Maaaring Gampanan ng CRISPR ang Mahahalagang Papel sa mga Bagong Teknolohiya na Ginagamit para Tukuyin ang mga Virus tulad ng H5NI at Influenza

CRISPR Maaaring Gawin ang Higit Pa sa Pag-edit ng Gene

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ay kilala bilang isang kasangkapan para sa genetic engineering at kamakailan ay para sa paggaling ng mga genetic na sakit tulad ng sickle cell. Tinutuklas namin ang marami sa mga aplikasyon nito sa aming artikulo “Mula sa Kakulangan sa Paningin hanggang sa Kapalit ng Karne: Ang Pag-edit ng Gene gamit ang CRISPR ay Patuloy na Nagbibigay ng Magagandang Resulta”.

Ang natatangi sa CRISPR bilang isang genetic tool ay ang kakayahan nitong tumugma at tukuyin nang eksakto ang mga tiyak na genetic sequence.

Ang katumpakang ito ay muling ginagamit ngayon para sa pagsusuri ng mga sakit at maaaring mas simple gamitin at mas matipid kaysa sa karaniwang mga PCR test.

Inanunsyo ng mga mananaliksik mula sa Broad Institute, MIT, at Princeton University ang paglulunsad ng isang stripe test batay sa teknolohiyang CRISPR, na kayang makilala ang dalawang pangunahing uri ng seasonal flu, influenza A at B, pati na rin ang mga subtype ng seasonal flu na H1N1 at H3N2.

Pinagmulan: Broad Institute

Paano Ito Gumagana?

Ang teknolohiya ay unang binuo noong 2020, sa ilalim ng pangalang SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics). Ito ay itinayo sa ibabaw ng dating binuong CRISPR-based test method, SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing). Bagaman epektibo ang SHERLOCK, ang maraming hakbang ng mga pamamaraan ay nagdaragdag ng panganib ng mga error at maling pagbasa.

Pinagmulan: Nature

Ang bagong SHINE method ay maaaring mag-detect ng mga virus gamit ang parehong paper-based colorimetric readout at in-tube fluorescent readout. Higit pa rito, ang mga resulta ng fluorescent readout ay maaaring i-interpret sa isang awtomatikong paraan sa pamamagitan ng kasamang smartphone application.

Bakit Ito Mahalaga

Mahal ang PCR testing at nangangailangan ng espesyal na kagamitan. Bilang resulta, kakaunti lamang ang mga pasyenteng nasusuri (maliban sa panahon ng pandemya, siyempre), kadalasan ay ang mga pasyenteng pumupunta sa ospital imbes na sa kanilang family doctor.

Kadalasang ginagamit ang antigen testing bilang alternatibo sa PCR testing, ngunit ito ay mas hindi mapagkakatiwalaan at sensitibo.

Sa tamang pagtukoy ng strain na may mababang gastusin at komplikasyon, maaaring magpasya ang mga clinician, halimbawa, kung gagamit ng Oseltamivir. Ang karaniwang antiviral na ito ay epektibo lamang para sa ilang strain.

Isa pang aplikasyon ay ang pagtulong sa mga siyentipiko na mas mahusay na subaybayan ang paglaganap ng epidemya sa pamamagitan ng mabilis na pagsusuri sa field.

CRISPR Na Hihigitan ang mga Nakaraang Pamamaraan

Ang 2024 na pagpapalawak ng SHINE sa iba’t ibang flu strain ay naglalayong palitan ang kasalukuyang ginagamit na pamamaraan sa mga pathology lab, lalo na ang PCR.

Ang tipikal na diagnostic approaches tulad ng polymerase chain reaction (PCR) ay nangangailangan ng mahabang oras ng pagproseso, sinanay na personnel, espesyal na kagamitan, at mga freezer para mag-imbak ng reagents sa -80°C, samantalang ang SHINE ay maaaring isagawa sa room temperature sa loob ng humigit-kumulang 90 minuto. Sa kasalukuyan, ang assay ay nangangailangan lamang ng murang heat block para painitin ang reaksyon, at ang mga mananaliksik ay nagtatrabaho upang pasimplehin ang proseso na may layuning magbigay ng resulta sa loob ng 15 minuto.

Sa pangkalahatan, ang mga CRISPR-based test ay maaaring mag-perform nang mas mahusay mula sa praktikal at komersyal na pananaw at sa huli ay mapalitan ang PCR pagdating sa pagsusuri ng lubos na variable na mga virus tulad ng flu at coronaviruses.

Mga Susunod na Virus na Susubukan

Ang paparating na bersyon ng mga CRISPR-based strip test ay malamang na palawakin upang magamit sa pag-detect ng flu virus at alamin kung anong strain ang naroroon at makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng mga virus na may magkatulad na sintomas, tulad ng coronaviruses at influenza (flu virus).

Isa pang agarang paksa ay ang mga strain ng avian at swine influenza. Ang mga sakit na ito ay nagdudulot ng malaking pinsala sa mga operasyon ng pagsasaka. Nagdudulot ito ng seryosong panganib sa kalusugan ng tao, kahit na may posibilidad na magdulot ng bagong pandemya kung ang mga virus ay mag-aangkop mula sa kanilang hayop na host patungo sa tao.

