"Genetik Makas" keskin kenarını yeni taca karşı gösteriyor. Bir sonraki salgın patlak verebilir mi?
Tıpkı güzel "retrograd" tıp kadrosuna benzer şekilde, dünya hala COVID-19'un pusuyla örtülüyken, ön cephede gürültü olmadan savaşan ve laboratuvarda daha fazla çözüm arayan bir grup insan var.
Bu teknolojilerden biri, o da "Sihirli Makas" olarak bilinen CRISPR'dir. CRISPR teknolojisi, hücrelerin genetik aktivitesine müdahale etmek, yani genleri değiştirmek, onarmak veya kaldırmak için kullanılabilir. 2014 yılında Massachusetts Institute of Technology Review tarafından "En İyi On Çığır Açan Teknoloji" arasında gösterildi.
Giderek daha fazla bilim insanı CRISPR üzerinde çabaladıkça, ortaya çıkan bu teknoloji de son yıllarda hızla geliştirildi ve yeni bir tarihi aşamaya ulaştı - bilim adamları bu teknolojinin hastalık tedavisi için kullanımını araştırıyorlar. Listelenen büyük şirketler CRISPR Therapeutics, Editas Medicine ve Intellia Therapeutics zaten ilgili klinik denemeleri geliştiriyor. Bu yıl çok sayıda CRISPR klinik deneme verisini görebilmemiz bekleniyor.
Şekil CRISPR alanında listelenen üç şirket (kaynak: ilgili resmi web siteleri)
Şimdi daha acil soru, CRISPR insanların yeni koronavirüse karşı savunmalarına yardımcı olabilir mi?
Çinli bilim adamı Qi Lei liderliğindeki araştırma ekibinin Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Stanford Üniversitesi'nde keşfetmeyi umduğu şey tam olarak budur.
Şekil Bu makale (Kaynak: BioRxiv)
Son zamanlarda, Qi Lei'nin ekibi biyomedikal baskı öncesi web sitesi BioRxiv'de "CRISPR'nin yeni koronavirüs ve griple mücadele için profilaktik bir strateji olarak profilaktik bir strateji olarak geliştirilmesi" adlı bir makale yayınladı ve yeni koronavirüsle mücadelede CRISPR kullanımındaki araştırma ilerlemesini tanıttı.
Qi Lei'nin Çin ve AB'de temelde yatan CRISPR teknolojisinin ortak mucidi olarak aynı zamanda dCas teknolojisi, CRISPRi / a gen düzenlemesi, CRISPR-GO genom kontrolü ve diğer teknolojilerin ana mucidi olduğunu ve 20'den fazla maddeye sahip olduğunu belirtmekte fayda var. patent. Qi Lei, gen düzenleme ve düzenleme alanındaki öncü çalışmaları nedeniyle, 2018'de MIT Science and Technology Review'da Çin'de "teknolojik yenilikte 35 yaşın altındaki 35 kişi" ödülünün sahibi oldu.
Öyleyse, yeni koronavirüse karşı mücadeleyi gen sihirli makası aracılığıyla keşfetmek için bu deneyde gösterilen spesifik olasılıklar nelerdir?
Gen büyüsü keskin bir şekilde kesildi
Gazeteye göre ekip, bu yöntemin uygulanabilirliğini kanıtladı: CRISPR, petri kabı çözeltisindeki virüs miktarını% 90 oranında başarıyla azalttı. Makalenin yazdığı gibi: "PAC-MAN yaklaşımı, koronavirüsle başa çıkmak için hızla uygulanabilen bir strateji olabilir."
Bu deneyin kahramanı - CRISPR teknolojisi - Kümelenmiş Düzenli Olarak Serpiştirilmiş Kısa Palindromik Tekrarlar olarak adlandırılır, yani düzenli aralıklı kısa Palindromik Tekrarların kümeleri ve onun yukarı akış Cas geni, bakterilerde oldukça korunmuş bir CRISPR / Cas sistemi oluşturur. .
