CRISPR, H5NI ve Influenza gibi Virüsleri Tanımlamak İçin Kullanılan Yeni Teknolojilerde Anahtar Bir Rol Oynayabilir

CRISPR Gen Düzenlemenin Ötesinde Daha Fazla Şey Yapabilir

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) en çok gen mühendisliği aracı olarak ve daha yakın zamanda orak hücre hastalığı gibi genetik hastalıkların tedavisinde bilinir. Bu uygulamaların birçoğunu “Körlükten Et İkame Ürünlerine: CRISPR Gen Düzenlemesi Umut Verici Sonuçlar Üretmeye Devam Ediyor” makalemizde inceliyoruz.

CRISPR’ı genetik bir araç olarak benzersiz kılan, kesin gen dizilerini tam olarak eşleştirme ve tanımlama kapasitesidir.

Bu doğruluk artık hastalık testlerinde yeniden kullanılmakta ve daha yaygın PCR testlerine göre daha basit ve maliyet açısından daha verimli olabilir.

Broad Institute, MIT ve Princeton Üniversitesi araştırmacıları CRISPR teknolojisine dayalı bir şerit testinin piyasaya sürüldüğünü duyurdu, bu test mevsimsel gripin iki ana tipi olan influenza A ve B’yi, ayrıca H1N1 ve H3N2 alt tiplerini ayırt edebiliyor.

Kaynak: Broad Institute

Nasıl Çalışıyor?

Teknoloji, 2020’de SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics) adıyla ilk kez geliştirildi. Bu, daha önce geliştirilmiş bir CRISPR tabanlı test yöntemi olan SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing) üzerine inşa edildi. SHERLOCK etkili olsa da, yöntemin birden fazla adımı hata ve yanlış okuma riskini artırıyordu.

Kaynak: Nature

Yeni SHINE yöntemi, virüsleri hem kağıt tabanlı renk değişimi okuması hem de tüp içi floresan okuması ile tespit edebilir. Ayrıca, floresan okuma sonuçları, eşlik eden bir akıllı telefon uygulaması aracılığıyla otomatik olarak yorumlanabilir.

Neden Önemli

PCR testleri pahalıdır ve özel ekipman gerektirir. Sonuç olarak, sadece az sayıda hasta test edilir (elbette pandemi koşulları dışında), genellikle hastaneye başvuran hastalar, aile hekimine gitmek yerine.

Antijen testleri genellikle PCR testlerine bir alternatif olarak kullanılır, ancak çok daha az güvenilir ve duyarlıdır.

Doğru suş tanımlaması düşük maliyet ve karmaşıklıkla yapılabildiğinde, klinisyenler örneğin Oseltamivir kullanıp kullanmayacaklarına karar verebilir. Bu yaygın antiviral sadece bazı suşlar için etkilidir.

Başka bir uygulama, bilim insanlarının sahada hızlı testler yoluyla bir salgın çıkışını daha iyi izlemelerine yardımcı olmaktır.

CRISPR Önceki Yöntemlerin Üstünde

SHINE’in 2024’te farklı grip suşlarına genişletilmesi, özellikle PCR olmak üzere patoloji laboratuvarlarında şu anda kullanılan yöntemi değiştirmeyi hedefliyor.

Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) gibi tipik tanı yaklaşımları uzun işlem süreleri, eğitimli personel, özel ekipman ve reaktifleri -80°C’de saklamak için dondurucular gerektirir, oysa SHINE oda sıcaklığında yaklaşık 90 dakikada gerçekleştirilebilir. Şu anda, test sadece reaksiyonu ısıtmak için ucuz bir ısı bloğu gerektirir ve araştırmacılar sonuçları 15 dakikada vermeyi hedefleyerek süreci sadeleştirmek üzerinde çalışıyor.

Genel olarak, CRISPR tabanlı testler pratik ve ticari açıdan daha iyi performans gösterebilir ve nihayetinde grip ve koronavirüs gibi yüksek değişkenliğe sahip virüsleri test ederken PCR’yi tamamen ikame edebilir.

Sıradaki Virüsler

CRISPR tabanlı şerit testlerinin gelecek sürümü, muhtemelen grip virüsünü ve mevcut suşu tespit etmek ve koronavirüsler ve influenza (grip virüsü) gibi benzer semptomlara sahip virüsleri ayırt etmek için genişletilecektir.

Diğer acil konu, kuş ve domuz influenza suşleridir. Bu hastalıklar çiftlik operasyonlarına büyük zarar vermektedir. İnsan sağlığı için ciddi riskler oluşturur ve bu virüsler hayvan konaklarından insanlara uyum sağlarsa yeni bir pandemiye yol açma ihtimali vardır.

COVID ve şimdi gripteki daha önce gösterilen başarı nedeniyle, SHINE gibi CRISPR tabanlı testlerin yakında çok daha yaygın hale gelmesi muhtemeldir. Bu, özellikle hızlı evrimleşen virüsler için faydalı olacaktır; farklı suşların yayılımını takip etmek kritik bir görevdir ve antijen şeritleri genellikle bu konuda yetersiz kalır.

