CRISPR teşhisi: Hücre tabanlı teşhise dalın

• Yazar:
• Yazar adı

  Kuantumrun Öngörüsü
• 17 Ekim 2022

Analiz özeti

CRISPR, bilim adamlarının genleri değiştirmesine veya "kesmesine" izin veren bir gen düzenleme teknolojisidir. CRISPR, Cas9 proteini ile kullanıldığında yeni bir hassas gen manipülasyonu düzeyi sağlar. Araştırmacılar, daha doğru teşhis araçları geliştirmek için bu teknolojinin çok yönlülüğünü ve potansiyelini nasıl kullanacaklarını araştırıyorlar.

CRISPR tanılama bağlamı

CRISPR (Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrarlar), bilim adamlarının bakteri, hayvan ve insan gibi organizmalardaki genleri düzenlemesine olanak tanıyan bir yöntemdir. Teknoloji, DNA'nın bazı kısımlarını çıkararak ve bunları yeni, geliştirilmiş dizilerle değiştirerek çalışıyor. Bu yöntem mutasyona uğramış genleri veya kalıtsal bozuklukları düzeltmeyi amaçlamaktadır. CRISPR potansiyel olarak kan hastalıkları ve kanserler gibi birçok DNA bazlı hastalığı tedavi edebilir.

Temple Üniversitesi ve Pittsburgh Üniversitesi tarafından 2017 yılında yürütülen bir deneyde araştırmacılar, canlı farelerde HIV'i (insan bağışıklık yetersizliği virüsü) başarıyla ortadan kaldırdı. Ancak araştırmacıların benzer bir tedaviyi insanlar üzerinde test edebilmesi için primatlar üzerinde daha fazla araştırma yapılması gerekecek. CRISPR'ın sayısız faydasına rağmen, bazı bilim insanları bazı işletmelerin bu aracı üreme hücrelerini düzenlemek için kullanacağı ve bunun sonucunda da tasarımcı bebeklerin ortaya çıkacağı konusunda ihtiyatlı davranıyor.

Gen terapisinin yanı sıra, CRISPR teşhiste önemli bir umut vaat ediyor. Nükleik asit bazlı biyobelirteçler, minimum miktarda DNA veya RNA'dan amplifiye edilebildikleri için teşhis için gereklidir, bu da onları hastalıkları tespit etmek için çok spesifik hale getirir. Sonuç olarak, bu tür teşhisler, özellikle enfeksiyonların neden olduğu birçok hastalık türü için altın standarttır. COVID-19 pandemisi sırasında gözlemlendiği gibi, etkili virüs kontrolü ve yönetimi için hızlı ve hassas nükleik asit bazlı testler hayati önem taşımaktadır. Nükleik asit biyobelirteçlerini tespit etmek, aynı zamanda tarım ve gıda güvenliğinin yanı sıra çevresel izleme ve biyolojik savaş ajanlarının tanımlanması için de çok önemlidir. 

Yıkıcı etki

2021'de California San Diego Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, moleküler genetik, kimya ve sağlık bilimini kullanarak SARS-CoV-2'yi (COVID-19'a neden olan koronavirüs) tanımlamak için hızlı bir teşhis aracı oluşturdu. Yeni SENSR (duyarlı enzimatik nükleik asit dizi raportörü) aracı, DNA veya RNA'larındaki genetik dizileri tanımlayarak patojenleri tespit etmek için CRISPR'ı kullanıyor. Cas9 enzimi, CRISPR genetik mühendisliği çalışmalarında kullanılan birincil protein olsa da Cas12a ve Cas13a gibi diğer enzimler, hassas tıbbi testler oluşturmak için giderek daha fazla kullanılmaktadır.

SENSR, Cas19d enzimini (CasRx olarak da bilinir) kullanan ilk COVID-13 teşhis aracıdır. Aracın test sonuçları bir saatten daha kısa sürede oluşturulabilir. Araştırmacılar, CRISPR'ın diğer enzimleri keşfederek genetik temelli teşhis için yeni fırsatlar yaratabileceğine inanıyor.

Bilim adamları ve doktorlar, bulaşıcı olmayan hastalıkları teşhis etmek için de CRISPR'ı kullanabilirler. Örneğin, akut hücresel böbrek nakli reddini tespit etmek için CRISPR tabanlı mRNA algılaması kullanıldı. Bu yöntem, yeni böbrek nakli geçirmiş bir kişinin idrar örneğinde mRNA varlığının aranmasını içerir.

Araştırmacılar, CRISPR tabanlı sensörün yüzde 93 duyarlılığa ve yüzde 76 özgüllüğe sahip olduğunu buldu. Araç aynı zamanda meme kanseri ve beyin tümörlerini teşhis etmek için de kullanıldı. Ek olarak CRISPR, mutasyonlar ve kas distrofisi gibi genetik hastalıkları tek nükleotid özgüllüğü yoluyla doğru bir şekilde tanımlayabilir.

CRISPR teşhisinin etkileri

CRISPR teşhisinin daha geniş etkileri şunları içerebilir: 

• Bulaşıcı hastalıklar için hızlı teşhis—gelecekteki pandemi ve salgınların yayılmasını önlemede hayati önem taşıyabilecek bir uygulama.
• Kişiselleştirilmiş tıbbı ilerletebilecek nadir genetik bozuklukların daha doğru teşhisi.
• Daha hızlı test sonuçlarıyla sonuçlanabilecek CRISPR tabanlı analizi artırmak için kullanılan yapay zeka (AI) sistemleri.
• Kanserlerin, genetik mutasyonların ve nakil başarısızlıklarının erken teşhisi.
• CRISPR tabanlı teşhisi ilerletebilecek diğer potansiyel enzimleri keşfetmek için biyoteknoloji, ilaç firmaları ve üniversiteler arasında daha fazla ortak araştırma.
• Tüketiciler için düşük maliyetli genetik testlere daha fazla erişilebilirlik, kişiselleştirilmiş sağlık hizmetlerinin potansiyel olarak demokratikleştirilmesi ve kalıtsal rahatsızlıkların erken tespiti.
• Hükümetler tarafından gen düzenleme teknolojileri için geliştirilmiş düzenleyici çerçeveler, bilimsel ilerlemeyi teşvik ederken etik kullanımın sağlanması.
• İlaç endüstrisinde hedefe yönelik gen tedavilerine odaklanılması, daha az yan etkiyle daha etkili tedavilerin sağlanmasına yol açıyor.

Dikkate alınması gereken sorular

• Genetik hastalıkları erken teşhis edebilmenin diğer potansiyel faydaları nelerdir?
• Hükümetler, COVID-19 yönetim stratejilerinde CRISPR'ı nasıl kullanabilir?