Kan CRISPR bli nästa supervapen mot virus?

CRISPR:s potential bortom genredigering

Sedan dess upptäckt har CRISPR (“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”), som vann 2020 Nobelpriset i kemi, revolutionerat medicin och bioteknik.

Källa: Nobel Prize

Det beror på att CRISPR är den första metoden för genredigering som möjliggör mycket exakt målning av en specifik genetisk sekvens, vilket tillåter korrigering av genetiska fel antingen in vitro eller in vivo utan risk för oönskade mutationer.

Detta är viktigt eftersom ostyrd geninförsel har kopplats till stora problem, särskilt cancerrisker, vilket gör deras terapeutiska användning svår och kontroversiell.

CRISPR kan användas på flera sätt för att avbryta en redan närvarande gen, ta bort en specifik sekvens eller redigera/införa den rätta genetiska sekvensen.

Källa: CRISPR Therapeutics

Detta blev ett medicinskt genombrott med FDA-godkännande för den första CRISPR-baserade terapin 2023, utvecklad av CRISPR Therapeutics (CRSP ) för genetiska blodsjukdomar (följ länken för en dedikerad rapport om CRISPR Therapeutics).

Dock är mänskligt kontrollerad exakt genredigering inte vad CRISPR används för i naturen. Detta är, framför allt, ett antiviralt verktyg som bakterier använder för att överleva attacker från virus.

Detta väcker frågan om CRISPR kan användas på samma sätt för att behandla mänskliga virus. Speciellt de som är svårast att bekämpa med vacciner eller antivirala behandlingar.

Detta är idén som undersökts av forskare vid Islamic Azad University (SRBIAU) (Iran), Semnan University of Medical Sciences (Iran), Shahid Beheshti University of Medical Sciences (Iran), Shahroud University of Medical Sciences (Iran) och University of Bergen (Norge).

De publicerade sina fynd i en systematisk översikt av pågående forskning inom området i MDPI, under titeln “Progress in CRISPR Technology for Antiviral Treatments: Genome Editing as a Potential Cure for Chronic Viral Infections”.

CRISPR:s naturliga ursprung som ett virusskydd

De flesta bakterier är under ständig hot från virus som är specialiserade på att attackera dem, kallade bakteriofager (bokstavligen “bakterieätare”). Fager fungerar genom att landa på bakterien och injicera sitt genetiska material för att reproducera fler virus.

Källa: Innovative Genomics

Varje CRISPR-genetiska sekvens som finns i ett enskilt bakteriellt CRISPR härstammar från ett DNA-fragment från en bakteriofag som tidigare infekterat prokaryoten eller en av dess förfäder.

På så sätt kan CRISPR-systemet känna igen bakteriofagens genetiska material och klippa det i bitar innan det hinner reproducera sig till nya viruspartiklar.

Detta bildar en slags “förvärvad immunitet” för bakterier mot fagvirus. CRISPR finns i ungefär 50 % av sekvenserade bakteriella genom.

Med tanke på hur utbredda CRISPR-system är och hur viktiga de är mot virala infektioner för bakterier, kan en sådan metod också användas för att behandla virus hos människor?

Målinriktning av kroniska infektioner med CRISPR

Varför kroniska infektioner?

När man diskuterar viralinfectioner är kroniska infektioner den främsta oron för läkare. Detta inkluderar virus som HIV eller hepatit.

Ett problem som är specifikt för dessa sjukdomar och som gör att de kan undkomma både behandling och kroppens immunsystem är att de kan gå i dvala, med det virala genetiska materialet inbäddat i cellen, ibland tyst i åratal.

Ibland växlar proviruset till ett inaktivt läge som inte kan transkriberas, vilket skapar ett problem.

Inte bara kan det mänskliga immunsystemet inte attackera dessa latenta reservoarer, utan även antiretrovirala läkemedel misslyckas med att verka på dessa icke-transkriberande sektioner. Vissa av dessa HIV-1-reservoarer kan överleva i upp till 60 år i CD4+ T-celler.

