CRISPR नई तकनीकों में वायरस जैसे H5NI और इन्फ्लुएंजा की पहचान में प्रमुख भूमिका निभा सकता है

CRISPR जीन संपादन से अधिक कर सकता है

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) सबसे अधिक जीन इंजीनियरिंग के उपकरण के रूप में जाना जाता है और हाल ही में सिकल सेल जैसी आनुवंशिक बीमारियों के इलाज में उपयोग किया गया है। हम इन अनुप्रयोगों में से कई को अपने लेख “अंधता से मांस विकल्पों तक: CRISPR जीन-एडिटिंग लगातार आशाजनक परिणाम दे रहा है” में खोजते हैं।

CRISPR को एक आनुवंशिक उपकरण के रूप में विशिष्ट बनाता है उसकी सटीकता है, जिससे वह बिल्कुल सही जीन अनुक्रमों को मिलान और पहचान सकता है।

यह सटीकता अब रोग परीक्षण के लिए पुनः उपयोग की जा रही है और यह अधिक सामान्य PCR परीक्षणों की तुलना में उपयोग में सरल और लागत‑प्रभावी हो सकती है।

Broad Institute, MIT और Princeton University के शोधकर्ताओं ने CRISPR तकनीक पर आधारित एक स्ट्रिप टेस्ट जारी करने की घोषणा की, जो मौसमी फ्लू के दो मुख्य प्रकार, इन्फ्लुएंजा A और B, साथ ही H1N1 और H3N2 उपप्रकारों के बीच अंतर कर सकता है।

स्रोत: Broad Institute

यह कैसे काम करता है?

तकनीक को पहले 2020 में विकसित किया गया, SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics) नाम से। यह पहले विकसित किए गए CRISPR‑आधारित परीक्षण विधि SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing) पर आधारित था। जबकि SHERLOCK प्रभावी था, कई चरणों के कारण त्रुटियों और गलत रीडआउट की संभावना बढ़ जाती थी।

स्रोत: Nature

नया SHINE विधि वायरस को कागज़‑आधारित रंगात्मक रीडआउट और ट्यूब‑के भीतर फ्लोरोसेंट रीडआउट दोनों के साथ पहचान सकता है। इसके अलावा, फ्लोरोसेंट रीडआउट परिणामों को एक साथ आने वाले स्मार्टफ़ोन एप्लिकेशन के माध्यम से स्वचालित रूप से व्याख्यायित किया जा सकता है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है

PCR परीक्षण महंगे होते हैं और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप, केवल सीमित संख्या में रोगियों का परीक्षण किया जाता है (महामारी स्थितियों के बाहर, बेशक), आमतौर पर केवल वह वर्ग जो अस्पताल में जाता है न कि उनके पारिवारिक डॉक्टर के पास।

एंटीजन परीक्षण अक्सर PCR परीक्षण का विकल्प होता है, लेकिन यह बहुत कम विश्वसनीय और संवेदनशील होता है।

कम लागत और जटिलता के साथ सही स्ट्रेन पहचान के साथ, चिकित्सक उदाहरण के तौर पर यह तय कर सकते हैं कि ओसेल्टामिविर का उपयोग किया जाए या नहीं। यह सामान्य एंटीवायरल केवल कुछ स्ट्रेनों के लिए प्रभावी है।

एक अन्य अनुप्रयोग वैज्ञानिकों को क्षेत्र में तेज़ परीक्षण के माध्यम से महामारी के प्रकोप की बेहतर निगरानी करने में मदद कर सकता है।

CRISPR पिछले तरीकों से बेहतर प्रदर्शन कर रहा है

2024 में SHINE का विभिन्न फ्लू स्ट्रेनों में विस्तार वर्तमान में पैथोलॉजी लैबों में उपयोग की जाने वाली विधि, विशेषकर PCR, को बदलने का लक्ष्य रखता है।

पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) जैसी सामान्य निदान विधियों को लंबा प्रोसेसिंग समय, प्रशिक्षित कर्मी, विशेष उपकरण और -80°C पर रिएजेंट्स को संग्रहीत करने के लिए फ्रीज़र की आवश्यकता होती है, जबकि SHINE को कमरे के तापमान पर लगभग 90 मिनट में किया जा सकता है। वर्तमान में, इस परीक्षण के लिए केवल एक सस्ता हीट ब्लॉक आवश्यक है और शोधकर्ता प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए काम कर रहे हैं, जिसका लक्ष्य 15 मिनट में परिणाम देना है।

समग्र रूप से, CRISPR‑आधारित परीक्षण व्यावहारिक और व्यावसायिक दृष्टिकोण से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं और अंततः PCR को उन अत्यधिक विविध वायरसों, जैसे फ्लू और कोरोनावायरस, के परीक्षण में बदल सकते हैं।

आगे कौन से वायरस

CRISPR‑आधारित स्ट्रिप टेस्ट का आगामी संस्करण संभवतः विस्तारित किया जाएगा ताकि वह फ्लू वायरस और उसकी स्ट्रेन का पता लगा सके तथा समान लक्षणों वाले वायरस, जैसे कोरोनावायरस और इन्फ्लुएंजा (फ्लू वायरस), के बीच अंतर कर सके।

एक अन्य तात्कालिक विषय पक्षी और सूअर इन्फ्लुएंजा स्ट्रेन्स हैं। ये रोग कृषि संचालन को बर्बाद कर रहे हैं। वे मानव स्वास्थ्य के लिए गंभीर जोखिम प्रस्तुत करते हैं, यहाँ तक कि यदि ये वायरस अपने पशु मेज़बानों से मानव में अनुकूलित हो जाएँ तो नई महामारी का कारण बन सकते हैं।

COVID के साथ पहले दिखाए गए सफलता और अब फ्लू के कारण, यह संभावना है कि SHINE जैसे CRISPR‑आधारित परीक्षण जल्द ही बहुत अधिक सामान्य हो जाएंगे। यह विशेष रूप से तेज़ी से विकसित होने वाले वायरसों के लिए उपयोगी होगा, जहाँ विभिन्न स्ट्रेनों के प्रसार को ट्रैक करना अत्यंत महत्वपूर्ण है, एक कार्य जिसमें एंटीजन स्ट्रिप आमतौर पर खराब प्रदर्शन करती हैं।

CRISPR कंपनियां

1. Ginkgo Bioworks

कंपनी विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए ऑन‑डिमांड जीव उत्पन्न कर रही है। इनमें बायोमेडिकल अनुप्रयोग और कई औद्योगिक एवं सामग्री विज्ञान कार्यक्रम शामिल हैं।

इसके पास एक बड़ा बायोसेक्योरिटी खंड भी है, जो महामारी के दौरान तेजी से बढ़ा।

Ginkgo Bioworks (DNA ) ने अपने अनुप्रयोगों को कई शोध कार्यक्रमों और साझेदारियों के साथ व्यापक रूप से विविधीकृत किया है:

• कैनाबिनॉइड्स
• mRNA वैक्सीन उत्पादन और न्यूक्लिक एसिड दवा
• भोजन प्रोटीन
• बायोलॉजिकल उर्वरक उत्पादन (Bayer के साथ साझेदारी में)
• आंत रोगों के लिए प्रोग्रामेबल माइक्रोब
• माइक्रोप्लास्टिक बायोरिमेडिएशन
• बायोसेक्योरिटी और रोगजनक पहचान
• कचरा और प्रदूषकों का पुनर्चक्रण

यह विकास प्रक्रिया के लिए अग्रिम भुगतान प्राप्त करके और फिर तैयार उत्पाद पर रॉयल्टी लेकर पैसा कमाती है।

Ginkgo की साझेदारियां लगातार विस्तार कर रही हैं, जिसमें:

• नोवो नॉर्डिस्क के साथ बढ़ती साझेदारी.
• जापानी ट्रेडिंग कंपनी सोजिट्ज़ कॉरपोरेशन के साथ साझेदारी.
• डार्पा फंडिंग अत्यधिक ठंडे मौसम में बर्फ को नियंत्रित करने के लिए नई प्रोटीन के लिए.
• $331M सौदा Pfizer के साथ.
• $490M सौदा Merck के साथ बायोलॉजिक निर्माण को अनुकूलित करने के लिए.
• $406M सौदा Boehringer Ingelheim के साथ अ‑ड्रगेबल लक्ष्य के लिए.

