Maaari bang Maging Susunod na Superweapon ng CRISPR Laban sa mga Virus?

Potensyal ng CRISPR Lampas sa Gene Editing

Mula nang matuklasan, ang CRISPR (“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”), na nanalo ng 2020 Nobel Prize sa Chemistry, ay nagbago ng radikal sa medisina at biotechnology.

Pinagmulan: Nobel Prize

Ito ay dahil ang CRISPR ay ang unang pamamaraan ng gene editing na nagbibigay-daan sa napaka-tumpak na pagtutok sa isang tiyak na genetic sequence, na nagpapahintulot sa pagwawasto ng mga genetic error alinman in vitro o in vivo nang hindi nanganganib sa hindi gustong mutasyon.

Mahalaga ito dahil ang hindi nakatutok na gene insertion ay naiuugnay sa malalaking problema, partikular ang panganib ng kanser, na nagpapahirap at nagiging kontrobersyal ang kanilang therapeutic na paggamit.

Maaaring gamitin ang CRISPR sa iba’t ibang paraan upang putulin ang gene na umiiral na, burahin ang isang tiyak na sequence, o i-edit/ipasok ang tamang genetic sequence.

Pinagmulan: CRISPR Therapeutics

Naging isang medikal na breakthrough ito nang makuha ng FDA ang pag-apruba para sa unang CRISPR-based na therapy noong 2023, na binuo ng CRISPR Therapeutics (CRSP ) para sa mga genetic blood diseases (sundan ang link para sa isang dedikadong ulat tungkol sa CRISPR Therapeutics).

Gayunpaman, ang kontroladong tumpak na gene editing ng tao ay hindi ang gamit ng CRISPR sa kalikasan. Ito ay, una sa lahat, isang antiviral na kasangkapan na ginagamit ng bakterya upang makaligtas sa pag-atake ng mga virus.

Kaya’t nagbubukas ito ng tanong kung maaaring gamitin ang CRISPR sa parehong paraan upang gamutin ang mga virus sa tao. Lalo na ang mga virus na pinakamahirap labanan gamit ang bakuna o antiviral na paggamot.

Ito ay ideyang iniimbestigahan ng mga mananaliksik sa Islamic Azad University (SRBIAU) (Iran), Semnan University of Medical Sciences (Iran), Shahid Beheshti University of Medical Sciences (Iran), Shahroud University of Medical Sciences (Iran), at University of Bergen (Norway).

Inilathala nila ang kanilang mga natuklasan sa isang sistematikong pagsusuri ng patuloy na pananaliksik sa larangan sa MDPI, sa pamagat na “Progress in CRISPR Technology for Antiviral Treatments: Genome Editing as a Potential Cure for Chronic Viral Infections”.

Ang Natural na Pinagmulan ng CRISPR bilang Depensa Laban sa Virus

Karamihan sa mga bakterya ay patuloy na banta ng mga virus na espesyal na dinisenyo upang atakihin sila, na tinatawag na bacteriophages (literal na “kumakain ng bakterya”). Gumagana ang mga phage sa pamamagitan ng paglapag sa bakterya at pag-inject ng kanilang genetic material, upang makapag-replika ng mas maraming virus.

Pinagmulan: Innovative Genomics

Bawat CRISPR genetic sequence na matatagpuan sa isang indibidwal na bacterial CRISPR ay nagmula sa isang DNA fragment ng bacteriophage na dating nag-infeksyon sa prokaryote o isa sa mga ninuno nito.

Sa ganitong paraan, kayang kilalanin ng CRISPR system ang genetic material ng bacteriophage, at putulin ito sa mga piraso bago ito makapag-reproduce sa mga bagong virus particle.

Naglilikha ito ng isang uri ng “nakuha na immunity” para sa mga bakterya laban sa phage viruses. Ang CRISPR ay matatagpuan sa humigit-kumulang 50% ng mga na-sequence na bacterial genome.

Isinasaalang-alang kung gaano kalaganap ang mga CRISPR system, at kung gaano kahalaga ang mga ito laban sa viral infections para sa mga bakterya, maaari bang magamit ang ganitong pamamaraan upang gamutin ang mga virus sa tao rin?

Pagtatarget sa mga Chronic Infection Gamit ang CRISPR

Bakit ang Chronic Infections?

Kapag pinag-uusapan ang viral infection, ang mga chronic infection ang pangunahing alalahanin ng mga doktor. Kabilang dito ang mga virus tulad ng HIV o hepatitis.

Isang isyu na partikular sa mga sakit na ito na nagpapahintulot sa kanila na iwasan ang parehong paggamot at ang immune system ng katawan ay ang kanilang kakayahang mag-dormant, kung saan ang viral genetic material ay nakabaon sa selula, minsang tahimik sa loob ng maraming taon.

Minsan, ang provirus ay lumilipat sa isang hindi aktibong mode na hindi maaaring i-transcribe, na nagdudulot ng problema.