Det finns några sätt som CRISPR-teknik kan användas för att rikta in sig på dessa kroniska virusinfektioner.

Kan CRISPR hjälpa till att bota HIV/AIDS?

Ett alternativ är genom genetisk ingenjörskonst, att skapa mänskliga celler som saknar de receptorer som krävs för att virusinfektionen ska fungera. I fallet med AIDS/HIV blir modifierade immuna CD4+ T-celler utan CCR5‑ och CXCR4‑korreceptorer resistenta mot viruset och kan blockera dess inträde.

Denna metod verkar fungera i laboratoriet men kommer att kräva omfattande djurstudier och sedan mänskliga prövningar för att avgöra om den är tillräckligt effektiv och säker för att bli ett pålitligt botemedel mot sjukdomen.

Samma metod för att modifiera mänskliga celler övervägs för hepatit C. CRISPR‑Cas13a som riktar in sig på virusets inträdesställe i leverceller förhindrar virusreplikation effektivt med extremt begränsade skador på levercellerna, mycket lägre än de som orsakas av viruset.

CRISPR vs. vilande hepatit B-infektioner

Likt HIV bildar hepatit B-viruset en latent virusreservoir med hjälp av “covalently closed circular DNA” (cccDNA) i leverceller.

Studier i odlade celler indikerade att CRISPR-system som riktas mot konserverade sekvenser i hepatit B-genomet framgångsrikt kan minska 98 % av hepatit B:s DNA-material.

Bekämpa HPV med CRISPR

Humant papillomvirus, eller HPV, är ett sexuellt överfört virus som kan orsaka förcancera lesjoner som senare kan utvecklas till cancer, inte bara i livmoderhalsen utan även i andra organ. Det kan också gå i dvala.

Vissa vacciner mot HPV finns, men täcker inte alla typer av HPV och kan inte hjälpa mot befintliga infektioner.

CRISPR-system kan uppreglera pRb, ett värdcellens tumörsuppressorprotein, vilket blockerar tillväxten av HPV‑positiva celler och hämmar deras canceraktiva aktivitet.

Använda CRISPR för att hantera Epstein–Barr-virus (EBV)

Epstein–Barr‑virus, eller EBV, är ett virus som infekterar immunceller (B‑lymfocyter) och orsakar infektiös mononukleos, och ibland kan utvecklas till maligna cancerformer, såsom Burkitts lymfom.

Här också kan modifiering av immunceller blockera deras utveckling mot cancer och effektivt dämpa de värsta effekterna av EBV.

CRISPR vs. traditionella antivirala metoder

Som vi såg med den senaste COVID-pandemin är ett återkommande problem för vacciner hur man riktar in sig på en del av viruset som är tillräckligt stabil och konstant mellan stammar för att vaccinet ska förbli effektivt trots snabba mutationer.

Detta beror på att virus är mycket bra på att modifiera sina ytproteiner, de enda som är tillgängliga för de antikroppar som vaccinerna skapar.

I kontrast kan CRISPR‑Cas13d‑baserade metoder rikta in sig på konserverade genetiska sekvenser som kodar för kapsidproteinet och RNA‑polymerasen, vilka är nödvändiga för virusets förökning.

Genom att fokusera på dessa konserverade områden syftar PAC‑MAN till att leverera bredspektrumeffektivitet mot olika virusstammar och även över besläktade virus.

Samma metod kan användas för influensavirus, som är ännu mer benägna att ständigt mutera och undvika befintliga vacciner.

Till exempel riktades upp till 92 % av kända influensa A-stammar framgångsrikt med bara sex crRNA‑er, och liknande framgång uppnåddes med SARS‑CoV‑2 med 22 crRNA‑er.

CRISPR antivirala terapier: framtidsutsikter och begränsningar

Även om CRISPR-systemet kan anpassa sig till mutationer är det inte helt idiotsäkert, vilket den kontinuerliga anpassningen av bakteriofager till naturliga CRISPR-system visar. Så även om dessa metoder kan visa sig vara ett stort medicinskt framsteg, är det osannolikt att de blir en universallösning.

