Edição do gene TACR1 em células HEK293T utilizando a técnica CRISPR/Cas9

TACR1 encodes the receptor of substance P, which has a neuromodulator role and is associated with inflammatory processes. In the context of neurodegenerative diseases such as osteoarthritis, studying the role of this gene in pathophysiology and nociception may be important to validate it as a molecular target for new therapeutic alternatives. The CRISPR/Cas9 techinique has been widely used to edit diverse cell types, resulting in decreasead, increased or blocked gene activity, or by integration of exogenous sequences into the cell DNA, and can be used to elucidate the role of TACR1 gene in osteoarthritis by its inactivaction. That way, the objective of this work was to performTACR1 gene edition in HEK293t cells by CRISPR/Cas9 techinique. The cloning of sgRNAs in. E.coli bacteria (Stbl3 lineage) was successfull and also the transfection of the cell line with the transformed plasmids.

O gene TACR1 codifica o receptor da substância P, que tem papel neuromodulador e está associado com processos inflamatórios. Dentro do contexto de doenças degenerativas como a osteoartrite, o estudo do papel desse gene na fisiopatologia e nocicepção nesta doença pode ser importante para validá-lo como alvo molecular a ser utilizado em novas propostas de alternativas terapêuticas. A técnica de CRISPR/Cas9 tem sido amplamente utilizada para transformar tipos celulares, diminuindo, aumentando ou bloqueando a atividade de algum gene, ou integrando sequências exógenas ao DNA da célula, e pode ser usada para elucidar o papel do gene TACR1 na osteoartrite por meio da sua inativação. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi realizar a edição do gene TACR1 em células HEK293T por meio da técnica de edição gênica CRISPR/Cas9. A clonagem dos sgRNAs em bactérias E.coli (linhagem Stbl3) teve sucesso bem como a transfecção da linhagem celular com os plasmídeos transformados.

Sistema CRISPR/Cas9 e perspectivas de aplicações na cadeia produtiva animal / CRISPR/Cas9 system and perspectives for applications in the animal production chain

O melhoramento genético tem papel fundamental no aumento da eficiência da produção pecuária. Entretanto, programas tradicionais de melhoramento podem levar vários anos para atingir um determinado objetivo. Novas abordagens genômicas permitem acelerar esse processo e recentemente a edição gênica surgiu como nova alternativa, além de ter potencial para induzir outras modificações genéticas de interesse comercial e biomédico. A possibilidade de editar o genoma de diferentes espécies, de maneira simples e eficaz, tornou-se possível com a tecnologia do sistema CRISPR/Cas9. Esse sistema biológico foi identificado em bactérias e funciona como um mecanismo natural de defesa desses organismos. Baseando-se nos princípios biológicos, cientistas adaptaram esse sistema para atuar em células de mamíferos, incluindo humanas. Trabalhos científicos demonstraram a aplicabilidade da técnica, que permite novas abordagens na condução de estudos da função gênica, além de permitir diferentes experimentos de alteração específica da sequência do DNA. Do ponto de vista da produção animal, a utilização do sistema CRISPR traz novos conceitos e possibilidades para o melhoramento genético. O objetivo desta revisão é discutir os princípios da metodologia, associando resultados previamente conhecidos à possíveis aplicações com enfoque na cadeia produtiva animal.(AU)

Genetic improvement has a prominent role in increasing the efficiency of livestock production systems. However, traditional breeding programs may take several years to achieve a specific goal. New genomic approaches could accelerate this process and recently gene editing appeared as an alternative and still holds the potential to induce genetic alterations of commercial and biomedical interest. The possibility of editing the genome of different species, in a simple and effective way, became possible with the technology of the CRISPR / Cas9 system. This biological system was identified in bacteria and works as a natural defense mechanism for these organisms. Based on biological principles, scientists adapted this system to act on mammalian cells, including humans. Scientific studies demonstrated the applicability of the technique, which allows new approaches in conducting studies of gene function, in addition to different experiments of targeted modification of the DNA sequence. From the point of view of animal production, the use of the CRISPR brings new concepts and possibilities for genetic improvement. The purpose of this review is to discuss the principles of the methodology, associating previously known results to possible applications focusing on the animal production chain.(AU)

Sistema CRISPR/Cas9 e perspectivas de aplicações na cadeia produtiva animal / CRISPR/Cas9 system and perspectives for applications in the animal production chain

