Apa Sarana Pengeditan Genom CRISPR untuk Pengujian Kanker Payudara BRCA

Lebih dari 1 juta wanita telah melakukan tes genetik BRCA1 dan BRCA2, gen di mana mutasi dapat secara dramatis meningkatkan risiko kanker payudara dan kanker ovarium yang mulai timbul dini. Tetapi bagi banyak wanita, hasil tesnya tidak jelas. Itu karena tidak jelas di mana variasi genetik tertentu tidak berbahaya atau menyebabkan kanker.

BRCA1 adalah salah satu gen predisposisi kanker pertama yang ditemukan, dan telah dipelajari selama lebih dari 20 tahun. Gen tersebut menghasilkan protein yang memperbaiki kerusakan DNA, yang mungkin bisa mengarah pada pembentukan tumor. Sejak penemuannya, para peneliti dan dokter telah mengidentifikasi banyak variasi genetik dalam BRCA1, tetapi untuk sebagian besar dari ini, kami tidak dapat mengetahui apakah mereka merusak fungsi gen - meningkatkan risiko kanker - atau apakah mereka benar-benar tidak berbahaya.

Tim peneliti kami bekerja di bidang kedokteran genomik yang sedang berkembang, yang menggunakan informasi genetik seseorang untuk meresepkan perawatan. Kami menyadari bahwa "varian signifikansi tidak pasti" seperti itu membatasi kegunaan pengujian genetik dan prospek untuk pengobatan genom.Kita tahu bahwa masalah cenderung menjadi lebih buruk, karena jumlah varian yang tidak pasti dalam BRCA1 dan gen "yang dapat ditindaklanjuti secara medis" lainnya diperkirakan akan tumbuh secara eksponensial karena pengujian genetik diperluas ke seluruh populasi.

Dalam sebuah penelitian, kami mulai menerapkan pengeditan genom CRISPR untuk mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh varian-varian ini dengan signifikansi yang tidak pasti. CRISPR memiliki potensi luar biasa karena teknologi ini memungkinkan para peneliti seperti kita untuk bermain-main dengan gen manusia. CRISPR memungkinkan kita untuk membuat perubahan yang sangat spesifik, "pengeditan" untuk DNA kita - demikian ungkapan, "pengeditan genom."

Meskipun ada banyak penelitian yang mencoba menggunakan CRISPR untuk mengobati penyakit, itu juga dapat digunakan untuk memperkenalkan mutasi spesifik ke dalam sel manusia yang tumbuh dalam piringan, untuk tujuan mempelajari efek apa yang dimiliki mutasi ini pada sel - misalnya, apakah mereka menyebabkan gen tidak berfungsi.

Dalam penelitian kami, kami menggunakan pengeditan genom CRISPR untuk merekayasa secara sengaja sekitar 4.000 varian gen BRCA1 yang berbeda dalam sel manusia, hampir semua varian yang mungkin ada di wilayah paling penting gen ini. Yang penting, kelangsungan hidup sel manusia yang kami gunakan bergantung pada fungsi utuh gen BRCA1. Akibatnya, sel-sel yang mengandung mutasi yang mengganggu fungsi gen BRCA1 tidak dapat bertahan hidup. Di sisi lain, sel yang mengandung mutasi yang tidak berpengaruh pada fungsi gen BRCA1 baik-baik saja. Menggunakan sekuensing DNA, kami melacak mutasi yang dikaitkan dengan kematian sel vs kelangsungan hidup sel.

Ketika kami membandingkan mutasi yang menyebabkan kematian sel dengan varian yang diketahui meningkatkan risiko kanker, kami perhatikan bahwa mereka sama. Ini memberi kami kepercayaan diri untuk mengatakan bahwa perilaku varian-varian ini dalam sel-sel dalam piringan adalah prediksi risiko kanker pada manusia.

Meskipun para ilmuwan telah menggunakan uji laboratorium untuk menguji varian dalam BRCA1 selama bertahun-tahun, pekerjaan kami berbeda karena tiga alasan.

Pertama, kami menguji lebih banyak varian daripada yang pernah diuji, termasuk ribuan yang belum pernah diamati sebelumnya tetapi hampir pasti ada di setidaknya ratusan manusia yang hidup.

Kedua, secara historis, varian BRCA1 telah diuji pada gen yang diambil “di luar konteks” - khususnya, mempelajari hanya sekuens DNA yang mengkode protein BRCA1 daripada sekuens sekitarnya yang mengatur bagaimana itu diekspresikan. CRISPR memungkinkan kita, untuk pertama kalinya, membuat dan menguji mutasi pada genom manusia itu sendiri.

Akhirnya, untuk ratusan varian BRCA1 yang terlihat pada pasien di mana kami memiliki pemahaman yang baik apakah mereka meningkatkan risiko kanker payudara dan ovarium, prediksi kami berdasarkan studi CRISPR kami hampir sepenuhnya akurat. Yaitu, varian yang sesuai dengan kelangsungan hidup sel dalam pengujian kami tidak berbahaya pada pasien, sedangkan varian yang merusak kelangsungan hidup sel dalam pengujian kami menyebabkan risiko kanker. Ini memberi kami kepercayaan diri dalam prediksi kami untuk varian lain yang belum pernah diamati tetapi pasti, terutama karena semakin banyak wanita disaring untuk mutasi pada gen ini.

Karena kesepakatan yang kuat dengan data "standar emas" ini yang berasal dari studi pada manusia, kami memperkirakan hasil kami dapat digunakan untuk memberikan jawaban yang lebih baik bagi wanita dengan varian penantang untuk ditafsirkan di BRCA1. Ini termasuk banyak wanita yang memiliki risiko kanker tinggi, tetapi sebelumnya akan terlewatkan oleh tes genetik. Bagi para wanita ini, pengetahuan tentang apa arti mutasi mereka dapat secara kritis menginformasikan perawatan medis yang mereka terima.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Jay Shendure, Greg Findlay, dan Lea Starita. Baca artikel asli di sini.