Mi a CRISPR genom szerkesztési eszköze a BRCA mellrák teszteléséhez

Több mint egymillió nő volt a BRCA1 és BRCA2 genetikai vizsgálata, amelyekben a mutációk jelentősen megnövelhetik a korai betegség és a petefészekrák kockázatát. De sok nő esetében a vizsgálati eredmények kétértelműek voltak. Ez azért van, mert nem világos, hogy bizonyos genetikai variációk ártalmatlanok vagy rákot okoznak.

A BRCA1 az első rákos prediszpozíció gének közé tartozik, és több mint 20 éve tanulmányozták. A gén olyan fehérjét termel, amely javítja a DNS-károsodást, ami egyébként tumorok kialakulásához vezethet. A kutatók és a klinikusok felfedezése óta számos genetikai variációt azonosítottak a BRCA1-ben, de ezek többségében nem tudjuk megmondani, hogy a gén funkcióját - a rák kockázatának növelését - sértik-e, vagy hogy tökéletesen ártalmatlanok.

Kutatócsoportunk a feltörekvő genomgyógyászati ​​területen dolgozik, amely az egyén genetikai információit használja fel a gondozás előírására. Felismertük, hogy az ilyen „bizonytalan jelentőségű változatok” korlátozzák a genetikai tesztek hasznosságát és a genomiális gyógyászat kilátásait.Tudjuk, hogy a probléma valószínűleg rosszabbodik, hiszen a BRCA1 és más „gyógyhatású” gének bizonytalan változatai száma várhatóan exponenciálisan növekszik, mivel a genetikai tesztek kiterjednek az egész populációra.

Egy tanulmányban a CRISPR genom szerkesztését alkalmazzuk, hogy megoldjuk a bizonytalan jelentőségű változatok által okozott kihívást. A CRISPR-nek hatalmas lehetősége van, mert a technológia lehetővé teszi, hogy a kutatók, mint a miénk, emberi génekkel tapadjanak. A CRISPR lehetővé teszi számunkra, hogy nagyon konkrét változtatásokat végezzünk, „szerkesztjük” a DNS-t - így a „genom szerkesztése” kifejezést.

Annak ellenére, hogy számos olyan vizsgálat van, amely a CRISPR-t alkalmazza a betegségek kezelésére, azt is használhatjuk arra, hogy specifikus mutációkat vezessenek be az edényben növekvő emberi sejtekbe, annak tanulmányozása céljából, hogy ezek a mutációk milyen hatással vannak a sejtre - például függetlenül attól, hogy a gén hibás működését okozza.

Vizsgálatunkban a CRISPR genomszerkesztést a BRCA1 gén mintegy 4000 különböző változatának humán sejtekben történő szándékos megtervezésére használtuk, szinte minden lehetséges változatát a gén legfontosabb régióiban. Fontos, hogy az általunk használt humán sejtek túlélése a BRCA1 gén ép működésétől függ. Ennek következtében a BRCA1 gén működését megszakító mutációkat tartalmazó sejtek nem tudtak túlélni. Másrészt a BRCA1 gén működését nem befolyásoló mutációkat tartalmazó sejtek csak finomak voltak. DNS-szekvenálással követjük, hogy mely mutációk kapcsolódtak a sejthalálhoz és a sejt túléléséhez.

Amikor összehasonlítottuk a sejtpusztulást okozó mutációkat olyan változatokkal, amelyekről ismert, hogy növelik a rák kockázatát, észrevettük, hogy ugyanazok voltak. Ez azt a bizalmat adott nekünk, hogy ezeknek a variánsoknak az ételben lévő sejtjeiben való viselkedése előrejelezte az emberben a rák kockázatát.

Bár a tudósok sok éven át laboratóriumi vizsgálatokat alkalmaztak a BRCA1 változatai tesztelésére, munkánk három okból eltérő.

Először is sokkal több változatot teszteltünk, mint amit valaha is teszteltünk, köztük több ezer, amit eddig még soha nem figyeltek meg, de szinte biztosan létezik legalább száz ember élén.

Másodszor, történelmileg a BRCA1 variánsokat „nem kontextusból” vett génekben teszteltük - kifejezetten, csak a BRCA1 fehérjét kódoló DNS-szekvenciákat tanulmányozzák, nem pedig a környező szekvenciákat, amelyek szabályozzák az expresszióját. A CRISPR lehetővé teszi számunkra, hogy először létrehozzuk és teszteljük az emberi genomban levő mutációkat.

Végül, a több száz BRCA1 variáns esetében, amelyeket olyan betegeknél tapasztaltunk, ahol jó értelemben vettük, hogy növelik-e a mell- és petefészekrák kockázatát, a CRISPR-tanulmányainkon alapuló előrejelzéseink majdnem tökéletesek. Ez azt jelenti, hogy a sejtek túlélésével kompatibilis variánsok a betegekben jóindulatúak, míg a sejtek túlélését befolyásoló változatok rákkockázatot okoznak. Ez bízik bennünket abban az előrejelzésben, hogy más variánsokat még soha nem figyeltünk meg, de elkerülhetetlenül, különösen azért, mert egyre több nő kerül átvizsgálásra a gén mutációira.

Az emberi tanulmányokból származó „aranyszabványos” adatokkal való erőteljes megállapodás miatt megjósoljuk, hogy az eredményeket arra használhatjuk, hogy jobb válaszokat adjanak a BRCA1-ben a kihívást jelentő változatokkal rendelkező nőknek. Ez magában foglalja sok nőt is, akiknél megnövekedett a rákbetegség kockázata, de korábban a genetikai tesztek elhanyagoltak volna. Ezeknek a nőknek a tudása arról, hogy mit jelent a mutációk, kritikusan tájékoztathatja az általuk kapott orvosi ellátást.

Ezt a cikket eredetileg Jay Shendure, Greg Findlay és Lea Starita című közleményében tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.