CRISPR диагностикасы: жасуша негізіндегі диагностикаға ену

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Қазан 17, 2022

Түсінікті қорытынды

CRISPR – ғалымдарға гендерді өзгертуге немесе «қиып алуға» мүмкіндік беретін генді өңдеу технологиясы. CRISPR Cas9 протеинімен бірге пайдаланылған кезде гендік манипуляцияның жаңа деңгейіне мүмкіндік береді. Зерттеушілер дәлірек диагностика құралдарын жасау үшін осы технологияның әмбебаптығы мен әлеуетін қалай пайдалану керектігін зерттеп жатыр.

CRISPR диагностикасының контексті

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) – ғалымдарға бактериялар, жануарлар және адамдар сияқты ағзалардағы гендерді өңдеуге мүмкіндік беретін әдіс. Технология ДНҚ бөліктерін жою және оларды жаңа, жақсартылған тізбектермен ауыстыру арқылы жұмыс істейді. Бұл әдіс мутацияланған гендерді немесе тұқым қуалайтын бұзылуларды түзетуге бағытталған. CRISPR қан аурулары мен қатерлі ісік сияқты ДНҚ негізіндегі көптеген ауруларды емдей алады.

2017 жылы Темпл университеті мен Питтсбург университеті жүргізген экспериментте зерттеушілер тірі тышқандардағы АИТВ-ны (адамның иммун тапшылығы вирусын) сәтті жойды. Дегенмен, зерттеушілер адамдарға ұқсас терапияны сынамас бұрын приматтар бойынша қосымша зерттеулер қажет болады. CRISPR көптеген артықшылықтарына қарамастан, кейбір ғалымдар кейбір кәсіпорындар бұл құралды репродуктивті жасушаларды өңдеу үшін пайдаланады, нәтижесінде дизайнер сәбилер пайда болады деп қауіптенеді.

Гендік терапиядан басқа, CRISPR диагностикада айтарлықтай үміт береді. Нуклеин қышқылына негізделген биомаркерлер диагностика үшін өте маңызды, өйткені оларды ДНҚ немесе РНҚ аз мөлшерден күшейтуге болады, бұл оларды ауруларды анықтау үшін өте ерекше етеді. Нәтижесінде, диагностиканың бұл түрі көптеген аурулардың, әсіресе инфекциялардан туындаған аурулардың алтын стандарты болып табылады. COVID-19 пандемиясы кезінде байқалғандай, нуклеин қышқылына негізделген жылдам және дәл тестілеу вирусты тиімді бақылау және басқару үшін өте маңызды. Нуклеин қышқылының биомаркерлерін анықтау ауыл шаруашылығы мен азық-түлік қауіпсіздігі, сондай-ақ қоршаған ортаны бақылау және биологиялық соғыс агенттерін анықтау үшін де өте маңызды. 

Деструктивті әсер

2021 жылы Сан-Диего Калифорния университетінің зерттеушілері молекулярлық генетика, химия және денсаулық ғылымын қолдана отырып, SARS-CoV-2, COVID-19 тудыратын коронавирусты анықтау үшін жылдам диагностикалық құрал жасады. Жаңа SENSR (сезімтал ферменттік нуклеин қышқылы тізбегі репортері) құралы ДНҚ немесе РНҚ-дағы генетикалық тізбектерді анықтау арқылы патогендерді анықтау үшін CRISPR пайдаланады. Cas9 ферменті CRISPR гендік инженерия зерттеулерінде қолданылатын негізгі ақуыз болғанымен, Cas12a және Cas13a сияқты басқа ферменттер нақты медициналық сынақтарды жасау үшін көбірек қолданыла бастады.

SENSR — Cas19d ферментін (CasRx ретінде де белгілі) қолданатын алғашқы COVID-13 диагностикалық құралы. Құралдың сынақ нәтижелерін бір сағаттан аз уақыт ішінде жасауға болады. Зерттеушілер басқа ферменттерді зерттей отырып, CRISPR генетикаға негізделген диагностиканың жаңа мүмкіндіктерін аша алады деп есептейді.

Ғалымдар мен дәрігерлер CRISPR көмегімен жұқпалы емес ауруларды диагностикалау үшін де пайдалана алады. Мысалы, CRISPR негізінде мРНҚ-ны анықтау жедел жасушалық бүйрек трансплантаты қабылдамауын анықтау үшін пайдаланылды. Бұл әдіс жаңа ғана бүйрек трансплантаты болған адамның зәр үлгісінде мРНҚ бар-жоғын іздеуді қамтиды.

Зерттеушілер CRISPR негізіндегі сенсордың 93 пайыз сезімталдық пен 76 пайыз ерекшелігі бар екенін анықтады. Құрал сүт безі қатерлі ісігі мен ми ісіктерін диагностикалау үшін де қолданылған. Сонымен қатар, CRISPR бір нуклеотидтік специфика арқылы мутация және бұлшықет дистрофиясы сияқты генетикалық ауруларды дәл анықтай алады.

CRISPR диагностикасының салдары

CRISPR диагностикасының кеңірек салдары мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Жұқпалы ауруларды жылдам диагностикалау — болашақта пандемия мен эпидемиялардың таралуын болдырмау үшін маңызды болуы мүмкін қолданба.
• Сирек кездесетін генетикалық бұзылыстарды дәлірек диагностикалау, бұл жекелендірілген медицинаны алға жылжытуы мүмкін.
• Жасанды интеллект (AI) жүйелері CRISPR негізіндегі талдауды жақсарту үшін пайдаланылады, бұл жылдамырақ сынақ нәтижелеріне әкелуі мүмкін.
• Қатерлі ісіктерді, генетикалық мутацияларды және трансплантациядағы сәтсіздіктерді ерте диагностикалау.
• Биотехнологиялар, фармацевтикалық фирмалар және университеттер арасында CRISPR негізіндегі диагнозды алға жылжытатын басқа әлеуетті ферменттерді табу үшін көбірек бірлескен зерттеулер.
• Тұтынушылар үшін арзан генетикалық тестілеуге қолжетімділікті арттыру, жекелендірілген денсаулық сақтауды әлеуетті демократияландыру және тұқым қуалайтын жағдайларды ерте анықтау.
• Ғылыми прогреске жәрдемдесу кезінде этикалық пайдалануды қамтамасыз ету, гендік редакциялау технологиялары үшін үкіметтер тарапынан жақсартылған нормативтік базалар.
• Фармацевтика өнеркәсібіндегі ауысу мақсатты гендік терапияға бағытталған, бұл жанама әсерлері азырақ тиімді емдеуге әкеледі.

Қарастырылатын сұрақтар

• Генетикалық ауруларды ерте анықтау мүмкіндігінің басқа қандай пайдасы бар?
• Үкіметтер өздерінің COVID-19 басқару стратегияларында CRISPR қалай пайдалана алады?