Diagnóstico CRISPR: Mergulhando no diagnóstico baseado em células

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  Previsão Quantumrun
• 17 de outubro de 2022

Resumo do insight

CRISPR é uma tecnologia de edição de genes que permite aos cientistas modificar ou “cortar” genes. O CRISPR permite um novo nível de manipulação genética de precisão quando usado com a proteína Cas9. Os pesquisadores estão explorando como usar a versatilidade e o potencial dessa tecnologia para desenvolver ferramentas de diagnóstico mais precisas.

Contexto de diagnóstico CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) é um método que permite aos cientistas editar genes em organismos, como bactérias, animais e humanos. A tecnologia funciona removendo porções de DNA e substituindo-as por sequências novas e melhoradas. Este método visa corrigir genes mutados ou distúrbios hereditários. O CRISPR pode potencialmente curar muitas doenças baseadas no DNA, como doenças do sangue e câncer.

Em um experimento de 2017 conduzido pela Temple University e pela University of Pittsburgh, os pesquisadores eliminaram com sucesso o HIV (vírus da imunodeficiência humana) em ratos vivos. No entanto, serão necessárias mais pesquisas em primatas antes que os pesquisadores possam testar qualquer terapia semelhante em humanos. Apesar dos inúmeros benefícios do CRISPR, alguns cientistas temem que algumas empresas utilizem a ferramenta para editar células reprodutivas, resultando em bebês projetados.

Além da terapia genética, o CRISPR está mostrando uma promessa considerável em diagnósticos. Biomarcadores à base de ácido nucleico são essenciais para o diagnóstico, pois podem ser amplificados a partir de quantidades mínimas de DNA ou RNA, tornando-os muito específicos para detectar doenças. Como resultado, esse tipo de diagnóstico é o padrão-ouro para muitos tipos de doenças, especialmente aquelas causadas por infecções. Conforme observado durante a pandemia de COVID-19, testes rápidos e precisos baseados em ácidos nucleicos são vitais para o controle e gerenciamento eficazes de vírus. A detecção de biomarcadores de ácidos nucleicos também é crucial para a agricultura e a segurança alimentar, bem como o monitoramento ambiental e a identificação de agentes de guerra biológica. 

Impacto disruptivo

Em 2021, pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego criaram uma ferramenta de diagnóstico rápido para identificar o SARS-CoV-2, o coronavírus que causa a COVID-19, usando genética molecular, química e ciências da saúde. A nova ferramenta SENSR (repórter de sequência de ácido nucleico enzimático sensível) usa CRISPR para detectar patógenos identificando sequências genéticas em seu DNA ou RNA. Embora a enzima Cas9 tenha sido a principal proteína usada em estudos de engenharia genética CRISPR, outras enzimas, como Cas12a e Cas13a, têm sido cada vez mais utilizadas para criar testes médicos precisos.

SENSR é a primeira ferramenta de diagnóstico COVID-19 que utiliza a enzima Cas13d (também conhecida como CasRx). Os resultados dos testes da ferramenta podem ser gerados em menos de uma hora. Os investigadores acreditam que, ao explorar outras enzimas, o CRISPR será capaz de abrir novas oportunidades para diagnósticos baseados na genética.

Cientistas e médicos também podem usar o CRISPR para diagnosticar doenças não infecciosas. Por exemplo, a detecção de mRNA baseada em CRISPR foi usada para detectar rejeição aguda de transplante renal celular. Este método envolve a procura da presença de mRNA em uma amostra de urina de alguém que acabou de fazer um transplante de rim.

Os pesquisadores descobriram que o sensor baseado em CRISPR apresentava 93% de sensibilidade e 76% de especificidade. A ferramenta também tem sido usada para diagnosticar câncer de mama e tumores cerebrais. Além disso, o CRISPR pode identificar com precisão doenças genéticas, como mutações e distrofia muscular, através da especificidade de um único nucleotídeo.

Implicações do diagnóstico CRISPR

Implicações mais amplas do diagnóstico CRISPR podem incluir: 

• Diagnóstico rápido para doenças infecciosas – uma aplicação que pode ser vital na prevenção da propagação de futuras pandemias e epidemias.
• Diagnóstico mais preciso de doenças genéticas raras, que podem fazer avançar a medicina personalizada.
• Sistemas de inteligência artificial (IA) usados ​​para aumentar a análise baseada em CRISPR, o que pode resultar em resultados de teste mais rápidos.
• Diagnóstico precoce de câncer, mutações genéticas e falhas de transplante.
• Mais pesquisas colaborativas entre biotecnologia, empresas farmacêuticas e universidades para descobrir outras enzimas potenciais que podem avançar no diagnóstico baseado em CRISPR.
• Maior acessibilidade a testes genéticos de baixo custo para os consumidores, potencialmente democratizando os cuidados de saúde personalizados e a detecção precoce de doenças hereditárias.
• Quadros regulamentares melhorados pelos governos para tecnologias de edição genética, garantindo a utilização ética e ao mesmo tempo promovendo o avanço científico.
• Mudança no foco da indústria farmacêutica para terapias genéticas direcionadas, levando a tratamentos mais eficazes com menos efeitos colaterais.

Questões a considerar

• Quais são os outros benefícios potenciais de ser capaz de detectar doenças genéticas precocemente?
• Como os governos podem usar o CRISPR em suas estratégias de gerenciamento da COVID-19?