Ginkgo Bioworks सभी प्रमुख कृषि निगमों के साथ भी साझेदारी करता है, जिनमें से अधिकांश का बायोफ्यूल उत्पादन और माइक्रोबायोलॉजी में कुछ रुचि है। कुछ उदाहरण हैं Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta, और अधिक।

स्रोत: Gingko Bioworks

जीन अनुक्रमों के कस्टम डिज़ाइन और बायोसेक्योरिटी मॉनिटरिंग में Ginkgo का अनुभव इसे नई DNA‑आधारित परीक्षण विधियों के उदय से लाभ उठाने के लिए एक अच्छा उम्मीदवार बनाता है।

इसलिए अब CRISPR‑आधारित परीक्षणों को PCR परीक्षणों (एक विशाल बाजार, यहाँ तक कि महामारी स्थितियों के बाहर) के एक व्यावहारिक विकल्प के रूप में सिद्ध किया गया है, Ginkgo अपने अनुभव और साझेदारियों का उपयोग करके इस उभरते बाजार का एक हिस्सा हासिल कर सकता है।

2. Editas Medicine, Inc.

Editas की स्थापना Jennifer Doudna द्वारा की गई थी, जो CRISPR‑Cas9 की खोजकर्ता हैं। Editas ने पहले Cas9 के साथ काम किया, लेकिन अब वह AsCas12a नामक अपने स्वामित्व वाले Cas12 संस्करण पर केंद्रित है।

आप हमारे समर्पित लेख “CRISPR‑Cas12a2 क्या है? और यह क्यों महत्वपूर्ण है?” में Cas12a की अनोखी विशेषताओं के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।

संक्षेप में, Cas12a अनोखा है क्योंकि:

• Cas9 के साथ हल करना कठिन समस्याएँ Cas12a के साथ काम कर सकती हैं
• यह Cas9 की तुलना में जीन संपादन की अधिक संभावनाएँ देता है।
• एक साथ एक से अधिक जीन Cas12a के साथ संशोधित किए जा सकते हैं।

आप सभी Jennifer Doudna की कंपनियों का अवलोकन संबंधित लेख “देखने योग्य शीर्ष Jennifer Doudna कंपनियां.” में भी पढ़ सकते हैं।

Editas सिकल सेल रोग (SCD) और बीटा‑थैलेसीमिया पर केंद्रित है, दो रोग जहाँ इसे प्रतिस्पर्धी CRISPR Therapeutics (CRSP ) और BlueBirdBio ने प्रथम उपचार अनुमोदन के लिए दौड़ में पीछे छोड़ दिया।

फिर भी, Editas के पास CRISPR‑Cas12 पर महत्वपूर्ण पेटेंट हैं, जिन्हें ऑस्ट्रेलिया के University of New South Wales के अन्य शोधकर्ताओं ने COVID‑19 स्ट्रिप टेस्ट विकसित करने के लिए उपयोग किया है (ऊपर Broad Institute के शोधकर्ताओं द्वारा उल्लेखित स्ट्रिप टेस्ट CRISPR‑Cas13 का उपयोग करता था)।

Editas “क्लासिकल” CRISPR‑Cas9 से अलग अन्य CRISPR संस्करणों पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, जिससे वह तेज़ी से CRISPR स्ट्रिप टेस्ट बाजार में प्रवेश कर सके और प्रमुख विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित अपने स्वयं के संस्करण के स्ट्रिप टेस्ट को (साझेदारी के साथ या बिना) व्यावसायिक बना सके।