A tecnologia CRISPR melhora os sintomas da doença de Huntington em modelos

A doença de Huntington (HD) é um distúrbio neurológico que causa perda progressiva de movimento, coordenação e função cognitiva. É causada por uma mutação em um único gene chamado huntingtina (HTT). Mais de 200.000 pessoas em todo o mundo vivem com a condição genética, aproximadamente 30.000 nos Estados Unidos. Mais de um quarto de milhão de americanos correm o risco de herdar a DH de um progenitor afetado. Não há cura.

Mas em um novo estudo, publicado em 12 de dezembro de 2022 em Natureza Neurociênciapesquisadores da Escola de Medicina de San Diego da Universidade da Califórnia, com colegas de outros lugares, descrevem o uso da tecnologia CRISPR/Cas13d de direcionamento de RNA para desenvolver uma nova estratégia terapêutica que elimina especificamente o RNA tóxico que causa a DH.

O CRISPR é conhecido como uma ferramenta de edição de genoma que permite aos cientistas adicionar, remover ou alterar material genético em locais específicos do genoma. É baseado em um sistema de defesa imune natural usado por bactérias. No entanto, as estratégias atuais correm o risco de edições fora do alvo em locais não intencionais que podem causar inserções cromossômicas permanentes e hereditárias ou alterações no genoma. Por causa disso, esforços significativos se concentraram na identificação de sistemas CRISPR que visam o RNA diretamente sem alterar o genoma.

No caso da DH, a condição é causada por sequências repetitivas e danosas no gene HTT.

“Nossas células têm dificuldade em copiar DNA repetitivo, e esses erros de cópia podem fazer com que as sequências repetitivas cresçam mais a cada geração”, disse o autor sênior do estudo Gene Yeo, Ph.D., professor de estudos celulares e medicina molecular na Escola de Medicina da UC San Diego.

“No gene Huntingtin, essas repetições podem às vezes crescer muitas vezes em seu comprimento normal, com a proteína expandida por repetição resultante tendendo a se agregar e formar aglomerados tóxicos em uma parte do cérebro chamada estriado, importante para regular o movimento. A perda de neurônios funcionais no corpo estriado acaba levando a sintomas de DH.”

Com colegas da UC Irvine e da Johns Hopkins University, Yeo e sua equipe investigaram se a tecnologia CRISPR de direcionamento de RNA recentemente descrita poderia ser usada para afetar o acúmulo de RNA (um intermediário químico entre as instruções de DNA e a produção de proteínas) associado à DH.

Eles usaram veículos virais para entregar a terapia a culturas neuronais, que foram desenvolvidas a partir de células-tronco derivado de pacientes com HD, e descobriu que a abordagem não apenas visava e destruía moléculas de RNA mutantes, mas também limpava o acúmulo de proteínas tóxicas. Eles também demonstraram que a expressão de outros genes humanos geralmente não foi interrompida pela terapia.

“Nosso objetivo era projetar um tipo de terapia que visasse apenas o RNA tóxico que causa a DH e pudesse manter o resto do genoma humano e transcriptoma intactos”, disse a co-primeira autora Kathryn Morelli, Ph.D., pesquisadora bolsista no laboratório de Yeo. “Examinamos especificamente nossas principais construções terapêuticas em linhagens de células de pacientes com DH para ter certeza disso.”

O desenvolvimento de terapias eficazes para a DH provou ser um desafio. Em 2021, por exemplo, dois ensaios clínicos para terapias genéticas promissoras foram interrompidos após resultados decepcionantes. Ambas as drogas potenciais foram apresentadas como divisores de águas para a DH. Atualmente, nenhum tratamento pode alterar o curso da doença, embora os medicamentos possam diminuir alguns sintomas.

“A comunidade de Huntington ficou devastada quando o testes clínicos falhou, principalmente devido à especificidade do alvo e efeitos tóxicos“, disse Yeo. “Mas sua rescisão só re-energizou a comunidade científica para encontrar estratégias alternativas.”

O laboratório de Yeo colaborou com Wenzhen Duan, MD, Ph.D., professor de psiquiatria e ciências comportamentais, na Johns Hopkins Medicine para realizar testes pré-clínicos em camundongos. Duan, com o co-primeiro autor Qian Wu, Ph.D., descobriu que a terapia melhorou a coordenação motora, atenuou a degradação estriatal e reduziu os níveis de proteínas tóxicas em um modelo de camundongo com DH. As melhorias duraram pelo menos 8 meses sem efeitos adversos e efeitos mínimos fora do alvo em outras moléculas de RNA.