O uso da tecnologia CRISPR-Cas para a geração de células T CAR – Parte 01

PARTE 01

ISSN 2446-7227

Autores:
Mara Elisama da Silva Januário
Matheus Henrique dos Santos

         A foto conhecida como “Fotografia 51”, tirada por Rosalind Franklin por cristalografia de raios-x, revolucionou a ciência em 1953.

         A partir desta foto se deu a descoberta da estrutura tridimensional da molécula de DNA que rendeu o Prêmio Nobel de Medicina de 1962 a James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins. Este marco pavimentou muitos avanços e atualmente é possível modificar por meio de um reconhecimento direto e específico a sequência da molécula de DNA, com a tecnologia CRISPR-Cas.

CRISPR-Cas o que?

        CRISPR vem do termo em inglês clustered regularly interspaced short palindromic repeat DNA sequences e significa repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente interespaçadas.

Oi? Como? Repete, por favor?

         Explicando tim-tim por tim-tim são sequências palindrômicas, ou seja, sequências de DNA que possuem simetria dupla, a sequência em uma fita é simétrica a sequência da outra fita, na mesma direção (5’→ 3’), como nesse exemplo abaixo:

         No genoma de diversos organismos procarióticos (Bactéria e Archaea) essas sequências palindrômicas são curtas e estão agrupadas e interespaçadas por sequências únicas chamadas de espaçadores. Já Cas se refere ao gene cas, que dá origem as enzimas Cas e é adjacente as sequências palindrômicas.

         Apesar de terem sido encontradas e descritas em 1987, em Escherichia coli, somente em 2005 essas sequências foram associadas ao sistema imune adaptativo dos procariotos, com a descoberta da origem das regiões espaçadoras do locus CRISPR, sendo estas provenientes de sequências extracromossomais de plasmídeos e vírus.

Retomando o raciocínio…

         As enzimas Cas cortam sequências de DNA estranho e em conjunto com as sequências CRISPR funcionam como uma memória imunológica para a bactérias. As sequências CRISPR armazenam informações sobre organismos invasores e facilitam o reconhecimento do material genético de invasores pelas enzimas Cas. Isso possibilita que a bactéria reconheça e elimine rapidamente invasores, como os vírus.

Como esse sistema é usado para edição genômica?

 
         No processo natural, nas bactérias, as proteínas Cas são direcionadas aos seus alvos mediante a atuação de duas moléculas de RNA que atuam em conjunto com a enzima Cas9 para quebrar o DNA invasor. Uma das moléculas reconhece o DNA alvo e a outra é responsável pelo reconhecimento e interação com a enzima Cas9.
       No laboratório para a edição gênica funciona mais ou menos da mesma forma, mas é utilizada uma única molécula de RNA, chamada sgRNA (do inglês, single guide RNA) e no lugar da sequência que reconhece um DNA invasor utilizamos uma sequência alvo, que queremos modificar.
 
Refrências Bibliográficas
  1. Adli, M. (2018) The CRISPR tool kit for genome editing and beyond Nat Commun 9, 1911 10.1038/s41467-018-04252-2
  2. Hajifathalia, A. et al (2023) . Novelty in improvement of CAR T cell-based immunotherapy with the aid of CRISPR system. Hematology, Transfusion and Cell Therapy, DOI: 10.1016/j.htct.2023.05.009.

 

Texto e Imagens
Mara Elisama da Silva Januário
Matheus Henrique dos Santos

Revisão
Dayane de Fatima Schmidt

Diagramação
Roberto Galetti Sanchez