Gli scienziati del Monte Sinai hanno sviluppato una nuova tecnologia per analizzare simultaneamente le funzioni di centinaia di geni con risoluzione che raggiunge il livello di singola cellula. La tecnologia si basa su un approccio di codici a barre e utilizza una nuova proteina descritta in un articolo pubblicato sulla rivista Cell.
Poiché il sequenziamento del primo genoma umano nei primi anni 2000 ha rivelato un insieme di oltre 20.000 geni codificanti proteine, gli scienziati non sono ancora stati in grado di caratterizzare le molte funzioni dei singoli geni. Senza questa informazione, la nostra comprensione di come funziona il genoma umano – e come usare quella conoscenza per prevedere, prevenire e persino curare le malattie – è limitata.
Nel 2012 e 2013, gli scienziati hanno individuato un nuovo approccio potente per la modifica dei geni chiamato CRISPR che può essere utilizzato per determinare le funzioni geniche.
( Vedi anche: La modifica genetica CRISPR-Cas9 danneggia il DNA più di quanto si pensasse in precedenza).
La nuova tecnologia sviluppata dagli scienziati dell’ Icahn School of Medicine at Mount Sina aiuta ad affrontare la sfida dell’analisi del genoma a una scala senza precedenti. La ricerca, guidata da borsisti postdottorato Aleksandra Wroblewska e Maxime Dhainaut, è un nuovo strumento che utilizza i codici a barre e traccia diversi CRISPR usando proteine sintetiche chiamate epitopi. I codici a barre delle proteine, indicati come Pro-codes, consentono di utilizzare centinaia di CRISPR per abbattere una moltitudine di geni.
Sebbene esistano tecnologie per la condivisione dei CRISPR, questi approcci consentono solo uno sguardo a bassa risoluzione nella funzione dei geni. Attraverso la tecnica del Pro-Code, i ricercatori del Monte Sinai sono stati in grado di caratterizzare in modo più completo gli effetti biologici di un gene.
Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia Pro-Code per cercare i geni necessari al sistema immunitario per proteggersi dal cancro. Hanno generato CRISPR per la rimozione di sospetti geni regolatori del sistema immunitario e li hanno abbinati ai Pro-Codes. Pro-Code / CRISPR abbinati sono stati quindi introdotti nelle cellule di cancro al seno e i tumori sono stati sfidati con cellule T killer che erano state progettate per riconoscere le cellule tumorali. La maggior parte delle cellule cancerose sono state rapidamente eliminate dalle cellule T. La tecnologia Pro-Code ha aiutato a determinare quali geni erano nelle cellule resistenti, alcuni con ruoli non riconosciuti nel sensibilizzare le cellule tumorali al sistema immunitario. Gli studi hanno anche identificato un regolatore negativo di PD-L1, un importante bersaglio clinico dell’immunoterapia del cancro.
“C’è ancora molto lavoro da fare per comprendere appieno il genoma umano, non sappiamo ancora cosa facciano la maggior parte dei geni e come siano collegati”, ha detto Brian Brown, Professore associato di genetica e Scienze genomiche e Direttore associato dell’Istituto di immunologia dell’Icahn Institute del Monte Sinai e autore senior della pubblicazione. “La tecnologia Pro-Code potrebbe accelerare enormemente uno dei principali obiettivi dell’era post-genoma. Questa scoperta sarà la chiave per scoprire i geni che causano malattie e potrebbero portare a nuovi bersagli farmacologici e nuove intuizioni nell’immunologia del cancro”.
Fonte: Cell