CRISPR / Cas sistemi, çoğu bakteri veya arkeada bulunan edinilmiş bir bağışıklık türüdür.Yabancı genetik materyal istila ettiğinde, ilk olarak istilacı faj veya yabancı plazmid DNA bilgilerini kendi CRISPR dizisine entegre eder. Virüs tekrar istila ettiğinde, sistem virüsü tanıyıp yok edebilir.
Bu özelliğe yanıt olarak, bilim adamları CRISPR / Cas'ı gen düzenleme için belirli dizileri tutturabilecek şekilde değiştirdiler. Kesin DNA hedefleme ve kesme işlevi nedeniyle CRISPR teknolojisi yaşam bilimleri alanında yaygın olarak kullanılıyor ve şimdiye kadar sayısız dalgalanmaya neden oldu.
Bunların arasında, iyi bilinen CRISPR / Cas9 sisteminin en basit ve en kullanışlı olduğunu düşünüyorum.Genellikle DNA kesmeyi hedeflerken, Cas13 proteini onu kesmek ve yok etmek için belirli bir RNA sekansına kilitlenebilir. RNA, SARS-CoV2'nin (COVID-19'un nedensel virüsü) genetik materyalidir.
Geleneksel aşı geliştirme, bir virüse karşı bir aşıdır. Birçok virüs mutasyona uğrayacağı için ilgili aşı da başarısız olacaktır. CRISPR sisteminin büyüsü, altı CRISPR kılavuz RNA kullanarak, bilinen koronavirüslerin% 90'ından fazlasını (3.051 sıralı koronavirüs ve tanıdık SARS, MERS vb. Dahil) etkili bir şekilde tanımlayabilmesidir. Geleneksel aşılarla, bu 3.051 koronavirüse karşı korunmak için 3000'den fazla aşı gerekebilir.
(Kaynak: Susanna M. Hamilton / Broad Communications)
Bu çalışmada Qi Lei liderliğindeki ekip, CRISPR'nin viral RNA seviyelerini ve replikasyonu etkili bir şekilde azaltabileceğini hücresel düzeyde doğrulayan CRISPR / Cas-13d'ye dayalı bir gen düzenleme yöntemi olan PAC-MAN yöntemini kullandı. Bazı crRNA'ların hedefleme oranı% 91'e ulaşabilir. RNA'yı kesmek aynı zamanda virüsün "kökünü" de kırmaktır. Teorik olarak bu, hastalığın ilerlemesini durdurmak için yeterli olacaktır.
Makalede, "PAC-MAN yöntemimiz, pan-koronavirüsün neden olduğu ani salgınla başa çıkmak için hızlı ve uygulanabilir bir araç haline gelebilir" diye yazdı.
Ancak bu, CRISPR'nin insanların salgın virüslerle savaşmak için genetik silahlar kullandığı yeni bir çağ açabileceği anlamına mı geliyor?
Hala birçok zorluk var
Heyecanlanmayın, makaledeki değerlendirmenin "mayıs" kelimesini de içerdiğini fark etmişsinizdir ve bu, araştırmacının kendi kendini susturması değildir.
Petri kabından klinik denemeye ve son uygulamaya kadar hala uzun bir yol var.
Bu bağlamda ekip üyeleri, bunun hayvanların veya insanların deneysel aşamasına girmek üzere olan bir terapi olduğunu düşünmek yerine, araştırmanın daha çok bir plan veya kavramın kanıtı gibi olduğunu da kabul ettiler.
Şekil Qi Lei (Kaynak: Stanford resmi web sitesi)
Sonuçta, hala çok fazla bilinmeyen faktör var.
Birincisi, ekibin deney için kullandığı şeyin gerçek SARS-CoV2 koronavirüs olmadığıdır (yetki eksikliğinden dolayı). Ve bu, Georgia Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Philip Santangelo'nun tartışmalı ana kısmı. Virüsün etkisiz hale getirilebileceğini kanıtlamak için çoğalma yeteneği olmayan analoglar yerine normal türlerin kullanılması gerektiğine inanıyor ve sonuçta "bu virüsler çok hızlı çoğalıyor."
CRISPR sisteminin teslimi başka bir sorudur - tedaviye ihtiyacı olan hücrelere verilebilir mi? Yeni koronavirüs tarafından tahrip edilen akciğerlerin, mukus ve tuhaflıkları nedeniyle hiçbir zaman kolay hedef organ olmadığını bilmemiz gerekiyor.
