Diagnostik CRISPR: Menyelami diagnostik berbasis sel

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• Oktober 17, 2022

Ringkasan wawasan

CRISPR adalah teknologi penyuntingan gen yang memungkinkan para ilmuwan untuk memodifikasi atau “memotong” gen. CRISPR memungkinkan manipulasi gen presisi tingkat baru saat digunakan dengan protein Cas9. Para peneliti sedang mengeksplorasi bagaimana menggunakan keserbagunaan dan potensi teknologi ini untuk mengembangkan alat diagnostik yang lebih akurat.

Konteks diagnostik CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) adalah metode yang memungkinkan para ilmuwan mengedit gen pada organisme, seperti bakteri, hewan, dan manusia. Teknologi ini bekerja dengan menghilangkan sebagian DNA dan menggantinya dengan rangkaian baru yang lebih baik. Cara ini bertujuan untuk memperbaiki gen yang bermutasi atau kelainan keturunan. CRISPR berpotensi menyembuhkan banyak penyakit berbasis DNA seperti penyakit darah dan kanker.

Dalam percobaan tahun 2017 yang dilakukan oleh Temple University dan University of Pittsburgh, para peneliti berhasil menghilangkan HIV (human immunodeficiency virus) pada tikus hidup. Namun, penelitian lebih lanjut terhadap primata diperlukan sebelum peneliti dapat menguji terapi serupa pada manusia. Meskipun CRISPR mempunyai banyak manfaat, beberapa ilmuwan khawatir bahwa beberapa perusahaan akan menggunakan alat ini untuk mengedit sel-sel reproduksi, sehingga menghasilkan bayi-bayi desainer.

Selain terapi gen, CRISPR menunjukkan harapan besar dalam diagnostik. Biomarker berbasis asam nukleat sangat penting untuk diagnostik karena dapat diperkuat dari jumlah minimal DNA atau RNA, membuatnya sangat spesifik untuk mendeteksi penyakit. Akibatnya, jenis diagnostik ini menjadi standar emas untuk berbagai jenis penyakit, terutama yang disebabkan oleh infeksi. Seperti yang diamati selama pandemi COVID-19, pengujian berbasis asam nukleat yang cepat dan tepat sangat penting untuk pengendalian dan manajemen virus yang efektif. Mendeteksi biomarker asam nukleat juga penting untuk pertanian dan ketahanan pangan, serta pemantauan lingkungan dan mengidentifikasi agen perang biologis. 

Dampak yang mengganggu

Pada tahun 2021, para peneliti di Universitas California San Diego menciptakan alat diagnostik cepat untuk mengidentifikasi SARS-CoV-2, virus corona penyebab COVID-19, menggunakan genetika molekuler, kimia, dan ilmu kesehatan. Alat SENSR (pelapor urutan asam nukleat enzimatik sensitif) yang baru menggunakan CRISPR untuk mendeteksi patogen dengan mengidentifikasi urutan genetik dalam DNA atau RNA mereka. Meskipun enzim Cas9 telah menjadi protein utama yang digunakan dalam studi rekayasa genetika CRISPR, enzim lain seperti Cas12a dan Cas13a semakin banyak digunakan untuk menciptakan pengujian medis yang tepat.

SENSR adalah alat diagnostik COVID-19 pertama yang menggunakan enzim Cas13d (juga dikenal sebagai CasRx). Hasil pengujian alat ini dapat diperoleh dalam waktu kurang dari satu jam. Para peneliti percaya bahwa dengan mengeksplorasi enzim lain, CRISPR akan mampu membuka peluang baru untuk diagnostik berbasis genetika.

Ilmuwan dan dokter juga dapat menggunakan CRISPR untuk mendiagnosis penyakit tidak menular. Misalnya, penginderaan mRNA berbasis CRISPR digunakan untuk mendeteksi penolakan transplantasi ginjal seluler akut. Metode ini melibatkan pencarian keberadaan mRNA dalam sampel urin seseorang yang baru saja menjalani transplantasi ginjal.

Para peneliti menemukan bahwa sensor berbasis CRISPR memiliki sensitivitas 93 persen dan spesifisitas 76 persen. Alat ini juga telah digunakan untuk mendiagnosis kanker payudara dan tumor otak. Selain itu, CRISPR dapat secara akurat mengidentifikasi penyakit genetik, seperti mutasi dan distrofi otot, melalui spesifisitas nukleotida tunggal.

Implikasi diagnostik CRISPR

Implikasi yang lebih luas dari diagnostik CRISPR dapat mencakup: 

• Diagnostik cepat untuk penyakit menular—aplikasi yang mungkin vital dalam mencegah penyebaran pandemi dan epidemi di masa depan.
• Diagnosis yang lebih akurat dari kelainan genetik langka, yang dapat memajukan pengobatan yang dipersonalisasi.
• Sistem kecerdasan buatan (AI) yang digunakan untuk meningkatkan analisis berbasis CRISPR, yang dapat menghasilkan hasil tes yang lebih cepat.
• Diagnosis dini kanker, mutasi genetik, dan kegagalan transplantasi.
• Lebih banyak penelitian kolaboratif antara biotek, perusahaan farmasi, dan universitas untuk menemukan enzim potensial lainnya yang dapat memajukan diagnosis berbasis CRISPR.
• Peningkatan aksesibilitas terhadap pengujian genetik berbiaya rendah bagi konsumen, berpotensi mendemokratisasi layanan kesehatan yang dipersonalisasi dan deteksi dini kondisi keturunan.
• Peningkatan kerangka peraturan oleh pemerintah untuk teknologi penyuntingan gen, memastikan penggunaan yang etis sekaligus mendorong kemajuan ilmu pengetahuan.
• Pergeseran fokus industri farmasi ke arah terapi gen yang ditargetkan, sehingga menghasilkan pengobatan yang lebih efektif dengan efek samping yang lebih sedikit.

Pertanyaan untuk dipertimbangkan

• Apa manfaat potensial lainnya untuk dapat mendeteksi penyakit genetik sejak dini?
• Bagaimana pemerintah dapat menggunakan CRISPR dalam strategi manajemen COVID-19 mereka?