Biotech

Inilunsad ng Yale ang Breakthrough na Batay sa Cas12a para sa Multi-Gene na Pag-edit ng CRISPR

mm
Na-publish
Na-update
Idagdag ang Securities.io sa mga gusto mong mapagkunan sa Google
Pagsisiwalat: Maaaring tumanggap ang Securities.io ng kabayaran kapag gumamit ka ng mga link sa produktong sinuri namin. Hindi nito naaapektuhan ang aming editoryal na pagsusuri. Hindi kami rehistradong tagapayo sa pamumuhunan; hindi ito payo sa pamumuhunan. Basahin ang aming pagsisiwalat sa affiliate.

Pinalalawak ang Potensyal ng CRISPR

Since its discovery, CRISPR (“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”), which won the 2020 Nobel Prize in Chemistry, has revolutionized medicine and biotechnology.

Pinagmulan: Nobel Prize

Ito ay dahil ang CRISPR ay unang pamamaraan para sa gene editing na nagbibigay-daan sa napakakonting target ng tiyak na genetic sequence, na nagpapahintulot sa pagwawasto ng genetic errors alinman  in vitro o in vivo nang hindi nagkakaroon ng hindi kanais-nais na mutations.

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, tanggalin ang isang tiyak na sequence, o i-edit/ipasok ang tamang genetic sequence.

 

Pinagmulan: CRISPR Therapeutics [securities_stock_price_tag symbol="CRSP" exchange="NASDAQ"]

Naging isang medikal na breakthrough ito nang makakuha ng FDA approval for the first CRISPR-based therapy in 2023, na binuo ng CRISPR Therapeutics para sa mga genetic na sakit sa dugo (sundan ang link para sa dedikadong ulat tungkol sa CRISPR Therapeutics).

Gayunpaman, ang mga CRISPR therapy at genetic engineering ay kayang baguhin lamang ang isang gene sa isang pagkakataon at maaaring maging mahirap idisenyo.

Kaya, maaaring ito ay isang bagong panahon na nagbubukas para sa teknolohiyang CRISPR, salamat sa trabaho ng mga mananaliksik sa Yale University, na nakabuo ng bagong CRISPR method na maaaring mag-modify ng maraming gene nang sabay.

Ito ay isang breakthrough na pag-aaral na nagtipon ng napakalaking koponan ng mga mananaliksik: hindi bababa sa 37 na tao ang binanggit bilang mga may-akda ng pag-aaral1 na inilathala sa Nature Biomedical Engineering sa pamagat na “Cas12a-knock-in mice for multiplexed genome editing, disease modeling, and immune-cell engineering”.

Maaari itong makatulong sa paglikha ng mga bagong modelo ng sakit at paggamot, tulad ng genetic na sakit sa atay, kanser sa baga, at kanser sa balat, at mapabilis ang karagdagang pananaliksik sa larangan.

Maraming Sistema ng CRISPR

Kapag tinatalakay ang CRISPR, maging sa orihinal nitong pagkakapanalo ng Nobel Prize o sa mga therapy na aprubado na ng FDA, ang karaniwang tinutukoy ay ang CRISPR-Cas9.

Ang bahaging “Cas” ng sistema ay ang protina na responsable sa pagputol ng DNA strand at pagsasagawa ng gene editing mismo, na ginagabayan ng isang RNA strand. Maraming iba pang Cas proteins ang pinag-aaralan, at marahil marami pang matutuklasan.

Pinagmulan: YourGenome

Maaaring sa kalaunan, maging pangkaraniwan na para sa mga mananaliksik na magdisenyo lamang ng custom na Cas systems, partikular gamit ang “OpenCRISPR-1″, isang open-source AI na ginawa upang magdisenyo ng custom na CRISPR system para sa tiyak na sitwasyon. Ang isang computer simulation na tinatawag na CREME (Cis-Regulatory Element Model Explanations) ay maaari ring makatulong sa mas mahusay na pag-unawa kung paano i-optimize ang mga CRISPR system.

Sa pagitan ng maraming CRISPR system na lampas sa CRISPR-Cas9, wala pa ang napag-aralan nang ganito kalalim at kasing lapit sa praktikal na aplikasyon tulad ng CAs12a.

CRISPR-Cas12a

Since we first discussed it in 2023, maraming progreso ang nagawa sa teknolohiyang Cas12a.

