A tecnologia CRISPR permite aos pesquisadores editar genomas, alterando as sequaªncias de DNA e, assim, modificando a função do gene. Suas muitas aplicações potenciais incluem correção de defeitos genanãticos, tratamento e prevenção da propagação de doenças e melhoria de safras.

Ferramentas de edição de genoma, como a tecnologia CRISPR-Cas9, podem ser projetadas para fazer alterações extremamente bem definidas no alvo pretendido em um cromossomo onde um determinado gene ou elemento funcional estãolocalizado. No entanto, uma complicação potencial éque a edição CRISPR pode levar a outras alterações gena´micas não intencionais. Isso éconhecido como atividade fora do alvo. Ao alvejar vários locais no genoma, a atividade fora do alvo pode levar a translocações, rearranjo incomum de cromossomos, bem como outras modificações gena´micas não intencionais.

Controlar a atividade de edição fora do alvo éum dos desafios centrais para tornar a tecnologia CRISPR-Cas9 precisa e aplica¡vel na prática médica. Os ensaios de medição atuais e os manãtodos de análise de dados para quantificar a atividade fora do alvo não fornecem avaliação estata­stica, não são suficientemente sensa­veis para separar o sinal do rua­do em experimentos com baixas taxas de edição e requerem esforços incômodos para abordar a detecção de translocações.

Na edição desta segunda-feira, 24, na revista Nature Communications , uma equipe multidisciplinar de pesquisadores do Centro Interdisciplinar de Herzliya e da Universidade Bar-Ilan relatou o desenvolvimento de uma nova ferramenta de software para detectar, avaliar e quantificar a atividade de edição fora do alvo, incluindo eventos adversos de translocação que pode causar ca¢ncer. O software ébaseado na entrada obtida de um ensaio de medição padra£o, envolvendo amplificação PCR multiplexada e Sequenciamento de Pra³xima Geração (NGS).

Conhecida como CRISPECTOR, a ferramenta analisa dados de sequenciamento de próxima geração obtidos de experimentos CRISPR-Cas9 e aplica modelagem estata­stica para determinar e quantificar a atividade de edição. CRISPECTOR mede com precisão a atividade fora do alvo em cada locus interrogado. Além disso, permite melhores taxas de falso-negativo em sites com atividade fora do alvo fraca, mas significativa. a‰ importante ressaltar que um dos novos recursos do CRISPECTOR ésua capacidade de detectar eventos adversos de translocação que ocorrem em um experimento de edição.

"Na edição do genoma, especialmente para aplicações cla­nicas, éfundamental identificar baixa atividade fora do alvo e eventos adversos de translocação. Mesmo um pequeno número de células com potencial carcinogaªnico, quando transplantadas para um paciente no contexto de terapia genanãtica, pode ter consequaªncias prejudiciais em termos de patogaªnese do ca¢ncer. Como parte dos protocolos de tratamento, anã, portanto, importante detectar esses eventos potenciais com antecedaªncia ", disse o Dr. Ayal Hendel, da Universidade Bar-Ilan, da Mina e da Faculdade de Ciências da Vida Everard Goodman.

O Dr. Hendel conduziu o estudo, juntamente com o Prof. Zohar Yakhini, da Escola Arazi de Ciência da Computação do Centro Interdisciplinar (IDC) de Herzliya. "CRISPECTOR fornece um manãtodo eficaz para caracterizar e quantificar erros potenciais induzidos por CRISPR, melhorando significativamente a segurança do uso cla­nico futuro de edição de genoma." A equipe de Hendel usou a tecnologia CRISPR-Cas9 para editar genes em células-tronco relevantes para doenças do sangue e do sistema imunológico. No processo de análise dos dados, eles tomaram conhecimento das deficiências das ferramentas existentes para quantificar a atividade fora do alvo e das lacunas que deveriam ser preenchidas para melhorar a aplicabilidade. Essa experiência levou a  colaboração com o grupo lider de biologia computacional e bioinforma¡tica do Prof Yakhini.

O professor Zohar Yakhini, do IDC Herzliya e do Technion, diz: "Em experimentos que utilizam técnicas de sequenciamento profundo que tem na­veis significativos de rua­do de fundo, baixos na­veis de atividade fora do alvo podem se perder sob o rua­do. A necessidade de uma medição abordagem e análise de dados relacionados que são capazes de ver além do rua­do, bem como de detectar eventos de translocação adversos que ocorrem em um experimento de edição, éevidente para cientistas e profissionais de edição de genoma. CRISPECTOR éuma ferramenta que pode filtrar o rua­do de fundo para identificar e quantificar sinais fora do alvo verdadeiros. Além disso, usando modelagem estata­stica e análise cuidadosa dos dados, o CRISPECTOR também pode identificar um espectro mais amplo de aberrações gena´micas. Ao caracterizar e quantificar os erros potenciais induzidos por CRISPR, nossos manãtodos apoiara£o o uso cla­nico mais seguro de abordagens terapaªuticas de edição de genoma. "