Шта ЦРИСПР уређивање генома значи за БРЦА тестирање рака дојке

Више од милион жена је имало генетичко тестирање гена БРЦА1 и БРЦА2, у којима мутације могу драматично повећати ризик од рака дојке и јајника раног почетка. Међутим, за многе жене резултати тестова су били двосмислени. То је зато што није јасно гдје су одређене генетске варијације безопасне или узрокују рак.

БРЦА1 је био један од првих откривених гена за предиспозицију за рак и проучаван је више од 20 година. Овај ген производи протеин који поправља оштећења ДНК, што би иначе могло довести до стварања тумора. Од свог открића, истраживачи и клиничари су идентификовали многе генетске варијације у БРЦА1, али за већину њих нисмо у могућности да кажемо да ли нарушавају функцију гена - повећавајући ризик од рака - или су савршено безопасни.

Наш истраживачки тим ради у новој области геномске медицине, која користи генетичку информацију појединца за прописивање његе. Схватили смо да су такве "варијанте несигурног значаја" ограничиле корисност генетичког тестирања и изгледе за геномску медицину.Знамо да ће се проблем погоршати, јер се очекује да ће број неизвјесних варијанти у БРЦА1 и другим „медицински дјелотворним“ генима експоненцијално расти како се генетичко тестирање проширује на цијеле популације.

У студији смо поставили да применимо ЦРИСПР уређивање генома да бисмо решили изазов који представљају ове варијанте са несигурним значајем. ЦРИСПР има огроман потенцијал јер технологија омогућава истраживачима као што смо ми да се баве људским генима. ЦРИСПР нам дозвољава да направимо врло специфичне промјене, "уређујемо" нашу ДНК - дакле израз "уређивање генома".

Иако постоје многе студије које покушавају да користе ЦРИСПР за лечење болести, такође се може користити за увођење специфичних мутација у људске ћелије које расту у јелу, у сврху проучавања ефеката које ове мутације имају на ћелију - на пример, да ли они узрокују неисправност гена.

У нашој студији користили смо уређивање генома ЦРИСПР-а како бисмо намјерно конструисали око 4.000 различитих варијанти гена БРЦА1 у хуманим ћелијама, готово све могуће варијанте у најважнијим регионима овог гена. Важно је да преживљавање људских ћелија које смо користили зависи од интактне функције гена БРЦА1. Као последица тога, ћелије које садрже мутације које су пореметиле функцију гена БРЦА1 нису биле у стању да преживе. С друге стране, ћелије које садрже мутације које нису имале ефекта на функцију гена БРЦА1 биле су сасвим у реду. Користећи секвенцирање ДНК, пратили смо које су мутације повезане са ћелијском смртношћу насупрот преживљавању ћелија.

Када смо упоредили мутације које су изазвале смрт ћелија са варијантама за које се зна да повећавају ризик од рака, приметили смо да су они исти. То нам је дало поуздање да кажемо да је понашање ових варијанти у ћелијама у посуди предвиђало ризик од рака код људи.

Иако су научници већ годинама користили лабораторијске тестове за тестирање варијанти у БРЦА1, наш рад је различит из три разлога.

Прво, тестирали смо много више варијанти него што смо икада тестирали, укључујући хиљаде које никада раније нису биле примијећене, али готово сигурно постоје у најмање стотинама живих људи.

Друго, историјски гледано, БРЦА1 варијанте су тестиране у генима узетим „ван контекста“ - конкретно, проучавајући само ДНК секвенце које кодирају БРЦА1 протеин, а не околне секвенце које регулишу како се изражава. ЦРИСПР нам први пут омогућава да створимо и тестирамо мутације у самом људском геному.

Коначно, за стотине варијанти БРЦА1 које се виде код пацијената код којих имамо добар осећај да ли повећавају ризик од рака дојке и јајника, наша предвиђања заснована на нашим ЦРИСПР студијама су скоро савршено тачна. То јест, варијанте које су компатибилне са преживљавањем ћелија у нашем тесту су бенигне код пацијената, док варијанте које умањују преживљавање ћелија у нашем тесту узрокују ризик од рака. Ово нам даје поуздање у наша предвиђања за друге варијанте које до сада нису биле примијећене, али неизбјежно ће бити, поготово што се све више жена тестира на мутације у овом гену.

Због овог снажног слагања са подацима о „златном стандарду“ који су изведени из људских студија, ми предвиђамо да се наши резултати могу користити за пружање бољих одговора женама са варијантама у БРЦА1 које доводе у питање. Ово укључује многе жене које имају повећан ризик од рака, али би претходно биле пропуштене генетским тестирањем. Овим женама ова сазнања о томе шта њихове мутације значе могу критички да обавесте медицинску негу коју примају.

Овај чланак је првобитно објављен на конверзацији Јаи Схендуре, Грег Финдлаи и Леа Старита. Прочитајте оригинални чланак овде.