Diagnostifikimi CRISPR: Zhytja në diagnostikimin e bazuar në qeliza

• Author:
• Emri i autorit

  Parashikimi Kuantumrun
• Tetor 17, 2022

Përmbledhje e pasqyrës

CRISPR është një teknologji e modifikimit të gjeneve që i lejon shkencëtarët të modifikojnë ose "prerë" gjenet. CRISPR mundëson një nivel të ri të manipulimit të saktë të gjeneve kur përdoret me proteinën Cas9. Studiuesit po eksplorojnë se si të përdorin shkathtësinë dhe potencialin e kësaj teknologjie për të zhvilluar mjete më të sakta diagnostikuese.

Konteksti i diagnostikimit CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) është një metodë që i lejon shkencëtarët të modifikojnë gjenet në organizma, si bakteret, kafshët dhe njerëzit. Teknologjia funksionon duke hequr pjesë të ADN-së dhe duke i zëvendësuar ato me sekuenca të reja e të përmirësuara. Kjo metodë synon të korrigjojë gjenet e mutuara ose çrregullimet trashëgimore. CRISPR mund të shërojë potencialisht shumë sëmundje të bazuara në ADN, si sëmundjet e gjakut dhe kanceret.

Në një eksperiment të vitit 2017 të kryer nga Universiteti Temple dhe Universiteti i Pitsburgut, studiuesit eliminuan me sukses HIV (virusin e mungesës së imunitetit të njeriut) te minjtë e gjallë. Megjithatë, do të nevojiten kërkime të mëtejshme mbi primatët përpara se studiuesit të testojnë ndonjë terapi të ngjashme te njerëzit. Pavarësisht përfitimeve të shumta të CRISPR, disa shkencëtarë janë të kujdesshëm se disa ndërmarrje do të përdorin mjetin për të redaktuar qelizat riprodhuese, duke rezultuar në foshnja projektuese.

Përveç terapisë gjenetike, CRISPR po tregon premtime të konsiderueshme në diagnostikim. Biomarkerët e bazuar në acidin nukleik janë thelbësorë për diagnostikimin, sepse ato mund të përforcohen nga sasi minimale të ADN-së ose ARN-së, duke i bërë ato shumë specifike për zbulimin e sëmundjeve. Si rezultat, ky lloj diagnostikimi është standardi i artë për shumë lloje sëmundjesh, veçanërisht ato të shkaktuara nga infeksionet. Siç vërehet gjatë pandemisë COVID-19, testimi i shpejtë dhe i saktë i bazuar në acidin nukleik është jetik për kontrollin dhe menaxhimin efektiv të virusit. Zbulimi i biomarkerëve të acidit nukleik është gjithashtu thelbësor për bujqësinë dhe sigurinë ushqimore, si dhe monitorimin e mjedisit dhe identifikimin e agjentëve të luftës biologjike. 

Ndikim shkatërrues

Në vitin 2021, studiuesit në Universitetin e Kalifornisë San Diego krijuan një mjet të shpejtë diagnostikues për të identifikuar SARS-CoV-2, koronavirusin që shkakton COVID-19, duke përdorur gjenetikën molekulare, kiminë dhe shkencën shëndetësore. Mjeti i ri SENSR (raportuesi i sekuencës së acideve nukleike enzimatike të ndjeshme) përdor CRISPR për të zbuluar patogjenët duke identifikuar sekuencat gjenetike në ADN-në ose ARN-në e tyre. Ndërsa enzima Cas9 ka qenë proteina kryesore e përdorur në studimet e inxhinierisë gjenetike CRISPR, enzima të tjera si Cas12a dhe Cas13a janë përdorur gjithnjë e më shumë për të krijuar testime të sakta mjekësore.

SENSR është mjeti i parë diagnostikues për COVID-19 që përdor enzimën Cas13d (e njohur edhe si CasRx). Rezultatet e testit të mjetit mund të gjenerohen në më pak se një orë. Studiuesit besojnë se duke eksploruar enzima të tjera, CRISPR do të jetë në gjendje të hapë mundësi të reja për diagnostikimin e bazuar në gjenetikë.

Shkencëtarët dhe mjekët mund të përdorin gjithashtu CRISPR për të diagnostikuar sëmundjet jo-infektive. Për shembull, sensori i mRNA i bazuar në CRISPR u përdor për të zbuluar refuzimin akut të transplantit qelizor të veshkave. Kjo metodë përfshin kërkimin e pranisë së mRNA në një mostër të urinës nga dikush që sapo kishte bërë një transplant të veshkave.

Studiuesit zbuluan se sensori i bazuar në CRISPR kishte 93 për qind ndjeshmëri dhe 76 për qind specifikë. Mjeti është përdorur gjithashtu për të diagnostikuar kancerin e gjirit dhe tumoret e trurit. Përveç kësaj, CRISPR mund të identifikojë me saktësi sëmundjet gjenetike, të tilla si mutacionet dhe distrofinë muskulare, përmes specifikës së një nukleotidi.

Implikimet e diagnostikimit CRISPR

Implikimet më të gjera të diagnostikimit CRISPR mund të përfshijnë: 

• Diagnostifikimi i shpejtë për sëmundjet infektive - një aplikim që mund të jetë jetik në parandalimin e përhapjes së pandemive dhe epidemive të ardhshme.
• Diagnoza më e saktë e çrregullimeve të rralla gjenetike, të cilat mund të avancojnë mjekësinë e personalizuar.
• Sistemet e inteligjencës artificiale (AI) të përdorura për të shtuar analizën e bazuar në CRISPR, e cila mund të rezultojë në rezultate më të shpejta të testit.
• Diagnoza e hershme e kancereve, mutacioneve gjenetike dhe dështimeve të transplantit.
• Më shumë kërkime bashkëpunuese midis bioteknologjisë, firmave farmaceutike dhe universiteteve për të zbuluar enzima të tjera të mundshme që mund të avancojnë diagnozën e bazuar në CRISPR.
• Rritja e aksesit për testimin gjenetik me kosto të ulët për konsumatorët, duke demokratizuar potencialisht kujdesin shëndetësor të personalizuar dhe zbulimin e hershëm të kushteve trashëgimore.
• Korniza rregullatore të përmirësuara nga qeveritë për teknologjitë e redaktimit të gjeneve, duke siguruar përdorim etik duke nxitur përparimin shkencor.
• Zhvendosja në fokusin e industrisë farmaceutike drejt terapive gjenetike të synuara, duke çuar në trajtime më efektive me më pak efekte anësore.

Pyetje që duhen marrë parasysh

• Cilat janë përfitimet e tjera të mundshme të zbulimit të hershëm të sëmundjeve gjenetike?
• Si mund ta përdorin qeveritë CRISPR në strategjitë e tyre të menaxhimit të COVID-19?