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Il potenziale adi analisi ed al del trattamento diagnostici basati CRISPR si avvicina a contro COVID-19

In loro rassegna recentemente pubblicata nel giornale indiano della biochimica clinica, un gruppo di autori discute alle le analisi diagnostiche basate CRISPR attualmente disponibili e prossime come pure la possibilità di utilizzare il sistema di CRISPR/Cas come strategia saliente di prevenzione o del trattamento nella lotta contro la malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus.

La pandemia ferma COVID-19 è causata dal coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo, che è un membro novello dal genere già conosciuto di betacoronavirus che mostra a 79% la similarità genetica con i SAR-CoV originali (come dimostrato dall'ordinamento di prossima generazione metagenomic).

Tale numero crescente dei casi e morti - malgrado l'ampia disponibilità dei vaccini nel nostro armamentario - ci ha lasciati che cerchiamo gli strumenti e approcci per i metodi di rilevazione rapidi, affidabili ed economici da un lato e le nuove, strategie migliorate del trattamento d'altro canto.

Quando l'approccio diagnostico è interessato, la reazione a catena corrente usata della trascrizione-polimerasi inversa (RT-PCR) ha l'utilità incontestabile ma determinate imperfezioni. Ancora, dal lato del trattamento, il remdesivir proviene il solo agente antivirale completamente approvato per il trattamento di COVID-19, ma la sua utilità è stata dibattuta.

Gli strumenti diagnostici novelli, che sono basati sul breve sistema palindromico regolarmente interspaced ragruppato di ripetizioni/Cas (CRISPR-CAS), potrebbero essere la nostra risposta a quel problema. Questo sistema complesso inizialmente è stato identificato in batteri, in cui conferisce la protezione innata contro l'invasione virale; oggi, continua determinare gli avanzamenti significativi nel campo della tecnologia molecolare congiuntamente al più nuovo genoma che modifica gli strumenti.

Rassegna: Forbici molecolari di CRISPR/Cas-New in sistemi diagnostici e terapeutica di COVID-19. Credito di immagine: Foto/Shutterstock di ci

Come a metodi diagnostici/terapeutici basati CRISPR funzionano?

Dal momento che, gli strumenti per la modificazione dei genoma nei sistemi sperimentali possono essere gruppo in quattro classi: nucleases, transposasi/recombinases, editori bassi ed editori principali. Il sistema suddetto di CRISPR-CAS include sia il DNA che nucleases di RNA-ottimizzazione quali gli enzimi Cas9 e Cas13, rispettivamente.

Nei brevi, ai metodi diagnostici basati CRISPR soprattutto dipenda dal concetto che gli acidi nucleici sono biomarcatori apprezzati per varie malattie. Ciò è raggiunta identificando le sequenze specifiche connesse con il virus infettivo. Poi il singolo RNA su ordinazione della guida accoppiato con la nucleasi di Cas può fendere un obiettivo specificamente per generare un segnale leggibile.

La specificità relativamente alta di singoli obiettivi del RNA della guida permette al sistema di CRISPR di differenziarsi fra i vari sforzi dei virus. Un altro aspetto utile di questa tecnologia è l'uso dei reagenti e delle unità semplici di punto-de-cura (per esempio, l'uso delle analisi laterali cartacee di flusso).

Approcci diagnostici avanzati con CRISPR/Cas

Due a metodi basati CRISPR possono servire da piattaforme diagnostiche potenziali per SARS-CoV-2: Il DNA Endonucleasi-Ha mirato al metodo del reporter del trasporto (DETECTR) di CRISPR ed al reporter enzimatico della sensibilità che apre il metodo (di SHERLOCK). D'importanza, i protocolli descritti esplicitamente per rilevazione SARS-CoV-2 possono essere fatti economico in un'ora (o persino più di meno).

Per superare gli ostacoli stati minacciati dalle analisi RT PCR basate in tempo reale, un'amplificazione isotermica combinata con la tecnologia di CRISPR-Cas12 DETECTR è stata sviluppata per individuare rapido SARS-CoV-2 in campioni clinici (cioè, in 30 o 40 minuti). Più specificamente, il metodo di DETECTR mira ad individuare la presenza del nucleocapsid (n) e di busta (E) varianti del gene specifiche a SARS-CoV-2.

Di conseguenza, un risultato positivo è fornito se entrambi i geni sono individuati e la tecnica è stata ottimizzata per escludere i falsi positivi che provengono dai coronaviruses relativi. Inoltre, il tempo necessario per sviluppare e la convalida dell'analisi di DETECTR ha rivelato che questa tecnologia potrebbe essere mobilizzata rapidamente per diagnosticare altre infezioni virali zoonotiche emergenti.

Innovazioni nel trattamento del COVID-19

I ricercatori hanno adottato rapidamente il meccanismo di CRISPR-CAS come strategia possibile del trattamento per emendare le anomalie genetiche in cellule umane come un modo trattare le malattie o come strumento indispensabile nella biologia chimica. Visto che conferisce immunità protettiva contro gli agenti patogeni d'invasione (quali i batteriofagi), il suo uso come una terapia antivirale potenziale è emerso dall'inizio.

E naturalmente, recentemente, l'applicazione di CRISPR/Cas13 è stata esplorata contro gli obiettivi potenziali nel genoma virale SARS-CoV-2. Parecchie proteine strutturali, non strutturali ed accessorie del virus sono state valutate, che può essere mirato a dal sistema CRISPR/Cas13 con molto più precisione, sensibilità e specificità.

Uno svantaggio di questa strategia è l'avvenimento potenziale delle mutazioni del sito dell'obiettivo del RNA di CRISPR, che possono abbassare la sua potenza mentre i virus tendono a modificare le loro sequenze in risposta al trattamento introdotto. Ciò nonostante, un'alterazione diretta nella sequenza del RNA di CRISPR può risolvere questo problema ed ulteriormente aprirà la porta per gli strumenti di progettazione contro altri virus.

In conclusione, la promessa sostanziale di manifestazioni del sistema di CRISPR-CAS in entrambi i sistemi diagnostici ed il trattamento di COVID-19 e possono pure cambiare la traiettoria della medicina molecolare di precisione e di diagnosi. Per ora, ulteriore ricerca è necessaria completamente sfruttare il suo potenziale contro SARS-CoV-2 ed altre minacce virali potenziali.

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Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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