Co CRISPR Genome Editace prostředky pro BRCA rakoviny prsu Testování

Více než 1 milion žen má genetické testování BRCA1 a BRCA2, genů, ve kterých mohou mutace dramaticky zvýšit riziko vzniku karcinomu prsu a vaječníků v raném věku. Pro mnoho žen však byly výsledky testů nejednoznačné. To proto, že není jasné, kde jsou určité genetické variace neškodné nebo způsobují rakovinu.

BRCA1 patřil mezi první objevené geny predispozice na rakovinu a byl studován více než 20 let. Gen produkuje protein, který opravuje poškození DNA, což by jinak mohlo vést k tvorbě nádorů. Vzhledem k tomu, že výzkumníci a kliničtí lékaři zjistili mnoho genetických variací v BRCA1, ale pro většinu z nich, nejsme schopni zjistit, zda narušují funkci genu - zvyšují riziko rakoviny - nebo zda jsou naprosto neškodní.

Náš výzkumný tým pracuje v nově vznikající oblasti genomické medicíny, která využívá genetickou informaci jedince k předepisování péče. Zjistili jsme, že takové „varianty nejistého významu“ omezují užitečnost genetického testování a vyhlídky na genomickou medicínu.Víme, že tento problém se pravděpodobně zhorší, protože se očekává, že počet nejistých variant v BRCA1 a dalších „lékařsky působitelných“ genech bude exponenciálně růst, protože genetické testování je rozšířeno na celé populace.

Ve studii jsme se rozhodli aplikovat editaci genomu CRISPR, abychom vyřešili problém, který tyto varianty s nejistým významem představují. CRISPR má obrovský potenciál, protože technologie umožňuje výzkumníkům, jako jsme my, pohrávat si s lidskými geny. CRISPR nám umožňuje provádět velmi specifické změny, „úpravy“ naší DNA - tedy frázi „editace genomu“.

Ačkoli existuje mnoho studií, které se pokoušejí použít CRISPR k léčbě onemocnění, může být také použito k zavedení specifických mutací do lidských buněk, které rostou v misce, za účelem studia toho, jaké účinky mají tyto mutace na buňku - například zda způsobují selhání genu.

V naší studii jsme použili editaci genomu CRISPR, abychom záměrně vytvořili asi 4 000 různých variant genu BRCA1 v lidských buňkách, téměř všechny možné varianty v nejdůležitějších oblastech tohoto genu. Důležité je, že přežití lidských buněk, které jsme použili, závisí na intaktní funkci genu BRCA1. V důsledku toho buňky obsahující mutace, které narušily funkci genu BRCA1, nebyly schopny přežít. Na druhé straně buňky obsahující mutace, které neměly žádný vliv na funkci genu BRCA1, byly v pořádku. Pomocí sekvenování DNA jsme sledovali, které mutace byly spojeny s buněčnou smrtí vs. přežití buněk.

Když jsme srovnávali mutace, které způsobily smrt buněk variantám, o nichž je známo, že zvyšují riziko rakoviny, zjistili jsme, že jsou stejné. To nám dalo důvěru říci, že chování těchto variant v buňkách v misce předpovídalo riziko rakoviny u lidí.

Ačkoli vědci používají laboratorní testy k testování variant v BRCA1 po mnoho let, naše práce je jiná ze tří důvodů.

Nejprve jsme testovali mnohem více variant, než kdy byly testovány, včetně tisíců, které nikdy předtím nebyly pozorovány, ale téměř jistě existují alespoň ve stovkách živých lidí.

Za druhé, v minulosti byly varianty BRCA1 testovány v genech pořízených „mimo kontext“ - konkrétně studovaly pouze sekvence DNA, které kódují protein BRCA1, spíše než okolní sekvence, které regulují, jak je exprimován. CRISPR nám umožňuje poprvé vytvořit a otestovat mutace v samotném lidském genomu.

A konečně u stovek variant BRCA1 pozorovaných u pacientů, u kterých máme dobrý pocit, zda zvyšují riziko rakoviny prsu a vaječníků, jsou naše předpovědi založené na našich studiích CRISPR téměř dokonale přesné. To znamená, že varianty slučitelné s přežíváním buněk v našem testu jsou u pacientů benigní, zatímco varianty, které zhoršují přežití buněk v našem testu, způsobují riziko rakoviny. To nám dává důvěru v naše předpovědi pro jiné varianty, které nikdy předtím nebyly pozorovány, ale nevyhnutelně budou, zejména proto, že stále více žen je vyšetřováno na mutace v tomto genu.

Vzhledem k této silné dohodě s údaji o „zlatém standardu“ odvozeným ze studií na lidech předpovídáme, že naše výsledky mohou být použity k poskytnutí lepších odpovědí ženám s obtížnými variantami interpretace v BRCA1. To zahrnuje mnoho žen, které mají zvýšené riziko rakoviny, ale dříve byly vynechány genetickým testováním. Těmto ženám tyto znalosti o tom, co jejich mutace znamenají, mohou kriticky informovat o zdravotní péči, kterou dostávají.

Tento článek byl původně publikován na The Conversation Jay Shendure, Greg Findlay a Lea Starita. Přečtěte si originální článek zde.