CRISPR-diagnostik: Dykker ned i cellebaseret diagnostik

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• Oktober 17, 2022

Oversigt over indsigt

CRISPR er en genredigeringsteknologi, der gør det muligt for forskere at modificere eller "klippe" gener. CRISPR muliggør et nyt niveau af præcisionsgenmanipulation, når det bruges sammen med Cas9-proteinet. Forskere undersøger, hvordan man kan bruge denne teknologis alsidighed og potentiale til at udvikle mere præcise diagnostiske værktøjer.

CRISPR diagnostisk kontekst

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) er en metode, der gør det muligt for forskere at redigere gener i organismer, såsom bakterier, dyr og mennesker. Teknologien virker ved at fjerne dele af DNA og erstatte dem med nye, forbedrede sekvenser. Denne metode har til formål at korrigere muterede gener eller arvelige lidelser. CRISPR kan potentielt helbrede mange DNA-baserede sygdomme som blodsygdomme og kræftformer.

I et eksperiment fra 2017 udført af Temple University og University of Pittsburgh eliminerede forskere med succes HIV (human immundefektvirus) i levende mus. Der vil dog være behov for yderligere forskning på primater, før forskerne kan teste nogen lignende terapi på mennesker. På trods af de mange fordele ved CRISPR er nogle videnskabsmænd forsigtige med, at nogle virksomheder vil bruge værktøjet til at redigere reproduktive celler, hvilket resulterer i designerbørn.

Bortset fra genterapi viser CRISPR betydeligt lovende inden for diagnostik. Nukleinsyrebaserede biomarkører er essentielle for diagnostik, fordi de kan amplificeres fra minimale mængder af DNA eller RNA, hvilket gør dem meget specifikke til påvisning af sygdomme. Som følge heraf er denne type diagnostik guldstandarden for mange slags sygdomme, især dem, der er forårsaget af infektioner. Som observeret under COVID-19-pandemien er hurtige og præcise nukleinsyrebaserede tests afgørende for effektiv viruskontrol og -håndtering. Påvisning af nukleinsyrebiomarkører er også afgørende for landbruget og fødevaresikkerheden samt miljøovervågning og identifikation af biologiske krigsførende agenser. 

Forstyrrende påvirkning

I 2021 skabte forskere ved University of California San Diego et hurtigt diagnostisk værktøj til at identificere SARS-CoV-2, coronavirussen, der forårsager COVID-19, ved hjælp af molekylær genetik, kemi og sundhedsvidenskab. Det nye SENSR (sensitive enzymatic nucleic acid sequence reporter)-værktøj bruger CRISPR til at detektere patogener ved at identificere genetiske sekvenser i deres DNA eller RNA. Mens Cas9-enzymet har været det primære protein, der blev brugt i CRISPR-genteknologiske undersøgelser, er andre enzymer som Cas12a og Cas13a i stigende grad blevet brugt til at skabe præcise medicinske tests.

SENSR er det første COVID-19 diagnostiske værktøj, der bruger Cas13d enzymet (også kendt som CasRx). Værktøjets testresultater kan genereres på mindre end en time. Forskere mener, at CRISPR ved at udforske andre enzymer vil kunne åbne nye muligheder for genetikbaseret diagnostik.

Forskere og læger kan også bruge CRISPR til at diagnosticere ikke-smitsomme sygdomme. For eksempel blev CRISPR-baseret sensing af mRNA brugt til at detektere akut cellulær nyretransplantatafstødning. Denne metode involverer at lede efter mRNA-tilstedeværelse i en urinprøve fra en person, der lige havde fået en nyretransplantation.

Forskere fandt ud af, at den CRISPR-baserede sensor havde 93 procent følsomhed og 76 procent specificitet. Værktøjet er også blevet brugt til at diagnosticere brystkræft og hjernetumorer. Derudover kan CRISPR nøjagtigt identificere genetiske sygdomme, såsom mutationer og muskeldystrofi, gennem enkelt-nukleotid specificitet.

Implikationer af CRISPR-diagnostik

Bredere implikationer af CRISPR-diagnostik kan omfatte: 

• Hurtig diagnostik for infektionssygdomme - en applikation, der kan være afgørende for at forhindre spredning af fremtidige pandemier og epidemier.
• Mere præcis diagnose af sjældne genetiske lidelser, som kan fremme personlig medicin.
• Kunstig intelligens (AI)-systemer, der bruges til at udvide CRISPR-baserede analyser, hvilket kan resultere i hurtigere testresultater.
• Tidligere diagnosticering af kræftformer, genetiske mutationer og transplantationsfejl.
• Mere kollaborativ forskning blandt biotek-, medicinalfirmaer og universiteter for at opdage andre potentielle enzymer, der kan fremme CRISPR-baseret diagnose.
• Øget tilgængelighed til billige genetiske tests for forbrugere, potentielt demokratisering af personlig sundhedspleje og tidlig påvisning af arvelige tilstande.
• Forbedrede regulatoriske rammer af regeringer for genredigeringsteknologier, der sikrer etisk brug, samtidig med at videnskabelige fremskridt fremmes.
• Skift i medicinalindustriens fokus mod målrettede genterapier, hvilket fører til mere effektive behandlinger med færre bivirkninger.

Spørgsmål at overveje

• Hvad er de andre potentielle fordele ved at kunne opdage genetiske sygdomme tidligt?
• Hvordan kan regeringer bruge CRISPR i deres COVID-19-håndteringsstrategier?