Bioteknologia
CRISPR voi näytellä keskeistä roolia uusissa teknologioissa, joita käytetään tunnistamaan viruksia kuten H5NI ja influenssa
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
CRISPR voi tehdä enemmän kuin geenieditointi
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) tunnetaan parhaiten työkaluna geneettiseen insinöörityöhön ja viime aikoina myös geenitautien, kuten sirppisolutautien, parantamiseen. Tutkimme monia näistä sovelluksista artikkelissamme “Sokeudesta lihankorvikkeisiin: CRISPR-geenieditointi jatkaa lupaavien tulosten tuottamista”.
Mikä tekee CRISPR:stä ainutlaatuisen geneettisenä työkaluna, on sen kyky tarkasti vastata ja tunnistaa täsmällisiä geneettisiä sekvenssejä.
Tätä tarkkuutta hyödynnetään nyt tautitesteissä, ja se saattaa olla helpompi käyttää ja kustannustehokkaampi kuin yleisemmät PCR-testit.
Tutkijat Broad Institutesta, MIT:stä ja Princetonin yliopistosta julkaisivat CRISPR-teknologiaan perustuvan ristikoe-testin, joka pystyy erottamaan kausitaudin kaksi päätyyppiä, influenssa A:n ja B:n, sekä kausitaudin alalajikkeet H1N1 ja H3N2.
Lähde: Broad Institute
Miten se toimii?
Teknologia kehitettiin ensimmäisen kerran vuonna 2020 nimellä SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics). Tämä perustui aiemmin kehitettyyn CRISPR-pohjaiseen testimenetelmään, SHERLOCKiin (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing). Vaikka SHERLOCK oli tehokas, menetelmän useat vaiheet lisäsivät virheiden ja virheellisen tulkinnan riskiä.
Lähde: Nature
Uusi SHINE-menetelmä voi sen sijaan havaita viruksia sekä paperipohjaisella värimetriikalla että putkessa tapahtuvalla fluoresenssi-lukemalla. Lisäksi fluoresenssi-tulokset voidaan tulkita automaattisesti kumppanisovelluksen avulla älypuhelimessa.
Miksi se on tärkeää
PCR-testaus on kallista ja vaatii erikoislaitteita. Tämän seurauksena vain pieni määrä potilaita testataan (tietenkin pandemian ulkopuolisissa olosuhteissa), yleensä vain ne potilaat, jotka käyvät sairaalassa perhelääkärinsä sijaan.
Antigeenitestit käytetään usein vaihtoehtona PCR-testeille, mutta ne ovat paljon vähemmän luotettavia ja herkkiä.
Kun oikea kanta tunnistetaan alhaisilla kustannuksilla ja yksinkertaisella menetelmällä, kliinikot voisivat esimerkiksi päättää, käyttääkö Oseltamiviiria. Tämä yleinen antiviraali on tehokas vain joillekin kannoille.
Toinen sovellus olisi auttaa tutkijoita seuraamaan epidemian puhkeamista paremmin nopeiden kenttätestien avulla.
CRISPR ylittää aiemmat menetelmät
Vuoden 2024 SHINE-laajennus eri influenssakantoihin pyrkii korvaamaan tällä hetkellä patologia‑laboratorioissa käytetyn menetelmän, erityisesti PCR:n.
Tyypilliset diagnostiset lähestymistavat, kuten polymeraasiketjureaktio (PCR), vaativat pitkiä käsittelyaikoja, koulutettua henkilöstöä, erikoislaitteita ja pakastimia reagenssien säilyttämiseen -80 °C:ssa, kun taas SHINE voidaan suorittaa huoneenlämmössä noin 90 minuutissa. Tällä hetkellä koe vaatii vain edullisen lämpölevyn reaktion lämmittämiseen, ja tutkijat pyrkivät virtaviivaistamaan prosessia tavoitteena saada tulokset 15 minuutissa.
Kaiken kaikkiaan CRISPR-pohjaiset testit voivat toimia paremmin käytännöllisestä ja kaupallisesta näkökulmasta, ja lopulta korvata PCR:n, kun testataan erittäin vaihtelevia viruksia kuten influenssa ja koronavirukset.
Seuraavat virukset listalla
Tulevaa CRISPR-pohjaista ristikoeversiota laajennetaan todennäköisesti siten, että se pystyy havaitsemaan influenssaviruksen ja sen kannan sekä erottamaan samankaltaisia oireita aiheuttavat virukset, kuten koronavirukset ja influenssan (flun).
Toinen kiireellinen aihe on lintujen ja sikojen influenssakannat. Nämä taudit aiheuttavat tuhoa maatalousoperaatioissa. Ne muodostavat vakavan riskin ihmisten terveydelle, jopa mahdollisuuden aiheuttaa uusi pandemia, jos virukset sopeutuvat eläinisäisistään ihmisiin.
Koska aiemmin on osoitettu menestystä COVID:n ja nyt influenssan kanssa, on todennäköistä, että CRISPR-pohjaiset testit kuten SHINE tulevat pian olemaan paljon yleisempiä. Tämä on erityisen hyödyllistä nopeasti kehittyville viruksille, joissa erilaisten kantojen seuranta on kriittistä, tehtävä, jossa antigeeniristikkeet yleensä suoriutuvat huonosti.