  • Nagbibigay ng alternatibong mga puwang ng pagputol kumpara sa kayang gawin ng Cas9.
    • Ang mga problemang mahirap lutasin gamit ang Cas9 ay maaaring magawa gamit ang Cas12.
  • Pinuputol nito ang DNA sa paraang nag-iiwan ng “malagkit” na bahagi ng DNA imbes na “blunt” na pagputol ng Cas9 at maaaring putulin nang maraming beses.
    • Nagdudulot ito ng mas mataas na pagkakataon ng gene editing.
  • Walang pangangailangan para sa transactivating crRNA (tracrRNA) para sa Cas12a, taliwas sa Cas9. Dahil sa mas maliit na sukat, ito ay magpapahintulot ng mas madaling multiplex genome editing.
    • Mahigit sa isang gene ang maaaring baguhin nang sabay gamit ang CAs12a.

Pinagmulan: Wikipedia

Ito ang pinakabagong katangian ng Cas12a na nagpasiklab ng pinakamalaking interes para sa mga biologist, dahil maraming sakit o genetic engineering ang nangangailangan ng maramihang gene editing, insertion, at/o deletion.

Kaya habang teoritikal na posible (bagaman magastos) na magsagawa ng serye ng CRISPR-Cas9 gene editing kapag, halimbawa, gumagawa ng bagong uri ng mais, hindi ito praktikal na opsyon para sa mga multi-genic na sakit.

Samantala, nagiging malinaw na ang CRISPR ay may potensyal na lampas pa sa pagpapagaling ng mga bihirang genetic na sakit, kung saan ang neurology, kanser (oncology), at mga metabolic na isyu ang pinaka-malamang na mapabuti o mailigtas ang buhay ng sampu-sampung milyong tao.

Pinagmulan: ARK Invest

Ang problema ay para sa karamihan ng mga therapy na hindi nakaugnay sa genetic na sakit, ang pamamahala ng maramihang gene editing in vivo ay magiging isang ganap na kinakailangan.

Pag-aaral ng Cas12a ng Yale

Iba’t Ibang Target

Bago magsagawa ng multi-gene editing sa mga tao, kailangan muna nating magkaroon ng mas mahusay na pag-unawa sa epekto ng ganitong agresibong interbensyon sa genome.

Gumamit ang mga mananaliksik ng Yale ng mga laboratory mouse upang genetically engineer ang mga immune cell, kabilang ang CD4+ at CD8+ T-cells, B-cells, at mga dendritic cell na nagmula sa bone marrow. Binago rin nila ang mga gene na may kaugnayan sa kanser at mga tisyu ng atay in-vivo.

Ang materyal para sa CRISPR gene editing ay naihatid sa bawat target gamit ang retroviruses, adeno-associated viruses, at lipid nanoparticles, ayon sa pagkakasunod.

Upang mapalawak ang posibilidad ng pamamaraan, gumamit din sila ng 2 variant ng Cas12a.

Pagsusuri ng Kahusayan

Una, inugnay ng mga mananaliksik ang mutasyon sa isang fluorescent protein upang suriin kung ito ay isinasagawa nang maayos.

Sinuri nila kung paano nagbabago ang kahusayan ng gene editing depende sa mga organ na target. Lumitaw na ang atay, utak, bato, at baga ay ilan sa mga pinakamadaling makamit ang mataas na antas ng in-vivo gene editing.

Nagbibigay ito ng napakagarantiyang resulta, dahil ang mga organ na ito ay pinakamahalaga para sa mga pangunahing medikal na target ng mga hinaharap na CRISPR therapy.

Praktikal na Potensyal

Matapos patunayan na may potensyal ang konsepto, sinubukan ng mga mananaliksik ang mga kaso ng paggamit sa pag-modify ng immune cells at cancer cells.

Sa mga immune cell, ang transformation efficiency, isang sukatan kung gaano karaming kabuuang nasubukang selula ang genetically modified, ay kamangha-manghang mataas, umabot hanggang 90-100%.

Isa pang kamangha-manghang resulta, at isang ganap na kinakailangan para sa anumang potensyal na aplikasyon ng in-vivo therapies, ay napakataas na rate ng on-target mutation. Ibig sabihin nito ay tanging ang ninanais na gene lamang ang binabago, at napakakaunting off-target na pag-edit ng gene ang nangyayari.

DAKO

Pinalalawak pa ang posibilidad ng teknolohiyang CRISPR-Cas12a, nakabuo ang mga mananaliksik ng isang bagong dual-gene activation at knockout (DAKO).

Ibig sabihin nito na ang isang solong paggamot ay maaaring hatiin at magsanhi ng sabay na activation ng isang gene at suppression ng isa pang gene.