Hindi lamang kayang atakihin ng immune system ng tao ang mga latent reservoir na ito, kundi nabibigo rin ang mga antiretroviral na gamot na tumugon sa mga hindi nagta-transcribe na seksyon. Ang ilan sa mga HIV-1 reservoir na ito ay maaaring mabuhay hanggang 60 taon sa CD4+ T cells.

May ilang paraan kung paano maaaring gamitin ang teknolohiyang CRISPR upang targetin ang mga chronic viral infection na ito.

Maaari bang Tulungan ng CRISPR na Gamutin ang HIV/AIDS?

Isang opsyon ay sa pamamagitan ng genetic engineering, upang lumikha ng mga selulang pantao na kulang sa mga receptor na kinakailangan para sa viral infection. Sa kaso ng AIDS/HIV, ang binagong immune CD4+ T cell na walang CCR5 at CXCR4 co-receptors ay nagiging resistante sa virus at maaaring harangan ang pagpasok nito.

Mukhang gumagana ang pamamaraang ito sa laboratoryo ngunit mangangailangan ito ng malawak na pag-aaral sa hayop at pagkatapos ay mga pagsubok sa tao upang matukoy kung ito ay epektibo at ligtas na maging isang mapagkakatiwalaang lunas para sa sakit.

Ang parehong pamamaraan ng pagbabago sa mga selulang pantao ay isinasaalang-alang para sa hepatitis C. Ang CRISPR-Cas13a na tinatarget ang entry site ng virus papunta sa mga selulang atay ay epektibong pumipigil sa pag-replika ng virus na may napakakaunting pinsala sa mga selulang atay, mas mababa kaysa sa pinsalang dulot ng virus.

CRISPR vs. Nakatulog na Hepatitis B Infections

Katulad ng HIV, ang hepatitis B virus ay bumubuo ng isang latent viral reservoir gamit ang “covalently closed circular DNA” (cccDNA) sa mga selulang atay.

Ipinakita ng mga pag-aaral sa cultured cells na ang mga CRISPR system na tinatarget ang mga konserbadong sequence sa hepatitis B genome ay matagumpay na nakakabawas ng 98% ng DNA material ng hepatitis B.

Labanan ang HPV Gamit ang CRISPR

Ang human papillomavirus, o HPV, ay isang sexually transmitted virus na maaaring magdulot ng precancerous lesions na kalaunan ay maaaring maging kanser, hindi lamang sa cervix kundi pati na rin sa iba pang organ. Maaari rin itong mag-dormant.

May ilang bakuna para sa HPV, ngunit hindi nito nasasaklaw ang lahat ng uri ng HPV, at hindi makakatulong sa mga umiiral nang impeksyon.

Maaaring i-upregulate ng mga CRISPR system ang pRb, isang host tumor-suppressor protein, na humaharang sa paglaki ng mga positibong selulang HPV at pinipigil ang kanilang cancerous na aktibidad.

Paggamit ng CRISPR para Tugunan ang Epstein–Barr Virus (EBV)

Ang Epstein–Barr virus, o EBV, ay isang virus na nag-iinfeksyon sa mga immune cells (lymphocytes B) at nagdudulot ng infectious mononucleosis, habang minsan ay maaaring mag-develop sa malignant cancers, tulad ng Burkitt’s lymphoma.

Dito rin, ang pagbabago sa mga immune cells ay maaaring harangan ang kanilang pag-unlad patungo sa kanser, na epektibong nagpapababa ng pinakamalalang epekto ng EBV.

CRISPR vs. Tradisyunal na Pamamaraan ng Antiviral

Tulad ng nakita natin sa kamakailang COVID pandemic, isang paulit-ulit na isyu para sa mga bakuna ay kung paano tutukan ang bahagi ng virus na matatag at pare-pareho sa pagitan ng mga strain upang manatiling epektibo ang bakuna sa kabila ng mabilis na mutasyon.

Ito ay dahil napakagaling ng mga virus sa pag-modify ng kanilang surface proteins, na tanging mga ito lamang ang naa-access ng mga antibodies na nilikha ng mga bakuna.

Sa kabaligtaran, ang mga pamamaraang batay sa CRISPR-Cas13d ay maaaring targetin ang mga konserbadong genetic sequences na nagko-code para sa capsid protein at RNA polymerase, na kinakailangan para sa pag-usbong ng virus.

Sa pamamagitan ng pagtutok sa mga konserbadong lugar na ito, layunin ng PAC-MAN na maghatid ng broad-spectrum na bisa laban sa iba’t ibang strain ng virus at kahit sa mga kaugnay na virus.

Maaaring gamitin ang parehong pamamaraan para sa mga flu virus, na mas madaling mag-mutasyon nang patuloy at umiwas sa mga umiiral na bakuna.

Halimbawa, hanggang 92% ng kilalang influenza A strains ang matagumpay na natarget gamit lamang ang anim na crRNAs, at katulad na tagumpay ang naabot sa SARS‑CoV‑2 gamit ang 22 crRNAs.

