CRISPR-diagnostiek: Duik in selgebaseerde diagnostiek

• Author:
• Author naam

  Quantumrun Foresight
• Oktober 17, 2022

Insig opsomming

CRISPR is 'n geenredigeringstegnologie wat wetenskaplikes toelaat om gene te verander of te "sny". CRISPR maak 'n nuwe vlak van presisie geenmanipulasie moontlik wanneer dit saam met die Cas9-proteïen gebruik word. Navorsers ondersoek hoe om hierdie tegnologie se veelsydigheid en potensiaal te gebruik om meer akkurate diagnostiese instrumente te ontwikkel.

CRISPR diagnostiese konteks

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) is 'n metode wat wetenskaplikes in staat stel om gene in organismes, soos bakterieë, diere en mense, te wysig. Die tegnologie werk deur dele van DNA te verwyder en dit met nuwe, verbeterde volgordes te vervang. Hierdie metode het ten doel om gemuteerde gene of oorerflike afwykings reg te stel. CRISPR kan moontlik baie DNS-gebaseerde siektes soos bloedsiektes en kankers genees.

In 'n 2017-eksperiment wat deur Temple University en die Universiteit van Pittsburgh uitgevoer is, het navorsers MIV (menslike immuniteitsgebrekvirus) in lewende muise suksesvol uitgeskakel. Verdere navorsing oor primate sal egter nodig wees voordat navorsers enige soortgelyke terapie op mense kan toets. Ten spyte van die talle voordele van CRISPR, is sommige wetenskaplikes versigtig dat sommige ondernemings die instrument sal gebruik om voortplantingselle te redigeer, wat tot ontwerperbabas sal lei.

Afgesien van geenterapie, toon CRISPR aansienlike belofte in diagnostiek. Nukleïensuur-gebaseerde biomerkers is noodsaaklik vir diagnostiek omdat hulle uit minimale hoeveelhede DNA of RNA versterk kan word, wat hulle baie spesifiek maak vir die opsporing van siektes. Gevolglik is hierdie tipe diagnostiek die goue standaard vir baie soorte siektes, veral dié wat deur infeksies veroorsaak word. Soos waargeneem tydens die COVID-19-pandemie, is vinnige en presiese nukleïensuur-gebaseerde toetse noodsaaklik vir effektiewe virusbeheer en -bestuur. Die opsporing van nukleïensuurbiomerkers is ook van kardinale belang vir landbou en voedselsekuriteit, sowel as omgewingsmonitering en identifisering van biologiese oorlogvoeringsagente. 

Ontwrigtende impak

In 2021 het navorsers aan die Universiteit van Kalifornië San Diego 'n vinnige diagnostiese hulpmiddel geskep om SARS-CoV-2, die koronavirus wat COVID-19 veroorsaak, te identifiseer, met behulp van molekulêre genetika, chemie en gesondheidswetenskap. Die nuwe SENSR-instrument (sensitiewe ensiematiese nukleïensuurvolgordeverslaggewer) gebruik CRISPR om patogene op te spoor deur genetiese volgordes in hul DNA of RNA te identifiseer. Terwyl die Cas9-ensiem die primêre proteïen was wat in CRISPR-genetiese ingenieurstudies gebruik is, is ander ensieme soos Cas12a en Cas13a toenemend gebruik om presiese mediese toetse te skep.

SENSR is die eerste COVID-19 diagnostiese hulpmiddel wat die Cas13d-ensiem (ook bekend as CasRx) gebruik. Die instrument se toetsresultate kan in minder as 'n uur gegenereer word. Navorsers glo dat deur ander ensieme te ondersoek, CRISPR nuwe geleenthede vir genetika-gebaseerde diagnostiek sal kan oopmaak.

Wetenskaplikes en dokters kan ook CRISPR gebruik om nie-aansteeklike siektes te diagnoseer. Byvoorbeeld, CRISPR-gebaseerde waarneming van mRNA is gebruik om akute sellulêre nieroorplanting verwerping op te spoor. Hierdie metode behels die soek na mRNA-teenwoordigheid in 'n urinemonster van iemand wat pas 'n nieroorplanting gehad het.

Navorsers het bevind dat die CRISPR-gebaseerde sensor 93 persent sensitiwiteit en 76 persent spesifisiteit vertoon het. Die instrument is ook gebruik om borskanker en breingewasse te diagnoseer. Daarbenewens kan CRISPR genetiese siektes, soos mutasies en spierdistrofie, akkuraat identifiseer deur enkelnukleotied-spesifisiteit.

Implikasies van CRISPR-diagnostiek

Wyer implikasies van CRISPR-diagnostiek kan die volgende insluit: 

• Vinnige diagnostiek vir aansteeklike siektes - 'n toepassing wat noodsaaklik kan wees om die verspreiding van toekomstige pandemies en epidemies te voorkom.
• Meer akkurate diagnose van seldsame genetiese afwykings, wat persoonlike medisyne kan bevorder.
• Kunsmatige intelligensie (AI)-stelsels wat gebruik word om CRISPR-gebaseerde analise aan te vul, wat tot vinniger toetsresultate kan lei.
• Vroeëre diagnose van kankers, genetiese mutasies en oorplantingsmislukkings.
• Meer samewerkende navorsing onder biotegnologie, farmaseutiese firmas en universiteite om ander potensiële ensieme te ontdek wat CRISPR-gebaseerde diagnose kan bevorder.
• Verhoogde toeganklikheid tot laekoste genetiese toetsing vir verbruikers, potensieel demokratisering van persoonlike gesondheidsorg en vroeë opsporing van oorerflike toestande.
• Verbeterde regulatoriese raamwerke deur regerings vir geenredigeringstegnologieë, wat etiese gebruik verseker terwyl wetenskaplike vooruitgang bevorder word.
• Verskuiwing in die farmaseutiese industrie se fokus na geteikende geenterapieë, wat lei tot meer effektiewe behandelings met minder newe-effekte.

Vrae om te oorweeg

• Wat is die ander potensiële voordele daarvan om genetiese siektes vroegtydig op te spoor?
• Hoe kan regerings CRISPR in hul COVID-19-bestuurstrategieë gebruik?