CRISPR Şirketleri

1. Ginkgo Bioworks

Şirket, belirli uygulamalar için talep üzerine organizmalar üretmektedir. Bunlar arasında biyomedikal uygulamalar ve çok sayıda endüstri ve malzeme bilimi programı bulunmaktadır.

Ayrıca pandemi sırasında büyük bir ivme kazanan geniş bir biyogüvenlik segmentine sahiptir.

Ginkgo Bioworks (DNA ), birçok araştırma programı ve ortaklıklarıyla uygulamalarını geniş bir şekilde çeşitlendirmiştir:

• Kannabinoidler
• mRNA aşı üretimi ve nükleik asit ilaçları
• Gıda proteinleri
• Biyolojik gübre üretimi Bayer ile ortaklıkta
• Bağırsak hastalıkları için programlanabilir mikroplar
• Mikroplastik biyoremediasyonu
• Biyogüvenlik ve patojen tespiti
• Atık ve kirleticilerin geri dönüştürülmesi

İlk olarak geliştirme süreci için ön ödeme alarak ve ardından tamamlanmış ürün üzerinden telif hakkı alarak para kazanıyor.

Gingko’nun ortaklıkları sürekli genişliyor, şunlarla:

• Yeni Nordisk ile büyüyen bir ortaklık.
• Japon ticaret şirketi Sojitz Corporation ile bir ortaklık.
• Aşırı soğuk hava koşullarında buz kontrolü için yeni proteinlere DARPA finansmanı.
• $331M anlaşma Pfizer ile.
• $490M anlaşma Merck ile biyolojik ürün üretimini optimize etmek için.
• $406M anlaşma Boehringer Ingelheim ile ilaçlanamayan hedefler için.

Ginkgo Bioworks ayrıca tüm büyük tarım şirketleriyle ortaklık yapmaktadır; bunların çoğu biyoyakıt üretimi ve mikrobiyolojiyle ilgili bazı ilgi alanlarına sahiptir. Bunlardan birkaçına Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta ve daha fazlası dahildir.

Kaynak: Gingko Bioworks

Gingko’nun gen dizilerinin özel tasarımları konusundaki deneyimi ve biyogüvenlik izleme konusundaki uzmanlığı, yeni DNA tabanlı test yöntemlerinin ortaya çıkmasından faydalanabilecek iyi bir aday olmasını sağlıyor.

Dolayısıyla CRISPR tabanlı testler artık PCR testlerine geçerli bir alternatif olarak kanıtlandığından (pandemi koşulları dışında bile büyük bir pazar), Gingko deneyimini ve ortaklıklarını kullanarak bu yeni pazardan bir pay elde edebilir.

2. Editas Medicine, Inc.

Editas, CRISPR-Cas9’un keşfedicilerinden Jennifer Doudna tarafından kuruldu. Editas başlangıçta Cas9 ile çalıştı ancak şimdi geliştirdikleri özel bir Cas12 sürümüne, AsCas12a’ya odaklanıyor: AsCas12a.

Daha fazla bilgi için “CRISPR-Cas12a2 Nedir? & Neden Önemlidir?” makalemize göz atabilirsiniz.

Kısaca özetlemek gerekirse, Cas12as şunun nedeniyle benzersizdir:

• Cas9 ile çözülemeyen zorlu problemler Cas12a ile çözülebilir
• Bu, Cas9’a göre daha yüksek gen düzenleme şansı sağlar.
• Cas12a ile aynı anda birden fazla gen değiştirilebilir.

“Takip Edilmesi Gereken En Önemli Jennifer Doudna Şirketleri” makalemizde Jennifer Doudna’nın tüm şirketlerine genel bir bakış da bulabilirsiniz.

Editas, Orak Hücre Hastalığı (SCD) ve beta-talasemiye odaklanmaktadır, ilk tedavi onayı yarışını rakipleri CRISPR Therapeutics ve BlueBirdBio’ya kaybettiği 2 hastalık (CRSP ).

Bununla birlikte, Editas CRISPR-Cas12 üzerinde önemli patentlere sahiptir; bu patent, Avustralya’daki New South Wales Üniversitesi’ndeki diğer araştırmacılar tarafından bir COVID-19 şerit testi geliştirmek için kullanılmıştır (yukarıda bahsedilen Broad Institute araştırmacılarının şerit testi CRISPR-Cas13 kullanmıştır).

Editas, “klasik” CRISPR-Cas9’tan farklı diğer CRISPR sürümlerine odaklanmaktadır; bu, önde gelen üniversitelerdeki araştırmacılar tarafından geliştirilen şerit testlerinin kendi versiyonlarını (ortaklıkla ya da ortaklık olmadan) hızla pazara sunup ticarileştirmede faydalı olabilir.