Bioteknologi

Laboratorium Virtual Terinspirasi CRISPRi “CREME”, Siap Menurunkan Ambang Pencapaian Besar

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Revolusi CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) adalah alat yang baru-baru ini ditemukan untuk penyuntingan genetik. Alat ini memungkinkan penyuntingan gen yang sangat tepat dan terarah, dan penemunya telah memenangkan Penghargaan Nobel 2020, sebuah kisah yang kami jelajahi dalam “Investasi pada Pencapaian Penghargaan Nobel – CRISPR untuk Penyuntingan Genetik yang Tepat”.

Sistem CRISPR awal yang ditemukan adalah CRISPR-Cas9, dan banyak sistem CRISPR yang dimodifikasi telah ditemukan atau diciptakan sejak saat itu. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang detail teknis CRISPR dalam artikel kami “Apa Itu CRISPR-Cas12a2? & Mengapa Itu Penting?”

CRISPR berada di garis depan revolusi genomik, dengan terapi gen pertama yang menggunakan teknologi ini kini disetujui untuk penyakit darah, sesuatu yang kami selami secara mendalam dalam “Terapi Gen Penyakit Sel Sabit Disetujui FDA Menyoroti Potensi Teknologi CRISPR/Cas9”.

Sejak penemuannya, menemukan cara memanfaatkan CRISPR untuk memodifikasi gen atau urutan DNA tertentu telah menjadi tugas yang memakan waktu dan memerlukan banyak keahlian serta kerja manual. Namun hal ini mungkin berubah, berkat perkembangan cepat alat AI.

CRISPR & AI

Langkah pertama menggabungkan AI dengan teknologi CRISPR diambil beberapa bulan yang lalu, dengan “OpenCRISPR-1”, sebuah AI sumber terbuka yang dirancang untuk merancang sistem CRISPR khusus untuk situasi tertentu (ikuti tautan untuk artikel terkait kami).

Sekarang, langkah baru sedang terjadi dengan CREME (Cis-Regulatory Element Model Explanations). CREME mampu menelusuri in-silico ribuan, bahkan ratusan ribu mutasi yang mungkin dan menilai potensi terapeutiknya.

Penelitian ini dilakukan di Simons Center for Quantitative Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, New York oleh Shushan Toneyan & Peter K. Koo, dan dipublikasikan di Nature Genetics dengan judul “Interpreting cis-regulatory interactions from large-scale deep neural networks”.

Peter Koo – Sumber: CSHL

Meningkatkan Skala CRISPRi

Apa yang dilakukan sistem AI CREME adalah versi virtual dari CRISPi, atau interferensi CRISPR.

CRISPRi adalah metode untuk menurunkan ekspresi gen tertentu sesuai permintaan menggunakan teknologi CRISPR, dengan membuat sesuatu yang mirip dengan metode RNAi (interferensi RNA).

Secara teori, CRISPRi dapat memberikan wawasan yang sangat berharga tentang fungsi gen dan hubungannya dengan sinyal seluler, jalur metabolik, respons hormon & sistem imun, dll.

Dalam praktiknya, CRISPRi memakan banyak uang dan waktu, membatasi aplikasi dunia nyata. Jadi inilah asal ide untuk mensimulasikan CRISPRi terlebih dahulu melalui AI, sebelum memutuskan mana yang layak dieksplorasi.

CREME memungkinkan ilmuwan membuat perubahan serupa dalam genom virtual dan memprediksi efeknya pada aktivitas gen. Dengan kata lain, ini hampir seperti versi AI dari CRISPRi.

“Pada kenyataannya, CRISPRi sangat menantang untuk dilakukan di laboratorium. Dan Anda dibatasi oleh jumlah gangguan dan skala.

Tetapi karena kami melakukan semua gangguan [secara virtual], kami dapat mendorong batasannya. Dan skala eksperimen yang kami lakukan belum pernah terjadi sebelumnya—ratusan ribu eksperimen gangguan.”