Ito ay isang mahalagang hakbang para sa pag-modify ng mga selula na may kumplikadong biochemical mechanisms, halimbawa, isang protina na nag-a-activate ng mekanismo at isa pang protina na nag-suppress nito. Sa pamamagitan ng DAKO gene editing, nagiging posible na parehong palakasin ang nais na aktibidad lampas sa normal na antas at alisin ang sistema na magpipigil sa nais na epekto.

Dahil ang mga hindi kanais-nais o hindi maayos na pamamahala ng retrocontrols ay madalas na pangunahing dahilan kung bakit hindi nagtatagumpay ang gene editing ayon sa inaasahan, ang DAKO system na ito ay maaaring magdala ng rebolusyon, lalo na sa oncology, neurology, at metabolic na paggamot.

Mga Modelo ng Hayop

Ang bagong gene-editing system na ito gamit ang Cas12a ay maaaring kasing-tumpak ng Cas9 ngunit maaaring magsagawa ng maramihang edit nang sabay, at ang mga edit na iyon ay maaaring parehong activation at suppression ng mga gene.

Ginagawa nitong perpektong system para lumikha ng bagong biological model kung saan maaaring subukan ng mga biologist ang kanilang mga hypothesis.

“Ang mga daga na ito ay maaaring magpadali ng mabilis at tuluy-tuloy na workflow para sa in vivo therapeutic gene targeting, disease/tumor modeling, at primary immune-cell engineering.

Pinagsama sa pooled oligo library synthesizing at cloning, ang mga daga na ito ay maaaring magamit para sa high-throughput CRISPR screening upang pag-aralan ang kumplikadong tanong sa genetics, tulad ng paglipat ng effector at memory phenotype sa mga immune cell.

Ang mga ganitong animal model ay napakahalaga upang subukan ang potensyal na paggamot, o mas maunawaan ang kumplikadong mga sakit. Kaya kahit na walang therapy na gumagamit ng Cas12a na umabot sa merkado, ito ay magpapatunay na ang variant ng CRISPR na ito ay magkakaroon ng malaking epekto sa hinaharap na pananaliksik sa biotech.

Pagpapatuloy

Dahil napatunayan sa pag-aaral na ang intensidad ng gene editing ay maaaring mag-iba nang malaki depende sa organ, malamang na makakamit pa ang karagdagang mga pagpapabuti.

Isang mahalagang elemento ay malamang na ang pagsubok ng mga bagong vector para sa gene editing system, maging iba pang virus o iba pang lipid nanocapsules. Lalo na, kinakailangan ang mas magagandang vector para sa mga organ na pinakamaliit ang naapektuhan para sa mga tiyak na pag-aaral o sakit.

Sa kalaunan, malamang na ang mga gene editing therapy para sa kumplikadong sakit tulad ng kanser at neurological na isyu ay gagamit ng system na mas kahawig ng cas12a system kaysa sa “tradisyonal” na mono-gene Cas9.

Kumpanya ng Cas12a

Editas

EDIT Tsart ng Presyo

Itinatag ang Editas ni CRISPR-Cas9 co-discoverer 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 pa ang tungkol sa natatanging katangian ng Cas12a sa aming dedikadong artikulo na “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 na “Top Jennifer Doudna Companies to Watch.”

Nakatuon ang Editas 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 (kamakailan lamang tinawag na 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 aprubadong SCD therapy.

Gayunpaman, nagmamay-ari ang Editas ng mahahalagang patent 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.

Nag-lumagda noong 2023 isang $50M na kasunduan sa Vertex para magamit ng kumpanya ang Cas9 IP ng Editas din ang Editas.

Nakatuon ang Editas sa iba pang mga bersyon ng CRISPR bukod sa “klasikal” na CRISPR-Cas9 at ang kanilang research IP ay maaaring magamit sa pagtatatag ng mga partnership at pagbuo ng kita nang walang 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 panalong taya sa kalaunan.

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

Pinakabagong Balita sa Editas

Mga Pag-aaral na Binanggit:

1. Tang, K., Zhou, L., Tian, X. et al. Cas12a-knock-in mice for multiplexed genome editing, disease modelling and immune-cell engineering. Nat. Biomed. Eng (2025). https://doi.org/10.1038/s41551-025-01371-2

mm

Si Jonathan ay dating mananaliksik na biochemist na nagtrabaho sa pagsusuri ng henetika at mga klinikal na pagsubok. Siya ngayon ay isang stock analyst at manunulat sa pananalapi na nakatuon sa inobasyon, mga siklo ng merkado, at heopolitika sa kanyang publikasyon 'The Eurasian Century'.