Otimizando a edição gênica : do sistema imune aos off-targets

Abstract

A edição gênica por CRISPR/Cas9 tem potencial para mudar o tratamento de doenças. Entretanto um aspecto importante a ser considerado é o sistema imunológico, que pode afetar a eficiência da terapia gênica de diferentes formas. Neste trabalho revisamos, de forma geral, produtos de terapias aprovados e os pontos onde a resposta imune pode ser elicitada, principalmente em edição gênica. A saber, esses pontos incluem respostas contra o vetor ou seu conteúdo após a entrega e contra o produto do gene corrigido. Apresentamos também as estratégias desenvolvidas para transpor estes obstáculos. Ainda, apresentamos análises a respeito da necessidade de avaliação da variabilidade. Os resultados mostram que dentre os epitopos que podem ser gerados, uma grande quantidade seria capaz de induzir uma resposta imune quando apresentados por alelos HLA específicos comuns a três grupos étnicos. Ao mesmo tempo que a facilidade da aplicação de CRISPR/Cas9 nos mais variados estudos traz benefícios, o mesmo sistema tem o potencial de causar efeitos colaterais perigosos, especialmente quando a edição ocorre fora do sítio alvo, gerando potenciais distúrbios no bom funcionamento dos mecanismos da célula. A maioria dos trabalhos sobre off-targets, no entanto, leva em conta apenas as sequências de DNA genômico e sgRNA, esperando que a semelhança nessas sequências auxilie na diminuição de sua ocorrência. Acreditamos, entretanto que outros aspectos deveriam ser levados em consideração. Assim, não só avaliamos os resultados de preditores como também descrevemos um pipeline baseado em ferramentas online que mostra a importância de considerar os recursos estruturais na análise de off-targets.

Gene editing by CRISPR/Cas9 has the potential to change the treatment of disease. However, an important aspect to be considered is the immune system, which can affect the efficiency of gene therapy in different ways. In this work, we generally review approved therapy products and the points where the immune response can be elicited, mainly in gene editing. Namely, these points include responses against the vector or its contents after delivery and against the corrected gene product. We also present the strategies developed to overcome these obstacles. Furthermore, we present analyses regarding the need to evaluate the variability. The results show that among the epitopes that can be generated, a large amount would be able to induce an immune response when presented by specific HLA alleles common to three ethnic groups. While the ease of application of CRISPR/Cas9 in the most varied studies brings benefits, the same system has the potential to cause dangerous side effects, especially when editing occurs outside the target site, generating potential disturbances in the proper functioning of the mechanisms of the cell. Most of the work on off-targets, however, takes into account only the DNA and sgRNA sequences, hoping that the similarity in these sequences will help to reduce their occurrence. We believe, however, that other aspects should be taken into account. Thus, we not only evaluate predictor results but also describe a pipeline based on online tools that shows the importance of considering structural features in off-target analysis.