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O potencial de ensaios e do tratamento diagnósticos CRISPR-baseados aproxima-se contra COVID-19

Em seu papel de revisão publicado recentemente no jornal indiano da bioquímica clínica, um grupo de autores discute actualmente ensaios diagnósticos CRISPR-baseados disponíveis e próximos, assim como a possibilidade de usar o sistema de CRISPR/Cas como uma estratégia saliente do tratamento ou da prevenção na luta contra a doença 2019 do coronavirus (COVID-19).

A pandemia COVID-19 firme é causada pelo coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2), que é um membro novo do género já conhecido do betacoronavirus que mostra a 79% a similaridade genética com os SARS-CoV originais (como demonstrado pela próxima geração metagenomic que arranja em seqüência).

Tal número de escalada de casos e mortes - apesar da disponibilidade larga das vacinas em nosso armamentarium - deixou-nos que procuraram por ferramentas e aproxima-se para métodos de detecção rápidos, seguros, e baratos de um lado, e estratégias novas, melhoradas do tratamento nas outro.

Quando a aproximação diagnóstica é referida, a reacção em cadeia reversa actualmente usada da transcrição-polimerase (RT-PCR) tem o serviço público inquestionável mas determinados defeitos. Além disso, do lado do tratamento, o remdesivir é o único agente antiviroso aprovado inteiramente para o tratamento de COVID-19, mas seu serviço público foi debatido.

As ferramentas diagnósticas novas, que são baseadas no sistema palíndromo curto regularmente interspaced aglomerado das repetições/Cas (CRISPR-CAS), puderam ser nossa resposta a esse problema. Este sistema complexo foi identificado inicialmente nas bactérias, onde confere protecção inata contra a invasão viral; hoje, mantem-se conduzir avanços significativos no campo da tecnologia molecular em combinação com um genoma mais novo que edita ferramentas.

Revisão: Tesouras moleculars de CRISPR/Cas-New nos diagnósticos e na terapêutica de COVID-19. Crédito de imagem: Fotos do CI/Shutterstock

Como métodos diagnósticos/terapêuticos CRISPR-baseados trabalham?

No momento em que, as ferramentas para alterar genomas em sistemas experimentais podem ser grupo em quatro classes: nucleases, transposases/recombinases, editores baixos e editores principais. O sistema acima mencionado de CRISPR-CAS inclui o ADN e nucleases da RNA-escolha de objectivos tais como as enzimas Cas9 e Cas13, respectivamente.

Em métodos diagnósticos curtos, CRISPR-baseados dependa primeiramente do conceito que os ácidos nucleicos são biomarkers valiosos para várias doenças. Isto é conseguido identificando as seqüências específicas associadas com o vírus infeccioso. Então o único RNA feito sob encomenda do guia acoplado com nuclease do Cas pode fender um alvo especificamente a fim gerar um sinal legível.

A especificidade relativamente alta de únicos alvos do RNA do guia permite o sistema de CRISPR de diferenciar-se entre várias tensões dos vírus. Um outro aspecto benéfico desta tecnologia é o uso dos reagentes e dos dispositivos simples do ponto--cuidado (por exemplo, o uso de ensaios laterais sobre papel do fluxo).

Aproximações avançadas do diagnóstico com CRISPR/Cas

Dois métodos CRISPR-baseados podem servir como plataformas diagnósticas potenciais para SARS-CoV-2: O ADN Endonuclease-Visou o método do repórter do transporte (DETECTR) de CRISPR e o repórter enzimático da sensibilidade que destrava o método (de SHERLOCK). Importante, os protocolos esboçados explicitamente para a detecção SARS-CoV-2 podem ser feitos barata em uma hora (ou mesmo menos).

Para superar os obstáculos enfrentados com tempo real RT-PCR-baseou ensaios, uma amplificação isothermal combinada com tecnologia de CRISPR-Cas12 DETECTR foi tornado para detectar ràpida SARS-CoV-2 em amostras clínicas (isto é, em 30 ou 40 minutos). Mais especificamente, o método de DETECTR aponta detectar a presença do nucleocapsid (N) e variações do gene do envelope (e) específicas a SARS-CoV-2.

Conseqüentemente, um resultado positivo é produzido se ambos os genes são detectados, e a técnica estêve aperfeiçoada para excluir os falsos positivos que provêm dos coronaviruses relacionados. Além, o tempo necessário para desenvolver e validar o ensaio de DETECTR revelou que esta tecnologia poderia rapidamente ser mobilizada para diagnosticar outras infecções virais zoonotic emergentes.

Descobertas em tratar COVID-19

Os pesquisadores adotaram rapidamente o mecanismo de CRISPR-CAS como uma estratégia viável do tratamento para alterar anomalias genéticas em pilhas humanas como uma maneira de tratar doenças ou como uma ferramenta indispensável na biologia química. Considerando que confere imunidade protectora contra os micróbios patogénicos de invasão (tais como bacteriófagos), seu uso como uma terapia antivirosa potencial emergiu desde o começo.

E naturalmente, recentemente, a aplicação de CRISPR/Cas13 foi explorada contra os alvos potenciais no genoma SARS-CoV-2 viral. Diversas proteínas estruturais, não-estruturais, e acessórias do vírus foram avaliadas, que pode ser visado pelo sistema CRISPR/Cas13 com muito mais precisão, sensibilidade, e especificidade.

Um inconveniente desta estratégia é a ocorrência potencial das mutações do local do alvo do RNA de CRISPR, que podem abaixar sua potência enquanto os vírus tendem a alterar suas seqüências em resposta ao tratamento introduzido. Todavia, uma alteração directa na seqüência do RNA de CRISPR pode resolver este problema e abrirá mais a porta para ferramentas de projecto contra outros vírus.

Em conclusão, a promessa substancial das mostras do sistema de CRISPR-CAS em ambos os diagnósticos e o tratamento de COVID-19 e podem também mudar a trajectória da medicina molecular do diagnóstico e da precisão. Por agora, uma pesquisa mais adicional é necessário explorar inteiramente seu potencial contra SARS-CoV-2 e outras ameaças virais potenciais.

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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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