A recente aprovação da primeira terapia genética baseada em CRISPR-Cas9 pela Food and Drug Administration dos EUA marcou um marco importante na biomedicina, validando a edição do genoma como uma estratégia de tratamento promissora para distúrbios como anemia falciforme, distrofia muscular e certos tipos de câncer.

A CRISPR-Cas9, frequentemente comparada a uma "tesoura molecular", permite que cientistas cortem o DNA em locais específicos para cortar, reparar ou substituir genes. Mas, apesar de seu poder, a Cas9 representa um risco crítico à segurança: a enzima ativa pode permanecer nas células e causar quebras não intencionais no DNA — os chamados efeitos fora do alvo — que podem desencadear mutações prejudiciais em genes saudáveis.

Agora, pesquisadores nos laboratórios de Ronald T. Raines , professor de química do MIT, e Amit Choudhary, professor de medicina da Escola Médica de Harvard, desenvolveram uma maneira precisa de desativar a Cas9 após sua função — reduzindo significativamente os efeitos não desejados e melhorando a segurança clínica da edição genética. Suas descobertas são detalhadas em um novo artigo publicado na  revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

“Para 'desligar' a Cas9 após ela atingir o resultado pretendido de edição genômica, desenvolvemos o primeiro sistema de proteína anti-CRISPR permeável à célula”, afirma Raines, Professor Roger e Georges Firmenich de Química de Produtos Naturais. “Nossa tecnologia reduz a atividade não direcionada da Cas9 e aumenta sua especificidade na edição genômica e sua utilidade clínica.”

A nova ferramenta — chamada LF N -Acr/PA — utiliza um sistema de entrega à base de proteínas para transportar proteínas anti-CRISPR para células humanas de forma rápida e eficiente. Embora as proteínas anti-CRISPR (Acrs) naturais do Tipo II sejam conhecidas por inibir a Cas9, seu uso em terapia tem sido limitado porque costumam ser muito volumosas ou carregadas para entrar nas células, e os métodos convencionais de entrega são muito lentos ou ineficazes.

O LF N -Acr/PA supera esses obstáculos usando um componente derivado da toxina do antraz para introduzir Acrs nas células em minutos. Mesmo em concentrações picomolares, o sistema inibe a atividade da Cas9 com velocidade e precisão notáveis ??— aumentando a especificidade da edição genômica em até 40%.

Bradley L. Pentelute , professor de química do MIT, é especialista no sistema de transmissão do antraz e também autor do artigo.

As implicações desse avanço são amplas. Com pedidos de patente depositados, o LF N -Acr/PA representa um meio mais rápido, seguro e controlável de aproveitar o CRISPR-Cas9, abrindo caminho para terapias genéticas mais refinadas com menos consequências indesejadas.

A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde e uma bolsa Gilliam do Instituto Médico Howard Hughes concedida ao autor principal Axel O. Vera, um estudante de pós-graduação do Departamento de Química.