Ek olarak, bu teknik zorluklara ek olarak, onay katmanları ve klinik araştırmalar da ileriye giden yolda engeldir. California Üniversitesi, Berkeley'den Profesör Fyodor Urnov, "Açıkçası, önümüzdeki 4-6 ay içinde bu araştırmanın insan deney aşamasına girme olasılığı sıfırdır" diye düşünüyor. CRISPR patlama yaşasa da, FDA insan denemeleri için yalnızca üç CRISPR projesini onayladı.
Ekibin bir sonraki planıyla ilgili olarak Qi Lei, DeepTech'e şunları söyledi: "Beklentimiz, CRISPR teknolojisinin mümkün olan en kısa sürede klinik deneylere girmesi ve yeni koronavirüse karşı yararlı bir tedavi aracı haline gelmesi. Hayvanlarda hala birçok potansiyel koronavirüs var. İnsanları gelecekte bir noktada enfekte eder.
"CRISPR araçlarını antiviral araç kutusuna dahil etmek, aşı araştırma ve geliştirme eksikliğini büyük ölçüde telafi edebilir ve gelecekte hala hayvanlarda bulunan ve henüz enfekte olmayan virüsler de dahil olmak üzere gelecekte viral enfeksiyon olasılığını büyük ölçüde azaltabilir. Kısa vadede CRISPR'yi test edeceğiz. Canlı virüslerin direnci. Ve CRISPR moleküllerini virüslere direnmek için akciğer hücrelerine güvenli bir şekilde iletmek için mevcut olgun moleküler dağıtım yöntemlerini birleştireceğiz. "
Ekip, canlı virüs testini yaz bitmeden tamamlamayı, yılın ikinci yarısında hayvan modeli testini tamamlamayı ve 2021'in ilk yarısında klinik denemelere başlamayı umuyor.
Umut taşıyor
Aslında, yeni tacın patlak vermesinden önce, birçok kurum ve grup CRISPR'ın salgına tepkisi üzerine araştırmalara çoktan başlamıştı.
(Kaynak: DARPA web sitesi)
2018 yılında, ABD Savunma Bakanlığı'nın (Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı) Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı, gelecekte genetik yollarla kullanılabilecek tıbbi yöntemleri bulmayı amaçlayan "Prepare" adlı dört yıllık bir araştırma projesi başlattı. Laboratuvar, proje fonundan fon aldı.
2019'da Qi Lei'nin laboratuvarı CRISPR teknolojisine dayalı bir grip karşı önlem araştırması başlattı. Tam da bu yüzden belli bir temel var, böylece salgının başlangıcında ekip araştırmanın mümkün olduğunu fark etti ve araştırma yönünü zaman içinde ayarladı.
Bununla ilgilenen bazı girişimler de var San Francisco merkezli biyo girişim Mammoth Biosciences bunlardan biri. Algılama süresini birkaç saatten 30 dakikaya kısaltabilen hızlı ve verimli bir COVID-19 algılama yöntemi geliştirdiklerini söylediler. Şirket, CRISPR araştırmalarında öncü olan Dr. Jennifer Doudna tarafından kuruldu ve bu yılın başlarında 45 milyon ABD Doları tutarında B Serisi finansmanın tamamlandığını duyurdu.
(Kaynak: Mammoth Biosciences resmi web sitesi)
CRISPR yepyeni bir araçtır, uygulama geçmişi ve uygulanabilir kanıt eksikliği, ancak faydasız olduğu anlamına gelmez.
Profesör Urnov'un dediği gibi, Herhangi bir fikrin peşine düşmeye değer olduğu tarihsel bir andayız. Şu anda, 13. yüzyıldaki izolasyondan, 17. yüzyıldaki ilaçlardan ve 18. yüzyıldaki aşıdan çok daha etkili araçlara sahibiz. . "
Teori ile gerçeklik arasında binlerce dağ olsa da, bin millik bir yolculuk tek bir adımla başlar. Belki bu sefer yardımcı olmaz ama bir dahaki sefere kılıftan çıkabilir.
