La edición de genes CRISPR/Cas9 ha hecho posible una serie de experimentos biomédicos, incluidos estudios que desactivan sistemáticamente genes en las células cancerosas para encontrar aquellos en los que las células cancerosas dependen de muchas cosas para sobrevivir y crecer. Estos genes, o “dependencias del cáncer”, suelen ser objetivos farmacológicos prometedores. Pero una nueva investigación muestra que muchos de estos experimentos de detección CRISPR se basan en componentes, llamados guías CRISPR/Cas9, que no funcionan igual de bien en las células de las personas de todos los linajes, lo que puede hacer que las pruebas CRISPR pasen por alto las dependencias del cáncer.
Estas guías CRISPR son secuencias cortas de ARN que dirigen la enzima CRISPR Cas9 a un sitio específico del genoma para cortar el ADN e inactivar el gen objetivo. Nuevos hallazgos de científicos del Broad Institute del MIT y Harvard muestran que alrededor del 2 por ciento de estas guías no alcanzan su objetivo. Esto significa que Cas9 no truncará ni inactivará un gen específico, oscureciendo así el papel potencial del gen en el desarrollo del cáncer. El equipo descubrió que esto ocurre de manera desproporcionada en células de personas de ascendencia africana, porque las guías CRISPR se diseñaron utilizando genomas de referencia de personas que son en su mayoría de ascendencia europea y no son completamente representativas de la diversidad genética global.
“Estos errores existen en lugares que quizás no reconozcamos y en formas que quizás no hayamos predicho”, dijo Ramin Berukham, miembro asociado de BROAD y coautor principal del artículo. Comunicaciones de la naturaleza. “Este trabajo muestra que realmente vale la pena revisar sistemáticamente todas las herramientas y conjuntos de datos que utilizamos para poder corregir estos sesgos ocultos antes de que se conviertan en un problema”.
“CRISPR se utiliza de forma ubicua en la investigación clínica, pero sólo una minoría de investigadores está pensando detenidamente en los microbios y linajes específicos que son relevantes para sus sistemas modelo”, añade el científico asociado y autor principal Jesse Boehm. El artículo “es una llamada de atención a la comunidad de que la genómica funcional no es inmune al prejuicio racial, y un medio para observar más de cerca este tipo de datos”.
En su estudio, el equipo analizó datos del Mapa de Dependencia del Cáncer de Broad (DepMap), el mayor recurso de dependencia del cáncer, que actualmente incluye exámenes de todo el genoma en más de 1.000 líneas celulares cancerosas. Aproximadamente el 90% de ellas son de países europeos. Etnia del este de Asia.
Francesca Vázquez, directora de DeepMap en BROAD, dijo que menos del 1 por ciento de los pares de guías de líneas celulares en DeepMap se ven afectados por el sesgo étnico mostrado en este estudio, pero que identificar y corregir estos sesgos en futuras bibliotecas es importante. . . Después de que estos resultados se publicaron por primera vez como preimpresión en 2022, el equipo de DeepMap eliminó todos los ARN guía de su biblioteca que no funcionaban, para evitar devolver falsamente dependencias de los genes afectados. En cambio, la base de datos indica que no hay suficientes datos. Para concluir.
Un nuevo tipo de búsqueda de dependencia
Anteriormente, la búsqueda de la dependencia del cáncer se centraba en los cambios genéticos que ocurren en ciertas células durante la vida de una persona, llamados mutaciones somáticas. Pero cuando el investigador postdoctoral y primer autor del estudio, Shawn Messick, se unió a los laboratorios de Boehm y Berukham en 2020, quería aprender cómo las variantes genéticas de la línea germinal, que se heredan y se encuentran en todas las células del cuerpo, influyen en la forma en que los tumores responden al tratamiento.
Misek encontró muchas asociaciones fuertes entre la ascendencia y la dependencia genética, y que la mayoría de estas asociaciones procedían de patrones relacionados con la variación de la línea germinal. En concreto, observó estos efectos en guías CRISPR. La secuencia de los ARN guía no coincidía estrechamente con la secuencia genética objetivo porque la secuencia objetivo variaba según el linaje.
Los científicos descubrieron que el 89 por ciento de las guías de las bibliotecas a escala genómica eran idénticas en al menos una línea celular. También descubrieron que las células de las personas de ascendencia africana eran muy similares.
“Este tipo de sesgos experimentales probablemente estén en todas partes en la investigación preclínica”, afirmó Misek. “Esperamos que este documento sea parte de una conversación más amplia”.
Puede resultar difícil para un científico comprender el alcance de este sesgo en un proyecto de investigación porque puede llevar varios días descargar todos los datos necesarios para hacerlo. Para abordar esto, el equipo de Patron de Boehm, Beroukhim y Broad crearon Ancestry Garden, un sitio web basado en datos de la Base de datos de agregación del genoma (gnomAD) que permite a los investigadores determinar la influencia de la ascendencia en el líder de su elección.
“Muchos laboratorios utilizan CRISPR de alguna manera y deberían contar con procedimientos para verificar sus reactivos”, dijo Messick. “Nuestro objetivo es hacer que sea un poco más fácil para la gente quitarse este problema de las manos”.
lecciones de biblioteca
Boehm dijo que la variación genética debida a la herencia afecta a muchas más investigaciones que encontrar la dependencia del cáncer, y que la medida en que los hallazgos del equipo afecten a los estudios individuales variará. Aunque el efecto de este sesgo fue relativamente pequeño en DepMap, puede ser grande en experimentos que estudian solo una o una pequeña cantidad de líneas celulares, dijo Boehm.
De cara al futuro, el equipo de estudio y los investigadores de DeepMap dicen que una forma clave de superar este sesgo es aumentar la diversidad genética en bibliotecas de líneas celulares a gran escala. “Alentamos a la comunidad a que nos envíe líneas celulares de poblaciones subrepresentadas si las tienen”, dijo Vázquez. “Éste es un problema muy importante que resolver”.