CRISPR-yritykset
1. Ginkgo Bioworks
DNA Hintakaavio
Yritys tuottaa tilauksesta organismeja erityistarkoituksiin. Näihin kuuluvat biolääketieteelliset sovellukset sekä lukuisat teollisuus- ja materiaalitieteen ohjelmat.
Sillä on myös suuri bioturvallisuussegmentti, joka kukoisti pandemian aikana.
Ginkgo Bioworks (DNA ) on monipuolistanut sovelluksiaan laajasti monien tutkimusohjelmien ja kumppanuuksien avulla:
- Kannabinoidit
- mRNA-rokotteen tuotanto ja nukleiinihappolääkkeet
- Elintarvikeproteiinit
- Biologisen lannoitteen tuotanto yhteistyössä Bayerin kanssa
- Ohjelmoitavat mikrobit suolistosairauksia varten
- Mikromuovien bioremeditaatio
- Bioturvallisuus ja patogeenien havaitseminen
- Jätteiden ja kontaminaatioiden kierrätys
Se ansaitsee rahaa saamalla ensin ennakkomaksun kehitysprosessista ja sen jälkeen rojaltimaksuja valmiista tuotteesta.
Gingkon kumppanuudet laajenevat jatkuvasti, mukana:
- Kasvava kumppanuus Novo Nordiksin kanssa.
- Kumppanuus japanilaisen kauppayhtiön Sojitz Corporationen kanssa.
- DARPA-rahoitus uusille proteiineille, jotka hallitsevat jäätä äärimmäisissä kylmissä olosuhteissa.
- $331M deal with Pfizer.
- $490M sopimus Merckin kanssa biologisten tuotteiden valmistuksen optimoimiseksi.
- $406M sopimus Boehringer Ingelheimin kanssa vaikeasti lääkkeellistettävien kohteiden osalta.
Ginkgo Bioworks tekee myös yhteistyötä kaikkien suurten maatalousyritysten kanssa, joista useimmilla on kiinnostusta biopolttoaineiden tuotantoon ja mikrobiologiaan. Muutamia näistä ovat Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta ja muita.
Gingkon kokemus geneettisten sekvenssien räätälöidyistä suunnitelmista sekä bioturvallisuuden valvonnasta tekee siitä hyvän ehdokkaan hyödyntämään uusia DNA-pohjaisia testausmenetelmiä.
Kun CRISPR-pohjaiset testit on nyt todistettu käyttökelpoiseksi vaihtoehdoksi PCR-testeille (valtava markkina, jopa pandemian ulkopuolella), Ginkgo voi hyödyntää kokemustaan ja kumppanuuksiaan saadakseen osan tästä nousevasta markkinasta.
2. Editas Medicine, Inc.
EDIT Hintakaavio
Editas perustettiin Jennifer Doudnan, CRISPR-Cas9:n löytäneen, toimesta. Editas aloitti työskentelyn Cas9:n kanssa, mutta on nyt keskittynyt omaan Cas12-versioonsa, jonka he suunnittelivat: AsCas12a.
Voit lukea lisää Cas12a:n ainutlaatuisista ominaisuuksista omassa artikkelissamme “Mikä on CRISPR-Cas12a2? & Miksi se on tärkeä?”.
Tiivistettynä, Cas12a on ainutlaatuinen, koska:
- Cas9:n kanssa vaikeasti ratkaistavat ongelmat voivat olla toteutettavissa Cas12a:n avulla
- Tämä johtaa suurempiin mahdollisuuksiin geenieditointiin kuin Cas9:n kanssa.
- Useampaa kuin yhtä geeniä voidaan muokata samanaikaisesti Cas12a:n avulla.
Voit myös lukea yhteenvedon kaikista Jennifer Doudnan yrityksistä vastaavassa artikkelissa “Parhaat Jennifer Doudna -yritykset, joihin kannattaa kiinnittää huomiota.”
Editas keskittyy sirppisolutautiin (SCD) ja beeta-thalasseemiaan, kaksi tautia, joissa se menetti kilpailun ensimmäisestä hoitovahvistuksesta kilpailijoille CRISPR Therapeutics ja BlueBirdBio (CRSP ).
Siitä huolimatta Editasilla on merkittäviä patentteja CRISPR-Cas12:sta, joita muut tutkijat Uusi Etelä-Walesin yliopistossa Australiassa ovat käyttäneet kehittääkseen COVID-19 -ristikoe-testin (edellä mainitut Broad Institute -tutkijat käyttivät CRISPR-Cas13:ta).
Editas keskittyy muihin CRISPR-versioihin kuin “klassinen” CRISPR-Cas9, mikä voi olla hyödyllistä nopeaan siirtymiseen CRISPR-ristikoe-markkinoille ja omaan versioonsa ristikoe-testeistä, jotka on kehitetty johtavien yliopistojen tutkijoiden toimesta, kaupalliseen hyödyntämiseen (yhteistyön kanssa tai ilman).
