Eliminación del cromosoma específico del alelo después de la escisión de Cas9 en embriones humanos

Área de la Ciencia:

• Embriología humana
• Genética molecular
• Tecnologías de edición de genes

Sus antecedentes:

• Los trastornos genéticos heredados representan una carga significativa para las familias.
• Los tratamientos actuales de fertilidad a menudo se basan en la selección de embriones para evitar enfermedades genéticas.
• La edición de genes ofrece una alternativa potencial para corregir las mutaciones que causan enfermedades en los embriones humanos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar los resultados de la reparación de las rupturas de doble hebra (DSB) inducidas por Cas9 en el locus EYS en embriones humanos.
• Evaluar la eficiencia y la seguridad de la edición de genes para corregir una mutación específica que causa ceguera.
• Identificar los desafíos potenciales y las consecuencias no deseadas de la edición de genes en el desarrollo humano temprano.

Principales métodos:

• Introducción de una ruptura de doble hebra (DSB) inducida por Cas9 en el locus EYS en el cromosoma paterno en cigotos humanos.
• Análisis de los resultados de la reparación del ADN, incluida la unión final mediada por microhomología (MMEJ) y la unión final no homóloga (NHEJ).
• Evaluación de la escisión fuera del objetivo de Cas9 y su impacto en la integridad cromosómica.

Principales resultados:

• El resultado de reparación predominante fue la unión final mediada por microhomología (MMEJ), lo que resultó en la restauración no mosaico del marco de lectura en el primer ciclo celular.
• Aproximadamente la mitad de las rupturas inducidas permanecieron sin reparar, lo que condujo a un alelo paterno indetectable y a la posterior pérdida del brazo cromosómico.
• La escisión fuera del objetivo de Cas9 dio lugar a pérdidas cromosómicas e inserciones/deleciones hemisigóticas (indels) debido a la escisión bialélica.

Conclusiones:

• Si bien la edición de genes puede restaurar los marcos de lectura en los embriones humanos, los resultados de reparación involuntarios como MMEJ y las rupturas no reparadas son comunes.
• Las DSB inducidas por Cas9 pueden conducir a una inestabilidad cromosómica significativa, incluidas las pérdidas y los indels, que plantean riesgos para la aplicación clínica.
• Sigue habiendo desafíos significativos para lograr una corrección segura y efectiva de la mutación genética en embriones humanos, lo que requiere una mayor investigación sobre los mecanismos precisos de reparación y los efectos fuera del objetivo.