Off‑target‑modifiering av det mänskliga genomet är också en risk, särskilt med CRISPR‑Cas9‑system, som så småningom kan orsaka mutation eller toxicitet i behandlingen. Detta har varit mindre oroande för genterapi mot dödliga genetiska sjukdomar utan något botemedel, vilket lett till det senaste godkännandet av dessa genterapier.

För infektionssjukdomar i större befolkningar kan FDA anta en hårdare och mer försiktig hållning, vilket bromsar vägen till kommersialisering av dessa terapier.

Leveranssystemet för CRISPR-systemet till värdcellerna är också inte trivialt. Virala vektorer eller nanopartiklar kan skapa oönskade immunreaktioner eller rikta in sig på andra organ än de önskade.

Framsteg inom CRISPR-terapi, från att använda andra versioner än Cas9 (som CRISPR‑Cas12a) eller nya vektorer som tolereras bättre av människokroppen, kommer också att gynna utvecklingen av CRISPR‑antivirala terapier.

Dessutom är nya metoder som att använda Cas13, som riktar in sig på viralt RNA utan att skada värdens DNA, särskilt lämpliga för ett snabbt svar mot RNA‑virus som SARS‑CoV‑2.

Investera i CRISPR‑innovation

Editas

Editas grundades av CRISPR‑Cas9‑medupptäckaren Jennifer Doudna. Editas började arbeta med Cas9 men fokuserar nu på en proprietär version av Cas12a som de konstruerade: AsCas12a.

Du kan läsa mer om Cas12a:s unika egenskaper i vår dedikerade artikel “What Is CRISPR-Cas12a2? & Why Does It Matter?”.

Källa: Editas

Du kan också läsa en översikt över alla Jennifer Doudna’s företag i motsvarande artikel “Top Jennifer Doudna Companies to Watch.”

Editas fokuserar på sicklecellsjukdom (SCD) och beta‑thalassemi, 2 sjukdomar där de förlorade loppet om första behandlingsgodkännande till konkurrenterna CRISPR Therapeutics och BlueBirdBio.

Sammanfattningsvis har SCD‑programmet (nyligen omdöpt till Reni-Cell) försenats flera gånger, vilket väckt oro bland investerare, och har sedan dess omfokuserats på in vivo‑terapi för att skilja det från redan godkända SCD‑terapier.

Trots detta äger Editas betydande patent på CRISPR‑Cas12, som har använts av forskare vid University of New South Wales, Australien, för att utveckla ett COVID‑19‑snabbtest, vilket visar teknikens potential bortom genredigering.

Editas har också undertecknat 2023 ett avtal på 50 miljoner dollar med Vertex för att företaget ska använda Editas’ Cas9‑IP.

Editas fokuserar på andra CRISPR‑versioner än den “klassiska” CRISPR‑Cas9 och dess forsknings‑IP kan vara användbar för att etablera partnerskap och generera intäkter utan en FDA‑godkänd produkt, dessutom med en kassaflödesplan som sträcker sig till 2026.

Eftersom Cas12a verkar bli alltmer bevisad som en förstklassig metod för multigennredigering, kan Editas’ expertis och pipeline‑fokus på denna CRISPR‑variant visa sig vara ett vinnande satsning på lång sikt.

(Du kan läsa mer om CRISPR‑företag i vår motsvarande artikel “Top 5 CRISPR Companies To Invest In”.)

Senaste nyheter och utveckling för Editas (EDIT) aktie

Refererade studier:

^{1. Nouri, F., Alibabaei, F., Forouzanmehr, B., Tahmasebi, H., Oksenych, V., & Eslami, M. (2025). Progress in CRISPR Technology for Antiviral Treatments: Genome Editing as a Potential Cure for Chronic Viral Infections. Microbiology Research, 16(5), 104. https://doi.org/10.3390/microbiolres1605010}