O melhoramento genético tem papel fundamental no aumento da eficiência da produção pecuária. Entretanto, programas tradicionais de melhoramento podem levar vários anos para atingir um determinado objetivo. Novas abordagens genômicas permitem acelerar esse processo e recentemente a edição gênica surgiu como nova alternativa, além de ter potencial para induzir outras modificações genéticas de interesse comercial e biomédico. A possibilidade de editar o genoma de diferentes espécies, de maneira simples e eficaz, tornou-se possível com a tecnologia do sistema CRISPR/Cas9. Esse sistema biológico foi identificado em bactérias e funciona como um mecanismo natural de defesa desses organismos. Baseando-se nos princípios biológicos, cientistas adaptaram esse sistema para atuar em células de mamíferos, incluindo humanas. Trabalhos científicos demonstraram a aplicabilidade da técnica, que permite novas abordagens na condução de estudos da função gênica, além de permitir diferentes experimentos de alteração específica da sequência do DNA. Do ponto de vista da produção animal, a utilização do sistema CRISPR traz novos conceitos e possibilidades para o melhoramento genético. O objetivo desta revisão é discutir os princípios da metodologia, associando resultados previamente conhecidos à possíveis aplicações com enfoque na cadeia produtiva animal.

Genetic improvement has a prominent role in increasing the efficiency of livestock production systems. However, traditional breeding programs may take several years to achieve a specific goal. New genomic approaches could accelerate this process and recently gene editing appeared as an alternative and still holds the potential to induce genetic alterations of commercial and biomedical interest. The possibility of editing the genome of different species, in a simple and effective way, became possible with the technology of the CRISPR / Cas9 system. This biological system was identified in bacteria and works as a natural defense mechanism for these organisms. Based on biological principles, scientists adapted this system to act on mammalian cells, including humans. Scientific studies demonstrated the applicability of the technique, which allows new approaches in conducting studies of gene function, in addition to different experiments of targeted modification of the DNA sequence. From the point of view of animal production, the use of the CRISPR brings new concepts and possibilities for genetic improvement. The purpose of this review is to discuss the principles of the methodology, associating previously known results to possible applications focusing on the animal production chain.

A interface entre a saúde humana e a reprodução assistida em primatas não humanos / The interface between human health and assisted reproductive technologies in non-human primates

Os primatas não-humanos (PNHs) são tidos como importantes modelos para estudos biomédicos devido à sua grande similaridade biológica com os seres humanos. As técnicas de reprodução assistida (TRAs) constituem uma importante ferramenta para realização de estudos que envolvam infertilidade, desenvolvimento de contraceptivos, gestação e desenvolvimento fetal, preservação da fertilidade em pacientes com câncer, geração de modelos experimentais por meio de técnicas de edição gênica, entre outros. O objetivo dessa revisão é discutir as principais TRAs utilizadas em PNHs e suas aplicações. Dentre as técnicas mais utilizadas em PNHs, podem-se citar colheita e criopreservação de sêmen, monitoramento do ciclo ovariano, estimulação ovariana controlada e aspiração de folículos ovarianos, fecundação in vitro, injeção intracitoplasmática de espermatozoides, inseminação artificial, microinjeção para injeção gênica, biopsia embrionária, criopreservação de embriões, transferência de embriões, diagnóstico de gestação, enxerto de gônadas e clonagem. Os estudos apresentados nesta revisão mostram a evolução das TRAs e suas diferentes aplicações. Particularmente, os estudos de edição gênica e clonagem representam um grande avanço na utilização combinada de diversas TRAs para geração de modelos biomédicos para doenças humanas, demostrando o papel dessas técnicas para avanços científicos no que diz respeito à saúde humana.

Nonhuman Primates (NHPs) are considered important models for biomedical studies due to their high biological proximity with humans. The Assisted Reproductive Technologies (ARTs) represent an important tool to perform studies related to infertility, development of contraceptives, gestation and fetal development, fertility preservation in cancer patients, generation of experimental models through gene editing techniques, among others. The objective of this review is to discuss the main ARTs used in NHPs and their application. Among the most used techniques in NHPs, we can include collection and cryopreservation of semen, ovarian cycle monitoring, controlled ovarian stimulation and follicle aspiration, in vitro fertilization, intracytoplasmic sperm injection, artificial insemination, microinjections for gene editing, embryo biopsy, embryo cryopreservation, embryo transfer, pregnancy diagnosis, grafting of gonadal tissue, and cloning. The studies cited in this review illustrate the evolution of the ARTs and their applications. The gene editing and cloning studies, in particular, represent the great advancements on the combined use of several different ARTs for the generation of biomedical models for human diseases, demonstrating the role of these techniques in the scientific advancement with regards to human health.