ЦРИСПР дијагностика: Урон у дијагностику засновану на ћелијама

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Октобар КСНУМКС, КСНУМКС

Сажетак увида

ЦРИСПР је технологија за уређивање гена која омогућава научницима да модификују или "секу" гене. ЦРИСПР омогућава нови ниво прецизне манипулације генима када се користи са Цас9 протеином. Истраживачи истражују како да искористе свестраност и потенцијал ове технологије за развој прецизнијих дијагностичких алата.

ЦРИСПР дијагностички контекст

ЦРИСПР (Цлустеред Регуларли Интерспацед Схорт Палиндромиц Репеатс) је метода која омогућава научницима да уређују гене у организмима, као што су бактерије, животиње и људи. Технологија функционише тако што уклања делове ДНК и замењује их новим, побољшаним секвенцама. Ова метода има за циљ исправљање мутираних гена или наследних поремећаја. ЦРИСПР потенцијално може да излечи многе болести засноване на ДНК као што су болести крви и рак.

У експерименту из 2017. који су спровели Универзитет Темпл и Универзитет у Питсбургу, истраживачи су успешно елиминисали ХИВ (вирус хумане имунодефицијенције) код живих мишева. Међутим, биће потребна даља истраживања о приматима пре него што истраживачи буду могли да тестирају било коју сличну терапију на људима. Упркос бројним предностима ЦРИСПР-а, неки научници су опрезни да ће нека предузећа користити алат за уређивање репродуктивних ћелија, што ће резултирати дизајнерским бебама.

Осим генске терапије, ЦРИСПР показује значајно обећање у дијагностици. Биомаркери на бази нуклеинске киселине су неопходни за дијагностику јер се могу појачати из минималних количина ДНК или РНК, што их чини веома специфичним за откривање болести. Као резултат тога, ова врста дијагностике је златни стандард за многе врсте болести, посебно оне изазване инфекцијама. Као што је примећено током пандемије ЦОВИД-19, брзо и прецизно тестирање на бази нуклеинске киселине је од виталног значаја за ефикасну контролу и управљање вирусом. Детекција биомаркера нуклеинске киселине је такође кључна за пољопривреду и безбедност хране, као и за праћење животне средине и идентификацију биолошких ратних агенаса. 

Ометајући утицај

Истраживачи са Универзитета Калифорније у Сан Дијегу су 2021. године креирали брзу дијагностичку алатку за идентификацију САРС-ЦоВ-2, коронавируса који изазива ЦОВИД-19, користећи молекуларну генетику, хемију и здравствене науке. Нови алат СЕНСР (сензитивне ензимске секвенце нуклеинске киселине) користи ЦРИСПР за откривање патогена идентификацијом генетских секвенци у њиховој ДНК или РНК. Док је ензим Цас9 био примарни протеин који се користи у студијама генетског инжењеринга ЦРИСПР, други ензими као што су Цас12а и Цас13а се све више користе за креирање прецизних медицинских тестирања.

СЕНСР је први дијагностички алат за ЦОВИД-19 који користи ензим Цас13д (такође познат као ЦасРк). Резултати теста алата могу се генерисати за мање од сат времена. Истраживачи верују да ће истраживањем других ензима ЦРИСПР моћи да отвори нове могућности за дијагностику засновану на генетици.

Научници и лекари такође могу да користе ЦРИСПР за дијагнозу незаразних болести. На пример, сенсинг мРНК заснован на ЦРИСПР-у коришћен је за откривање акутног ћелијског одбацивања трансплантата бубрега. Ова метода укључује тражење присуства мРНА у узорку урина од некога ко је управо имао трансплантацију бубрега.

Истраживачи су открили да сензор заснован на ЦРИСПР-у има 93 посто осјетљивости и 76 посто специфичности. Алат се такође користи за дијагностиковање рака дојке и тумора мозга. Поред тога, ЦРИСПР може прецизно идентификовати генетске болести, као што су мутације и мишићна дистрофија, кроз специфичност једног нуклеотида.

Импликације ЦРИСПР дијагностике

Шире импликације ЦРИСПР дијагностике могу укључивати: 

• Брза дијагностика заразних болести — апликација која може бити од виталног значаја за спречавање ширења будућих пандемија и епидемија.
• Тачнија дијагноза ретких генетских поремећаја, што може унапредити персонализовану медицину.
• Системи вештачке интелигенције (АИ) који се користе за проширење анализе засноване на ЦРИСПР-у, што може резултирати бржим резултатима тестирања.
• Ранија дијагноза карцинома, генетских мутација и неуспеха трансплантације.
• Више колаборативних истраживања међу биотехнолошким, фармацеутским компанијама и универзитетима како би се открили други потенцијални ензими који могу унапредити дијагнозу засновану на ЦРИСПР-у.
• Повећана доступност јефтиног генетског тестирања за потрошаче, потенцијално демократизација персонализоване здравствене заштите и рано откривање наследних стања.
• Унапријеђени регулаторни оквири влада за технологије за уређивање гена, осигуравајући етичку употребу уз подстицање научног напретка.
• Померање фокуса фармацеутске индустрије на циљане генске терапије, што доводи до ефикаснијих третмана са мање нежељених ефеката.

Питања која треба размотрити

• Које су друге потенцијалне предности могућности раног откривања генетских болести?
• Како владе могу да користе ЦРИСПР у својим стратегијама управљања ЦОВИД-19?