Novo método de edição genética permite corrigir múltiplas mutações de uma só vez

A edição genômica apresenta grande potencial para tratar ou curar doenças, mas a tecnologia ainda tem suas limitações. Por exemplo, a maioria dos métodos atuais depende da introdução não direcionada de genes ou de pequenas edições no DNA que precisam ser individualizadas para cada paciente.

Uma equipe liderada por pesquisadores da Faculdade de Medicina de Harvard, do Boston Children's Hospital e do Dana-Farber Cancer Institute desenvolveu agora um novo método de engenharia genômica chamado prime assembly, que supera esses dois obstáculos, permitindo que longos fragmentos de DNA sejam unidos em posições-alvo precisas e programáveis dentro de células vivas.

A abordagem, descrita na revista Nature, pode permitir o desenvolvimento de terapias gênicas universais que possam ser aplicadas a muitos pacientes.

O prime assembly baseia-se nas técnicas de prime editing (edição de precisão), uma tecnologia avançada desenvolvida pelo químico David R. Liu, de Harvard, que permite inserções, deleções e substituições precisas de bases no DNA. Diferentemente de técnicas como CRISPR-Cas9, o prime editing realiza cortes em apenas uma das fitas, em vez de ambas, da dupla hélice do DNA. Isso reduz os chamados efeitos fora do alvo, aumentando a segurança.

Até o momento, o prime editing tem se limitado a realizar inserções de pequeno a médio porte. Muitas doenças genéticas, no entanto, envolvem centenas de mutações diferentes, o que significa que as ferramentas atuais precisam realizar muitas edições distintas. O prime assembly, por outro lado, foi desenvolvido para corrigir praticamente qualquer mutação em um determinado gene utilizando uma única abordagem.

O processo de etapa única do prime assembly cria abas (flaps) no DNA em locais específicos do genoma. Essas abas capturam novos fragmentos de DNA inseridos, montados com precisão, que podem corresponder a um ou mais segmentos do tamanho de genes. Esses fragmentos são então integrados ao genoma como edições grandes e permanentes.

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“Ao utilizar o prime editing para criar uma aba em cada fita do genoma, o método controla exatamente onde a substituição do DNA começa e termina”, disse o coautor sênior Daniel Bauer, professor associado de pediatria da Faculdade de Medicina de Harvard no Boston Children's Hospital, diretor do Programa de Terapia Gênica do Boston Children's Hospital e médico assistente do Centro de Câncer e Doenças do Sangue do Dana-Farber/Boston Children's.

“Como o método se baseia no prime editing, é muito menos provável que cause efeitos fora do alvo em comparação com outros métodos de edição genética”, acrescentou Bauer.

Um desses efeitos fora do alvo é o potencial de toxicidade. Métodos de inserção não direcionada podem ativar os genes errados no contexto errado, aumentando o risco de desenvolvimento de câncer. A abordagem de inserção direcionada do prime assembly evita esse risco. O prime assembly também não depende de rupturas de fita dupla do DNA nem de moléculas doadoras de DNA de fita dupla, ambas potencialmente tóxicas e capazes de causar estresse celular indesejado. Além disso, enquanto outros métodos de edição genética são, em sua maioria, limitados a células em divisão — o que restringe as aplicações terapêuticas e aumenta a suscetibilidade a alterações indesejadas no DNA —, o prime assembly funciona em células que não estão se dividindo.

Com base nesse avanço, a equipe está investigando mecanismos moleculares que possam permitir o desenvolvimento de sistemas ainda mais eficientes e precisos. À medida que aperfeiçoam sua abordagem, os pesquisadores esperam que o prime assembly possa, um dia, melhorar o atendimento aos pacientes.

“Estamos trabalhando para melhorar a entrega in vivo dos componentes do prime assembly a células humanas relevantes para determinadas doenças, como as células-tronco hematopoiéticas para terapias de doenças do sangue”, disse Bauer, cujo trabalho anterior contribuiu para as bases científicas do que se tornou a primeira terapia gênica baseada em CRISPR aprovada no mundo, para a doença falciforme e a beta-talassemia.

A equipe também está explorando aplicações do prime assembly para introduzir material genético independentemente da mutação específica de cada paciente, com o objetivo de corrigir “doenças hereditárias humanas devastadoras para as quais ainda existem necessidades clínicas não atendidas”, afirmou.

Confira a seguir o resumo do artigo publicado.

Integração e rearranjo genômico direcionados utilizando prime assembly

Embora a edição terapêutica do genoma apresente grande potencial para tratar diversos distúrbios hereditários e adquiridos, a introdução direcionada de modificações genômicas de médio a grande porte em células relevantes para aplicações terapêuticas continua sendo um desafio.

Neste estudo, desenvolveu-se o prime assembly, uma abordagem que permite a montagem e a integração de sequências de DNA em células humanas, utilizando a síntese de duas abas (flaps) no DNA direcionada por CRISPR.

Esse método permite a integração sítio-específica de fragmentos de DNA de fita simples ou dupla, programável por RNA. Diferentemente do reparo dirigido por homologia, o prime assembly apresenta atividade semelhante em células em divisão e em células que não estão se dividindo.

Aplicou-se o prime assembly para realizar a recodificação direcionada de éxons, a integração de transgenes e rearranjos em escala de megabases, inclusive em loci genômicos relevantes para aplicações terapêuticas em células humanas primárias.

O prime assembly amplia as capacidades da engenharia genômica ao permitir a integração direcionada de sequências de DNA de médio a grande porte sem depender de moléculas doadoras de DNA de fita dupla, de rupturas de fita dupla induzidas por nucleases ou da progressão do ciclo celular.

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Fontes:
Nature, publicação em 16 de setembro de 2026.
Harvard Medical School, notícia publicada em 17 de setembro de 2026.