Peter Koo – Asisten Profesor di Cold Spring Harbor Laboratory.

Memahami Genom pada Skala Besar

Ada setidaknya jutaan mutasi yang dapat menjadi fokus penelitian dalam genetika dan genomik. Jadi ini sangat mirip mencari jarum dalam tumpukan jerami.

Dan meskipun ada kemajuan dalam sek sequencing genom, multiomik, dan otomatisasi laboratorium, menguji ide potensial satu per satu masih terlalu memakan waktu.

CREME justru mengubah proses ini menjadi ribuan eksperimen virtual dengan satu klik tombol. Ini dapat digunakan untuk mulai mengidentifikasi dan memahami wilayah kunci genom.

Sinergi AI

Tren yang berkembang dalam penggunaan AI untuk riset fundamental adalah memanfaatkan beberapa AI ultra-spesialis dalam satu proyek penelitian.

Ini karena setiap AI biasanya dirancang untuk melakukan satu tugas spesifik saja. Output satu AI dapat menjadi input AI lain, untuk wawasan lebih lanjut dengan kecepatan ultra-tinggi.

Dalam riset ini, mereka menggabungkan CREME dengan alat AI lain, Enformer, sebuah AI Google yang dapat memprediksi bagaimana urutan DNA memengaruhi ekspresi gen.

Penggabungan kedua AI tersebut memungkinkan tim Peter Koo mengungkap serangkaian aturan genetik yang dipelajari Enformer saat menganalisis genom.

Ini merupakan penemuan penting, karena dalam praktik, banyak AI masih berupa “kotak hitam” tanpa indikasi jelas bagaimana jaringan saraf pembelajaran mendalam mencapai kesimpulannya.

Hal ini juga dapat membantu membuat teknik RNAi dan CRISPRi lebih tepat:

“Memahami aturan regulasi gen memberi Anda lebih banyak pilihan untuk menyesuaikan tingkat ekspresi gen secara tepat dan dapat diprediksi,”

Peter Koo – Asisten Profesor di Cold Spring Harbor Laboratory.

Secara keseluruhan, alat AI baru ini kemungkinan akan menghasilkan target terapeutik baru dan berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang cara kerja genom.

Tidak Perlu Laboratorium?

Efek lain dari alat digital ini adalah mereka dapat memberi kesempatan bagi peneliti yang tidak memiliki akses ke fasilitas laboratorium genetik canggih untuk berkontribusi pada temuan baru.

Tidak semua pemikir terbaik di bidang biologi dan kedokteran memiliki akses ke anggaran jutaan dolar dan laboratorium berteknologi tinggi. Kita juga tahu dari sejarah ilmu bahwa terkadang ide paling transformatif datang dari luar arus utama penelitian.

Jadi tidak hanya alat AI seperti CREME dapat membantu peneliti yang saat ini bekerja dengan CRISPR dan alat transformasi genom lainnya, tetapi juga dapat memberdayakan ilmuwan lain dengan ide segar, terutama di institusi penelitian non-Barat yang mungkin kurang didanai.

Sebagai contoh, kita dapat melihat CRISPR dan CRISPRi lebih luas digunakan untuk pertanian atau biologi sintetis.

Berinvestasi pada CRISPR

Dengan disetujuinya terapi gen pertama yang menggunakan CRISPR, fokus investasi CRISPR telah beralih ke penyakit langka dan terapi gen.

Tetapi teknologi ini jauh lebih serbaguna, dengan potensi dalam terapi kanker, penyakit metabolik, penuaan, pertanian, biologi sintetis, dll.

Anda dapat berinvestasi pada perusahaan CRISPR melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukan di sini, pada securities.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di AS, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lain.

