a via de sinalização em que estes dois genes estão envolvidos é clinicamente relevante. Por exemplo, a avaliação de dados de pacientes revelou que níveis elevados de proteína AMH no tumor estão associados a recaídas mais frequentes e a uma maior mortalidade no cancro da mama. Por conseguinte, o par de genes AMH/AMHR2 representa uma nova abordagem na luta contra as metástases.
"A importância desta via de sinalização foi subestimada", afirma Aceto. "Graças ao CRISPR em modo furtivo, podemos agora descobrir ligações que antes estavam escondidas".
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Massimo Saini, Francesc Castro-Giner, Adriana Hotz, Magdalena K. Sznurkowska, Manuel Nüesch, François M. Cuenot, Selina Budinjas, Gilles Bilfeld, Ece Su Ildız, Karin Strittmatter, Ilona Krol, Zoi Diamantopoulou, Aino Paasinen-Sohns, Maria Waldmeier, Rafaela Cássio, Susanne Kreutzer, Zacharias Kontarakis, Ana Gvozdenovic, Nicola Aceto; "StealTHY: An immunogen-free CRISPR platform to expose concealed metastasis regulators in immunocompetent models"; Cell
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