CRISPR-Cas9 system: an alternative therapy for lung cancer

Sistema CRISPR-Cas9: uma alternativa terapêutica para neoplasia pulmonar

Amanda S. R. Almeida; Cleide B. Souza
J Bras Patol Med Lab. 2021; 57: 1-8.
DOI: 10.5935/1676-2444.20210051

ABSTRACT

Neoplasms are caused by mutations in deoxyribonucleic acid (DNA) characterized by debilitating treatments and difficult early diagnosis. In 2018, there were 27,200 deaths from lung cancer and 31,270 new cases of the disease. Among the different types, non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for 15% of lung cancer; 25% to 30% of cases are caused by the activating mutation of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene. In this context, through a literature review, this work sought to elucidate the wild-type mechanism of clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated protein 9 (CRISPR-Cas9) system and its applicability in the gene therapy of lung cancer. In vitro experiments have demonstrated that the system promotes tumor suppression by inducing deletion of the mutated gene, presenting high specificity for neoplastic cells. However, it is necessary to improve the technique to reduce possible off-target effects.

Key words: lung cancer; gene therapy; CRISPR-Cas systems; CRISPR-associated protein 9; biotechnology.

RESUMO

Neoplasias são causadas por mutações no ácido desoxirribonucleico (DNA) caracterizadas por tratamentos debilitantes e de difícil diagnóstico precoce. Em 2018, ocorreram 27.200 óbitos por neoplasia pulmonar e 31.270 novos casos da doença. Entre os diversos tipos, o carcinoma pulmonar de células não pequenas (CPNPC) corresponde a 15% das neoplasias pulmonares; 25% a 30% dos casos são causados pela mutação ativadora do gene do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR). Nesse contexto, por meio de uma revisão da literatura, este trabalho buscou elucidar o mecanismo selvagem do sistema de Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas associadas à proteína 9 (CRISPR-Cas9) e sua aplicabilidade na terapia gênica da neoplasia pulmonar. Experimentos in vitro demonstraram que o sistema promove supressão tumoral por induzir a deleção do gene mutado, apresentando alta especificidade pelas células neoplásicas. Entretanto, é necessário o aprimoramento da técnica visando diminuir possíveis efeitos fora do alvo.

Unitermos: neoplasia pulmonar; terapia genética; sistemas CRISPR-Cas; proteína 9 associada à CRISPR; biotecnologia.

RESUMEN Las neoplasias son causadas por mutaciones en el ácido desoxirribonucleico (ADN) caracterizadas por tratamientos debilitantes y un diagnóstico precoz difícil. En 2018, hubo 27.200 muertes por cáncer de pulmón y 31.270 nuevos casos de la enfermedad. Entre los diferentes tipos, el cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) representa el 15% de los cánceres de pulmón; entre el 25% y el 30% de los casos son causados por la mutación activadora del gen del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR). En este contexto, a través de una revisión de la literatura, este trabajo buscó dilucidar el mecanismo salvaje del sistema de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas asociado a la proteína 9 (CRISPR-Cas9) y su aplicabilidad en la terapia génica del cáncer de pulmón. Los experimentos in vitro mostraron que el sistema promueve la supresión tumoral ya
que induce la deleción del gen mutado, presentando una alta especificidad por las células neoplásicas. Sin embargo, es necesario
mejorar la técnica para reducir los posibles efectos fuera de diana.

Palabras clave: cáncer de pulmón; terapia de genes; sistemas CRISPR-Cas; proteína 9 asociada a CRISPR; biotecnología.