Simulação Computacional no tratamento de Doenças Genéticas

Por: Catarina Lima

Com objetivo de desenvolver novas estratégias terapêuticas associadas ao tratamento de  doenças genéticas, foi desenvolvida, pelo laboratório de Kris Saha na Universidade de Wisconsin-Madison, uma metodologia que interliga a simulação computacional com ferramentas de edição de genes. 

No decorrer da parte experimental deste projeto, os investigadores corrigiram de forma eficaz diversas mutações em células com erros genéticos, responsáveis pela doença de Pompe, um  distúrbio metabólico raro. Uma das particularidades da doença de Pompe e de outras doenças genéticas é a inexistência de modelos animais úteis ao seu estudo, visto que estes não apresentam as mutações exatas presentes no paciente humano. Desta forma comprometem-se os estudos pré-clínicos que gostariam de realizar para avaliar a segurança e eficácia das diferentes estratégias de edição do genoma, segundo Saha, professor de Engenharia Biomédica no Wisconsin Institute for Discovery da UW – Madison.  

Para solucionar este problema, a equipa de investigação utilizou um modelo computacional capaz de projetar a melhor abordagem para a edição genética no tratamento de pacientes humanos com doença de Pompe e outras eventuais doenças.


Figura 1 – Laboratório de Kris Saha na Universidade de Wisconsin–Madison. Krish Saha encontra-se, na imagem, de pé ao lado de um outro investigador envolvido no projeto. Fotografia: Stephanie Precourt. Fonte: Site da Universidade de Wisconsin–Madison. Disponível em < https://news.wisc.edu/multiple-gene-edits-and-computer-simulations-could-help-treat-rare-genetic-diseases/ >.

Após serem implementadas cerca de um milhão de opções de simulação no modelo computacional, Saha, Amritava Das, sócio pós-doutorado do Morgridge Institute for Research e Jared Carlson-Stevermer, estudante de pós-graduação na equipa de Saha,  recolheram dados importantes acerca da entrega dos editores de genes no fígado de bebés humanos com doença de Pompe, sem submeter um único paciente a tratamentos experimentais.  Verificou-se também que a abordagem de edição de correção múltipla no genoma testada em células estaminais poderia ser um tratamento eficaz para Pompe e outras patologias recessivas poligénicas.

Este sistema computacional abordado não só representa uma plataforma bastante ampla e facilmente adaptável ao desenvolvimento de terapias para condições poligénicas, como também estabelece as bases para a construção de uma ponte entre os estudos laboratoriais realizados e a intervenção clínica.

FONTES:

University of Wisconsin-Madison Newsletter | Multiple gene edits and computer simulations could help treat rare genetic diseases

Nature Comunications | Design of efficacious somatic cell genome editing strategies for recessive and polygenic diseases