Mga diagnostic ng CRISPR: Sumisid sa mga diagnostic na nakabatay sa cell

• May-akda:
• pangalan Author

  Quantumrun Foresight
• Oktubre 17, 2022

Buod ng pananaw

Ang CRISPR ay isang teknolohiya sa pag-edit ng gene na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na baguhin o "i-cut" ang mga gene. Ang CRISPR ay nagbibigay-daan sa isang bagong antas ng precision gene manipulation kapag ginamit kasama ng Cas9 protein. Sinisiyasat ng mga mananaliksik kung paano gamitin ang versatility at potensyal ng teknolohiyang ito na bumuo ng mas tumpak na mga tool sa diagnostic.

Konteksto ng diagnostic ng CRISPR

Ang CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ay isang paraan na nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na mag-edit ng mga gene sa mga organismo, gaya ng bacteria, hayop, at tao. Gumagana ang teknolohiya sa pamamagitan ng pag-alis ng mga bahagi ng DNA at pagpapalit sa mga ito ng bago at pinahusay na mga pagkakasunud-sunod. Ang pamamaraang ito ay naglalayong iwasto ang mutated genes o hereditary disorder. Ang CRISPR ay maaaring makagagamot ng maraming sakit na nakabatay sa DNA tulad ng mga sakit sa dugo at mga kanser.

Sa isang eksperimento noong 2017 na isinagawa ng Temple University at University of Pittsburgh, matagumpay na naalis ng mga mananaliksik ang HIV (human immunodeficiency virus) sa mga live na daga. Gayunpaman, kakailanganin ang karagdagang pananaliksik sa mga primata bago masubukan ng mga mananaliksik ang anumang katulad na therapy sa mga tao. Sa kabila ng maraming benepisyo ng CRISPR, ang ilang mga siyentipiko ay nag-iingat na ang ilang mga negosyo ay gagamit ng tool upang i-edit ang mga reproductive cell, na nagreresulta sa mga designer na sanggol.

Bukod sa gene therapy, ang CRISPR ay nagpapakita ng malaking pangako sa mga diagnostic. Ang mga biomarker na nakabatay sa nucleic acid ay mahalaga para sa mga diagnostic dahil maaari silang palakihin mula sa minimal na halaga ng DNA o RNA, na ginagawa itong napaka-espesipiko para sa pag-detect ng mga sakit. Bilang resulta, ang ganitong uri ng diagnostic ay ang gintong pamantayan para sa maraming uri ng sakit, lalo na ang mga sanhi ng mga impeksyon. Gaya ng naobserbahan sa panahon ng pandemya ng COVID-19, ang mabilis at tumpak na pagsubok na nakabatay sa nucleic acid ay mahalaga para sa epektibong pagkontrol at pamamahala ng virus. Ang pag-detect ng mga nucleic acid biomarker ay mahalaga din para sa agrikultura at seguridad sa pagkain, pati na rin ang pagsubaybay sa kapaligiran at pagtukoy ng mga biological warfare agent. 

Nakakagambalang epekto

Noong 2021, lumikha ang mga mananaliksik sa University of California San Diego ng mabilis na diagnostic tool para matukoy ang SARS-CoV-2, ang coronavirus na nagdudulot ng COVID-19, gamit ang molecular genetics, chemistry, at health science. Ang bagong tool na SENSR (sensitive enzymatic nucleic acid sequence reporter) ay gumagamit ng CRISPR upang matukoy ang mga pathogen sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga genetic sequence sa kanilang DNA o RNA. Habang ang Cas9 enzyme ang pangunahing protina na ginamit sa CRISPR genetic engineering studies, ang iba pang mga enzyme gaya ng Cas12a at Cas13a ay lalong ginagamit upang lumikha ng tumpak na medikal na pagsusuri.

Ang SENSR ay ang unang COVID-19 diagnostic tool na gumagamit ng Cas13d enzyme (kilala rin bilang CasRx). Ang mga resulta ng pagsubok ng tool ay maaaring mabuo nang wala pang isang oras. Naniniwala ang mga mananaliksik na sa pamamagitan ng paggalugad ng iba pang mga enzyme, magagawa ng CRISPR na magbukas ng mga bagong pagkakataon para sa mga diagnostic na nakabatay sa genetika.

Ang mga siyentipiko at doktor ay maaari ding gumamit ng CRISPR upang masuri ang mga hindi nakakahawang sakit. Halimbawa, ginamit ang CRISPR-based sensing ng mRNA upang makita ang talamak na pagtanggi ng cellular kidney transplant. Ang pamamaraang ito ay nagsasangkot ng paghahanap ng presensya ng mRNA sa isang sample ng ihi mula sa isang taong kakatapos lang ng kidney transplant.

Natuklasan ng mga mananaliksik na ang CRISPR-based na sensor ay nagtatampok ng 93 porsiyentong sensitivity at 76 porsiyentong pagtitiyak. Ang tool ay ginamit din upang masuri ang kanser sa suso at mga tumor sa utak. Bilang karagdagan, ang CRISPR ay maaaring tumpak na matukoy ang mga genetic na sakit, tulad ng mga mutasyon at muscular dystrophy, sa pamamagitan ng single-nucleotide specificity.

Mga implikasyon ng CRISPR diagnostics

Ang mas malawak na implikasyon ng mga diagnostic ng CRISPR ay maaaring kabilang ang: 

• Mabilis na diagnostic para sa mga nakakahawang sakit—isang application na maaaring mahalaga sa pagpigil sa pagkalat ng mga pandemic at epidemya sa hinaharap.
• Mas tumpak na diagnosis ng mga bihirang genetic disorder, na maaaring magsulong ng personalized na gamot.
• Mga sistema ng artificial intelligence (AI) na ginagamit upang dagdagan ang pagsusuri na nakabatay sa CRISPR, na maaaring magresulta sa mas mabilis na mga resulta ng pagsubok.
• Mas maagang pagsusuri ng mga kanser, genetic mutation, at mga pagkabigo sa transplant.
• Higit pang collaborative na pananaliksik sa biotech, pharma firms, at unibersidad para tumuklas ng iba pang potensyal na enzymes na maaaring magsulong ng CRISPR-based na diagnosis.
• Tumaas na accessibility sa murang genetic testing para sa mga consumer, na potensyal na demokrasya sa personalized na pangangalagang pangkalusugan at maagang pagtuklas ng mga namamana na kundisyon.
• Pinahusay na mga balangkas ng regulasyon ng mga pamahalaan para sa mga teknolohiya sa pag-edit ng gene, na tinitiyak ang etikal na paggamit habang pinapaunlad ang siyentipikong pagsulong.
• Ilipat ang pagtuon sa industriya ng parmasyutiko patungo sa mga naka-target na gene therapies, na humahantong sa mas mabisang paggamot na may mas kaunting side effect.

Mga katanungang dapat isaalang-alang

• Ano ang iba pang mga potensyal na benepisyo ng kakayahang matukoy nang maaga ang mga genetic na sakit?
• Paano magagamit ng mga pamahalaan ang CRISPR sa kanilang mga diskarte sa pamamahala sa COVID-19?