Dahil sa naunang tagumpay na ipinakita laban sa COVID at ngayon sa flu, malamang na ang mga CRISPR-based test tulad ng SHINE ay magiging mas karaniwan. Ito ay magiging kapaki-pakinabang lalo na para sa mabilis na nagbabagong mga virus, kung saan ang pagsubaybay sa pagkalat ng iba’t ibang strain ay napakahalaga, isang gawain kung saan kadalasang mahina ang performance ng antigen strips.

Mga Kumpanya ng CRISPR

1. Ginkgo Bioworks

Ang kumpanya ay gumagawa ng on-demand organisms para sa tiyak na mga aplikasyon. Kabilang dito ang biomedical applications at maraming industrial at material sciences programs.

Mayroon din itong malaking biosecurity segment, na sumiklab noong panahon ng pandemya.

Ang Ginkgo Bioworks (DNA ) ay malawak na nag-diversify ng mga aplikasyon nito sa maraming research programs at partnerships:

• Cannabinoids
• produksyon ng mRNA vaccine at gamot na nucleic acid
• Food proteins
• produksyon ng biological fertilizer sa pakikipagtulungan sa Bayer
• Programmable microbes para sa mga gut disease
• Bioremediation ng microplastics
• Biosecurity at detection ng pathogens
• Pag-recycle ng waste at contaminants

Kumikita ito sa pamamagitan ng unang bayad na upfront para sa development process at pagkatapos ay sa pamamagitan ng royalties sa natapos na produkto.

Ang mga partnership ng Gingko ay patuloy na lumalawak, kasama:

• Isang lumalaking partnership sa Novo Nordisk.
• Isang partnership sa Japanese trading company na Sojitz Corporation.
• Pondo mula sa DARPA para sa mga novel proteins na magkokontrol ng yelo sa napakalamig na kapaligiran.
• $331M kasunduan sa Pfizer.
• $490M kasunduan sa Merck upang i-optimize ang paggawa ng biologics.
• $406M kasunduan sa Boehringer Ingelheim para sa mga undruggable targets.

Ang Ginkgo Bioworks ay nakikipagtulungan din sa lahat ng pangunahing agricultural corporations, karamihan sa kanila ay may interes sa produksyon ng biofuel at microbiology. Ilan sa mga ito ay kinabibilangan ng Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta, at iba pa.

Pinagmulan: Gingko Bioworks

Ang karanasan ng Gingko sa custom designs ng genetic sequences, pati na rin sa biosecurity monitoring, ay ginagawa itong magandang kandidato upang makinabang mula sa pag-usbong ng mga bagong DNA-based testing methods.

Kaya sa ngayon na napatunayan na ang mga CRISPR-based test bilang isang viable na alternatibo sa PCR test (isang napakalaking merkado, kahit na wala nang pandemya), maaaring magamit ng Gingko ang kanilang karanasan at partnership upang makuha ang bahagi ng umuusbong na merkado na ito.

2. Editas Medicine, Inc.

Itinatag ang Editas ni Jennifer Doudna, isang discoverer ng CRISPR-Cas9. Nagsimula ang Editas sa pagtatrabaho gamit ang Cas9 ngunit ngayon ay nakatuon na sa isang proprietary na bersyon ng Cas12 na kanilang inhenyero: AsCas12a.

Maari mong basahin ang higit pa tungkol sa natatanging katangian ng Cas12a sa aming dedikadong artikulo “Ano ang CRISPR-Cas12a2? & Bakit Ito Mahalaga?”.

Upang ibuod nang maikli, ang Cas12as ay natatangi dahil:

• Ang mga problemang mahirap lutasin gamit ang Cas9 ay maaaring magawa gamit ang Cas12a
• Nagdudulot ito ng mas mataas na tsansa ng gene editing kumpara sa Cas9.
• Mahigit sa isang gene ang maaaring baguhin nang sabay-sabay gamit ang Cas12a.

Maari mo ring basahin ang pangkalahatang-ideya ng lahat ng kumpanya ni Jennifer Doudna sa kaukulang artikulo “Mga Nangungunang Kumpanya ni Jennifer Doudna na Dapat Subaybayan.”

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 (CRSP ).

Gayunpaman, nagmamay-ari ang Editas ng mahahalagang patente sa CRISPR-Cas12, na ginamit ng ibang mananaliksik sa University of New South Wales, Australia, upang bumuo ng COVID-19 strip test (ang strip test mula sa mga mananaliksik ng Broad Institute na nabanggit sa itaas ay gumamit ng CRISPR-Cas13).

Ang Editas ay nakatuon sa iba pang mga bersyon ng CRISPR bukod sa “klasikal” na CRISPR-Cas9 na maaaring maging kapaki-pakinabang sa mabilis na pagpasok sa merkado ng CRISPR strip test at pagkomersyalisa (may o walang partnership) ng kanilang sariling bersyon ng mga strip test na binuo ng mga mananaliksik sa nangungunang unibersidad.