Jika Anda tidak tertarik hanya pada perusahaan CRISPR, Anda juga dapat melihat ETF biotek seperti WisdomTree BioRevolution UCITS ETF (WBIO) (WT ), VanEck Biotech ETF (BBH), atau First Trust NYSE Arca Biotechnology Index Fund (FBT)  yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan pertumbuhan ekonomi biotek.

Atau periksa artikel kami tentang “5 Perusahaan CRISPR Teratas untuk Diinvestasikan”.

Perusahaan CRISPR

1. CRISPR Therapeutics

CRSP Grafik Harga

Apa yang membedakan CRISPR Therapeutics (CRSP )  adalah tim pendiri bintang, termasuk Dr. Emmanuelle Charpentier yang penelitian seminalnya mengungkap mekanisme kunci teknologi CRISPR-Cas9, meletakkan dasar penggunaan CRISPR-Cas9 sebagai alat penyuntingan gen yang serbaguna dan tepat. Berbagai penghargaan telah mengakui karyanya, termasuk Breakthrough Prize in Life Science.

CRISPR Therapeutics sedang mengembangkan platform penyuntingan gen CRISPR/Cas9 yang efisien dan serbaguna untuk terapi yang mengobati hemoglobinopati, kanker, diabetes, dan penyakit lainnya.

Terapi pertama yang mereka kembangkan adalah menargetkan penyakit darah β-thalassemia dan penyakit sel sabit.

Mereka kini telah disetujui dengan nama komersial Casgevy untuk kedua indikasi tersebut. Program CAR-T alogenik pertama perusahaan yang menargetkan malignansi sel B juga berada dalam uji klinis.

Walaupun sel sabit merupakan penyakit dengan pasar yang relatif kecil, begitu teknologi matang mereka dapat beralih menargetkan vektor penyakit lain.

Kemajuan dalam teknologi CRISPR seperti CREME dapat menjadi keunggulan besar bagi perusahaan dengan produk yang sudah disetujui seperti CRISPR Therapeutics dan mitranya Vertex. Dengan sistem CRISPR baru yang lebih baik, mereka dapat dalam beberapa tahun memperbarui terapi β-thalassemia dan sel sabit. Hal ini juga akan memperbarui IP dan paten terkait, memungkinkan Casgevy menjadi produk yang menguntungkan lebih lama.

2. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

DNA Grafik Harga

Perusahaan ini memproduksi organisme sesuai permintaan untuk aplikasi spesifik. Ia telah mendiversifikasi aplikasinya secara luas dengan banyak program riset dan kemitraan:

Banyak modifikasi ini bergantung pada CRISPR atau teknologi penyuntingan gen serupa, khususnya terapi sel CAR-T kanker miliknya.

Dengan menyediakan platform siap pakai untuk rekayasa sel, Ginkgo menjadi penyedia layanan kunci dalam industri biotek, melampaui industri farmasi ke pertanian, keamanan hayati, dan proses kimia industri. Ia menyediakan keahlian dan kecepatan serta dapat membantu mengurangi biaya tetap dan jumlah capex yang dibutuhkan untuk proyek riset.

Hal ini dibuktikan oleh beragam klien dan mitra yang dimiliki perusahaan selama beberapa tahun terakhir.

Ini merupakan saham yang menarik bagi investor yang ingin bertaruh pada teknologi penyuntingan gen dan rekayasa sel, namun tidak pada satu aplikasi tertentu. Ini biasanya lebih menarik bagi investor yang berfokus pada pertumbuhan.

Munculnya alat sumber terbuka dan gratis seperti CREME, Enformer, dan OpenCRISPR-1 dapat menjadi dorongan besar bagi perusahaan seperti Gingko, yang lebih fokus mengembangkan puluhan atau ratusan organisme dan sel kustom daripada mendorong satu versi CRISPR atau satu terapi tertentu.

Dengan cara ini, mereka dapat dengan cepat memanfaatkan teknik CRISPR spesifik untuk spesies tanaman atau lebih efektif pada beberapa gen kanabinoid, enzim pemakan plastik, dll.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.