Método permite análisis dirigido del ADN extracromosómico humano

La amplificación de oncogenes es un mecanismo clave que impulsa el cáncer y ocurre con frecuencia en el ADN extracromosómico circular (ADNec). Las amplificaciones del oncogén ADNec están presentes en la mitad de los tipos de cáncer humano y hasta en un tercio de las muestras de tumores y se asocian con resultados deficientes para los pacientes.

Dada la prevalencia de ADNec en el cáncer, existe una necesidad urgente de una mejor caracterización de las propiedades genéticas y epigenéticas únicas del ADNec para comprender cómo puede diferir del ADN cromosómico y obtener pistas sobre cómo se forma y se mantiene en los tumores.

Un gran equipo de genetistas moleculares dirigido por los de la Universidad de Stanford (Stanford, CA, EUA), utilizó CRISPR-CATCH, un método basado en CRISPR-Cas9 que se desarrolló previamente para aislar segmentos cromosómicos bacterianos. Mecánicamente, CRISPR-CATCH funciona mediante el tratamiento in vitro con CRISPR-Cas9 seguido de electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE) de ADN genómico atrapado en agarosa. El método comienza incorporando la muestra genómica en tapones de agarosa para evitar la ruptura del ADN. Luego, la muestra encapsulada se trata con CRISPR-Cas9 y una sola guía de ARN (sgARN), que realizará un corte preciso para linealizar el ADNec.

Los investigadores informaron que, en general, el estudio mostró que CRISPR-CATCH condujo a un “enriquecimiento masivo” del ADNec. En particular, cuando el equipo probó CRISPR-CATCH dirigido contra el locus EGFR en células de neuroesfera de glioblastoma derivadas de pacientes (GBM39), el método enriqueció el ADNec 30 veces, lo que resultó en una cobertura de secuenciación ultraalta aguas abajo. De manera similar, los autores demostraron que CRISPR-CATCH también puede aislar ADNec específicos en muestras ultracongeladas de tumores de pacientes. Además, el estudio mostró que CRISPR-CATCH permitió al equipo estudiar los perfiles epigenómicos de ADNec, como la metilación de la citosina del ADN (5 mC), cuando se combinó con la secuenciación de nanoporos. También les permitió identificar los orígenes cromosómicos del ADNec mediante la eliminación gradual de las variantes oncogénicas.

Howard Chang, MD, PhD, profesor de genética y autor principal del estudio, dijo: “El ADN extracromosómico representa un desafío realmente importante para los pacientes con cáncer. Muchos de los genes causantes de cáncer más importantes se transcriben a partir de ADN extracromosómico. En este momento, confiamos en los datos de secuenciación del genoma completo del cáncer, que obviamente se realiza de forma rutinaria para los pacientes con cáncer, por lo que sabemos cuál es la amplificación focal y eso guía el corte dirigido. Podría haber una manera de evitar ese paso en el futuro”.

Los autores concluyeron que demostraron que la creación de perfiles de ADNec mediante CRISPR-CATCH puede proporcionar información sobre la estructura, la diversidad, el origen y el panorama epigenómico del ADNec. Como tal, CRISPR-CATCH presenta una oportunidad para una multitud de estudios moleculares que ayudarán a dilucidar cómo se regulan las amplificaciones del oncogén ADNec en las células cancerosas. El estudio se publicó el 17 de octubre de 2022 en la revista Nature Genetics.

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