Nos últimos anos, a comunidade científica fez avanços significativos no campo da edição genética, particularmente por meio do desenvolvimento dos sistemas CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Em 2020, o Prêmio Nobel de Química foi concedido aos cientistas pela descoberta do sistema CRISPR–Cas9, uma tecnologia revolucionária de edição de genoma que avançou a terapêutica de DNA. Posteriormente, o sistema CRISPR–Cas13 surgiu como uma ferramenta potencial para identificar e retificar erros em sequências de RNA. CRISPR–Cas13 é uma nova tecnologia projetada especificamente para detecção de vírus e terapêuticas direcionadas a RNA. O RNA CRISPR (CrRNA) tem como alvo sequências de RNA específicas e não específicas, e Cas13 é uma proteína efetora que sofre mudanças conformacionais e cliva o RNA alvo. Este sistema de direcionamento de RNA é tremendamente promissor para a terapêutica e apresenta uma ferramenta revolucionária no cenário da biologia molecular.
Agora, em um artigo publicado recentemente Estudo de pesquisa BioDesign, uma equipe de pesquisadores liderada pelo Professor Yuan Yao do ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Universidade de Zhejiang, China, elucidou as últimas tendências de pesquisa de CRISPR–Cas13 em terapias direcionadas a RNA. Falando sobre este artigo, que foi publicado online em 6 de setembro de 2024, no Volume 6 do periódico, o Prof. Yao diz: “Ao focar no RNA — o intermediário entre DNA e proteínas — o CRISPR-Cas13 permite que os cientistas manipulem temporariamente a expressão genética sem induzir mudanças permanentes no genoma. Essa flexibilidade o torna uma opção mais segura em cenários onde a estabilidade do genoma é crítica.”
O RNA desempenha um papel central no transporte de informações genéticas do DNA para a maquinaria de síntese de proteínas, e também regula a expressão genética e participa de vários processos celulares. Defeitos no splicing do RNA ou mutações podem levar a uma ampla variedade de doenças, que vão de distúrbios metabólicos ao câncer. Uma mutação pontual ocorre quando um único nucleotídeo é erroneamente inserido, excluído ou alterado. O CRISPR–Cas13 desempenha um papel na identificação e correção dessas mutações empregando os mecanismos REPAIR (edição de RNA para substituição programável de A para I) e RESCUE (edição de RNA para troca específica de C para U). Explicando as aplicações dos editores de genes baseados em Cas13, O Prof. Yao acrescenta: “O editor mxABE, por exemplo, pode ser usado para corrigir uma mutação sem sentido ligada à distrofia muscular de Duchenne que pode ser corrigida com o mxABE. Essa abordagem provou alta eficiência de edição, restaurando a expressão da distrofina a níveis maiores que 50% daqueles do tipo selvagem.”
CRISPR–Cas13 pode retificar eventos de splicing incomuns. A desmetilase é uma enzima que desempenha um papel crucial na modificação pós-transcricional (PTM), um processo que ocorre após a transcrição e precede a produção de proteínas. Aproveitar o conhecimento sobre eventos de splicing e entender o papel das desmetilases com a ajuda do CRISPR–Cas13 pode ajudar os cientistas a desenvolver terapias direcionadas e personalizadas. Da mesma forma, a maquinaria CRISPR–Cas13 pode ser aplicada para alterar, regular positivamente ou regular negativamente a tradução. “Um dos avanços recentes mais significativos no campo CRISPR-Cas13 é a integração da inteligência artificial (IA) para aumentar sua precisão e eficiência”, diz o Prof. Yao.
O sucesso das ferramentas CRISPR de direcionamento de RNA depende de múltiplos fatores, incluindo a sequência de RNA guia, a acessibilidade do RNA alvo e a estrutura secundária da molécula de RNA. O sistema CRISPR–Cas13 tem amplas aplicações clínicas, como diagnósticos para vírus de RNA, imagens de RNA, edição de base de RNA, edição de epigenoma de RNA e intervenções terapêuticas. O alvo do CRISPR–Cas13 e o grande tamanho da maquinaria de entrega são alguns dos obstáculos clínicos que retardam sua implementação clínica. Mas combinar técnicas moleculares com IA pode melhorar a eficiência. Algoritmos de IA têm o poder de prever e otimizar os resultados de entrega do CRISPR–Cas13.
Indo além, os sistemas CRISPR–Cas13 provavelmente continuarão sua rápida evolução. À medida que os pesquisadores refinam a tecnologia, há potencial para seu uso em uma gama ainda maior de aplicações terapêuticas, desde tratamentos antivirais — como o direcionamento ao SARS-CoV-2 — até abordagens de medicina personalizada para doenças genéticas.
Finalmente, o advento do CRISPR–Cas13 revolucionou, sem dúvida, a edição de RNA, oferecendo uma ferramenta poderosa para abordar algumas das doenças mais desafiadoras do nosso tempo. Esperançosamente, com as melhorias contínuas em especificidade, entrega e integração de IA, o CRISPR–Cas13 pode abrir caminho para uma nova era de terapias direcionadas ao RNA.
