Ano ang CRISPR Genome Editing Means para sa BRCA Breast Cancer Testing

Mahigit sa 1 milyong kababaihan ang nagkaroon ng genetic testing ng BRCA1 at BRCA2, ang mga gene kung saan ang mga mutasyon ay maaaring dagdagan ang panganib para sa maagang pagsisimula ng dibdib at ovarian cancer. Ngunit para sa maraming kababaihan, ang mga resulta ng pagsusulit ay hindi maliwanag. Ito ay dahil hindi malinaw kung saan ang ilang mga pagkakaiba-iba ng genetiko ay hindi nakakapinsala o nagiging sanhi ng kanser.

Ang BRCA1 ay kabilang sa mga unang kanser sa predisposisyon ng kanser na natuklasan, at ito ay na-aral nang higit sa 20 taon. Ang gene ay gumagawa ng isang protina na nag-aayos ng pinsala sa DNA, na maaaring humantong sa pagbuo ng mga bukol. Dahil sa natuklasan nito, natuklasan ng mga mananaliksik at mga clinician ang maraming mga pagkakaiba-iba ng genetic sa BRCA1, ngunit para sa karamihan sa mga ito, hindi namin nalalaman kung pinipinsala nito ang pag-andar ng gene - pagpapataas ng panganib ng kanser - o kung wala silang ganap na hindi nakakapinsala.

Gumagana ang aming koponan sa pananaliksik sa umuusbong larangan ng genomic na gamot, na gumagamit ng genetic na impormasyon ng isang indibidwal upang magreseta ng pangangalaga. Kinilala namin na ang ganitong "variant ng hindi tiyak na kabuluhan" ay limitado ang utility ng genetic testing at ang mga prospect para sa genomic medicine.Alam namin na ang problema ay malamang na lumala, dahil ang bilang ng mga di-tiyak na variant sa BRCA1 at iba pang mga "medikal na naaaksyunang" na mga gene ay inaasahang lalago nang ekslusibo habang pinalalawak ang genetic testing sa buong populasyon.

Sa isang pag-aaral, nag-set up kami upang mag-apply CRISPR genome editing upang malutas ang hamon na ibinabanta ng mga variant na ito ng hindi tiyak na kahalagahan. Ang CRISPR ay may napakalaking potensyal dahil ang teknolohiyang ito ay nagpapahintulot sa mga mananaliksik na gusto tinker sa mga gene ng tao. Pinapayagan tayo ng CRISPR na gumawa ng mga partikular na pagbabago, "mga pag-edit" sa aming DNA - kaya ang parirala, "pag-eedit ng genome."

Bagaman maraming mga pag-aaral na sinusubukang gamitin ang CRISPR upang gamutin ang sakit, maaari rin itong gamitin upang ipakilala ang mga tiyak na mutasyon sa mga selulang tao na lumalaki sa isang ulam, para sa mga layunin ng pag-aaral kung ano ang mga epekto ng mga mutasyong na ito sa cell - halimbawa, maging sanhi man o hindi ang isang gene sa malfunction.

Sa aming pag-aaral, ginamit namin ang CRISPR pag-edit ng genome upang sadyang makapag-engineer ang mga 4,000 iba't ibang variant ng BRCA1 gene sa mga selula ng tao, halos lahat ng posibleng variant sa pinakamahalagang rehiyon ng gene na ito. Mahalaga, ang kaligtasan ng mga selula ng tao na ginamit namin ay nakasalalay sa buo sa pag-andar ng BRCA1 gene. Bilang kinahinatnan, ang mga cell na naglalaman ng mga mutasyon na disrupted ang function ng BRCA1 gene ay hindi makaligtas. Sa kabilang banda, ang cell na naglalaman ng mga mutasyon na walang epekto sa function ng BRCA1 gene ay maayos. Gamit ang DNA sequencing, sinubaybayan namin kung aling mga mutasyon ang nauugnay sa cell death vs. cell survival.

Kapag inihambing namin ang mga mutasyon na nagdulot ng pagkamatay ng cell sa mga variant na kilala upang madagdagan ang panganib ng kanser, napansin namin na sila ay pareho. Nagbigay ito sa amin ng kumpiyansa na sabihin na ang pag-uugali ng mga variant na ito sa mga selula sa ulam ay mahuhulaan sa panganib ng kanser sa mga tao.

Kahit na ginamit ng mga siyentipiko ang mga pagsusuri sa laboratoryo upang subukan ang mga variant sa BRCA1 sa loob ng maraming taon, iba ang aming trabaho sa tatlong dahilan.

Una, sinubukan namin ang maraming iba pang mga variant kaysa kailanman na nasubok, kabilang ang libu-libo na hindi kailanman naobserbahan bago ngunit halos tiyak na umiiral sa hindi bababa sa daan-daang buhay na tao.

Pangalawa, sa kasaysayan, ang mga variant ng BRCA1 ay sinubukan sa mga gen na kinuha "sa labas ng konteksto" - partikular, ang pag-aaral lamang ng mga sequence ng DNA na naka-encode sa BRCA1 na protina kaysa sa nakapalibot na mga pagkakasunud-sunod na kumokontrol kung paano ito ipinahayag. Pinapayagan tayo ng CRISPR, sa kauna-unahang pagkakataon, upang lumikha at subukan ang mga mutasyon sa genome ng tao mismo.

Sa wakas, para sa daan-daang mga variant ng BRCA1 na nakikita sa mga pasyente kung saan kami ay may mabuting pag-iisip kung hindi nila madaragdagan ang panganib ng kanser sa suso at ovarian, ang aming mga hula batay sa aming pag-aaral sa CRISPR ay halos perpektong tumpak. Iyon ay, ang mga variant na katugma sa cell survival sa aming assay ay benign sa mga pasyente, habang ang mga variant na nakapipinsala sa kaligtasan ng cell sa aming assay ay nagdudulot ng panganib sa kanser. Nagbibigay ito sa amin ng kumpiyansa sa aming mga hula para sa iba pang mga variant na hindi kailanman naobserbahan ngunit hindi maaaring hindi, lalo na kung mas maraming babae ang nasisiyahan para sa mga mutasyon sa gene na ito.

Dahil sa malakas na kasunduan na ito sa data na "ginto standard" na nagmula sa pag-aaral ng tao, hinuhulaan namin ang aming mga resulta ay maaaring magamit upang magbigay ng mas mahusay na mga sagot sa mga kababaihan na may mapaghamong-to-interpret na mga variant sa BRCA1. Kabilang dito ang maraming kababaihan na may mataas na panganib ng kanser, ngunit dati ay napalampas ng genetic testing. Sa mga kababaihang ito, ang kaalaman na ito kung ano ang ibig sabihin ng kanilang mga mutasyon ay maaaring masabihan ang pangangalagang medikal na natatanggap nila.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Jay Shendure, Greg Findlay, at Lea Starita. Basahin ang orihinal na artikulo dito.