Uit de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics, bleek dat cellen niet altijd door CRISPR geïnduceerde DNA-breuken repareren door gebruik te maken van een proces dat niet-homologe eindverbinding (NHEJ) wordt genoemd. NHEJ is een snelle en vuile manier om DNA-schade te herstellen, maar het kan soms fouten in het genoom introduceren.

Uit de nieuwe studie bleek dat cellen ook een ander DNA-reparatieproces gebruiken, homologiegerichte reparatie (HDR) genaamd, om door CRISPR geïnduceerde DNA-breuken te repareren. HDR is een nauwkeurigere manier om DNA-schade te herstellen, maar het is ook langzamer en complexer dan NHEJ.

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen implicaties hebben voor het gebruik van CRISPR-Cas9 bij gentherapie. Als cellen vaker HDR gebruiken om door CRISPR veroorzaakte DNA-breuken te repareren dan eerder werd gedacht, dan zou het mogelijk kunnen zijn om CRISPR-Cas9 te gebruiken om preciezere wijzigingen in het genoom aan te brengen.

"Onze bevindingen dagen het huidige dogma uit dat NHEJ de belangrijkste DNA-reparatieroute is voor door CRISPR geïnduceerde DNA-breuken", zegt studieauteur Dr. Michael Lieber, hoogleraar genetica aan de Harvard Medical School. "We laten zien dat HDR ook een belangrijke rol kan spelen bij het repareren van door CRISPR geïnduceerde DNA-breuken, vooral wanneer de breuken in bepaalde genomische regio's worden gegenereerd."

De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen ook implicaties hebben voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor genbewerking.

"Onze bevindingen suggereren dat het mogelijk kan zijn om HDR te gebruiken om de nauwkeurigheid van CRISPR-Cas9-genbewerking te verbeteren", zegt studieauteur Dr. J. Keith Joung, hoogleraar pathologie aan de Harvard Medical School. "HDR is een nauwkeuriger DNA-reparatiepad dan NHEJ, dus het zou mogelijk kunnen worden gebruikt om het aantal off-target-effecten te verminderen dat optreedt bij het gebruik van CRISPR-Cas9."

De onderzoekers zeggen dat ze de rol van HDR bij door CRISPR geïnduceerd DNA-herstel blijven bestuderen. Ze hopen dat hun bevindingen zullen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor genbewerking die nauwkeuriger en veiliger zijn.