CRISPR Antiviral Therapies: Hinaharap na Pananaw at Mga Limitasyon

Kahit na ang CRISPR system ay kayang mag-adapt sa mutasyon, hindi ito ganap na walang pagkakamali, tulad ng patunay ng patuloy na pag-aangkop ng mga bacteriophage sa natural na CRISPR system. Kaya habang maaaring magdala ang mga pamamaraang ito ng malaking pag-unlad sa medisina, hindi rin ito inaasahang magiging solusyon sa lahat ng problema.

Ang off-target modification ng human genome ay isa ring panganib, lalo na sa mga CRISPR-Cas9 system, na maaaring magdulot ng mutasyon o toxicity ng paggamot. Mas kaunti ang alalahanin dito para sa gene therapy ng mga nakamamatay na genetic diseases na walang lunas, na nagdala sa kamakailang pag-apruba ng mga gene therapy na ito.

Para sa mga infectious disease sa mas malaking populasyon, maaaring maging mas mahigpit at maingat ang FDA, na magpapabagal sa landas patungo sa komersyalisasyon ng mga therapy na ito.

Ang delivery system ng CRISPR papunta sa mga host cell ay hindi rin simpleng bagay. Ang viral vectors o nanoparticles ay maaaring magdulot ng hindi kanais-nais na immune reaction o tumarget sa ibang organ kaysa sa ninanais.

Ang pag-unlad sa CRISPR therapy, mula sa paggamit ng ibang bersyon bukod sa Cas9 (tulad ng CRISPR-Cas12a), o mga bagong vectors na mas tinatanggap ng katawan ng tao, ay makikinabang din sa pag-usbong ng CRISPR antiviral therapies.

Dagdag pa rito, ang mga bagong pamamaraan tulad ng paggamit ng Cas13, na tinatarget ang viral RNA nang hindi sinisira ang host DNA, ay lalo na angkop para sa mabilis na tugon laban sa mga RNA virus tulad ng SARS‑CoV‑2.

Pamumuhunan sa Inobasyon ng CRISPR

Editas

Ang Editas ay itinatag ng co-discoverer ng CRISPR-Cas9 na si Jennifer Doudna. Nagsimula ang Editas na magtrabaho gamit ang Cas9 ngunit ngayon ay nakatuon na sa isang proprietary na bersyon ng Cas12a na kanilang inhenyero: AsCas12a.

Maaari mong basahin ang higit pa tungkol sa natatanging katangian ng Cas12a sa aming dedikadong artikulo “What Is CRISPR-Cas12a2? & Why Does It Matter?”.

Pinagmulan: Editas

Maaari mo ring basahin ang pangkalahatang-ideya ng lahat ng kumpanya ni Jennifer Doudna sa kaukulang artikulo “Top Jennifer Doudna Companies to Watch.”

Ang Editas ay nakatuon sa Sickle Cell Disease (SCD) at beta-thalassemia, 2 sakit kung saan natalo nila ang karera para sa unang pag-apruba ng paggamot sa mga kakompetensyang CRISPR Therapeutics at BlueBirdBio.

Sa pangkalahatan, ang SCD program (na kamakailan lamang pinalitan ng pangalang Reni-Cell) ay naantala nang ilang beses, na nagdulot ng pag-aalala sa mga mamumuhunan, at mula noon ay muling nakatuon sa in vivo therapy upang maiba ito mula sa mga naaprubahang SCD therapy.

Gayunpaman, ang Editas ay may mahahalagang patente sa CRISPR-Cas12, na ginamit ng mga mananaliksik sa University of New South Wales, Australia, upang makabuo ng COVID-19 strip test, na nagpapakita ng potensyal ng teknolohiya lampas sa gene editing.

Ang Editas ay nag-sign noong 2023 ng $50M na kasunduan sa Vertex para magamit ng kumpanya ang Cas9 IP ng Editas.

Ang Editas ay nakatuon sa iba pang bersyon ng CRISPR bukod sa “klasikal” na CRISPR-Cas9 at ang kanilang research IP ay maaaring magamit sa pagtatatag ng mga partnership at paglikha ng kita nang wala pang FDA-approved na produkto, bukod pa sa cash runway na aabutin hanggang 2026.

Habang patuloy na napatunayan na ang Cas12a ay isang best-in-class na pamamaraan para sa multi-gene editing, ang kadalubhasaan at pipeline ng Editas na nakatuon sa variant na ito ng CRISPR ay maaaring magpatunay na isang matagumpay na taya sa hinaharap.

(Maaari kang magbasa pa tungkol sa CRISPR companies sa aming kaukulang artikulo “Top 5 CRISPR Companies To Invest In”.)

Pinakabagong Balita at Pag-unlad ng Stock ng Editas (EDIT)

Mga Sangguniang Pag-aaral:

^{1. Nouri, F., Alibabaei, F., Forouzanmehr, B., Tahmasebi, H., Oksenych, V., & Eslami, M. (2025). Pag-unlad sa Teknolohiyang CRISPR para sa mga Antiviral na Paggamot: Genome Editing bilang Posibleng Lunas para sa mga Chronic Viral Infections. Microbiology Research, 16(5), 104. https://doi.org/10.3390/microbiolres1605010}