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CRISPR a-t-il pu être employé comme SARS-CoV-2 antiviral ?

Le système de CRISPR-CAS est capable d'éditer l'ADN et l'ARN in situ aux organismes vivants, et comme agent antiviral, peut particulièrement recenser et viser des séquences d'acide nucléique provenant d'un agent pathogène.

Le potentiel d'employer cette technologie de manipulation de gène comme inhibiteur SARS-CoV-2 ou le préventif est vérifié dans une révision récent téléchargée à la biologie et au médicament expérimentaux de tourillon (25 avril 2021th) par Arnab Banerjee et collègues.

Des systèmes de CRISPR-CAS ont été développés pour un grand choix de détail et classés par catégorie en travers d'un certain nombre de types et de types. Les systèmes de la classe 1 emploient les protéines multiples de Cas qui forment un composé, alors que des systèmes de la classe 2 sont basés sur une protéine unique de Cas, et chaque type se compose de trois types encore divisés en 19 sous-types.

La plupart de thérapeutique de CRISPR se sont concentrées sur rectifier des anomalies génétiques, bien qu'une classe apparaissante des antivirals basés sur la perturbation de l'ARNm viral soit d'intérêt croissant.

Cas9 et Cas 12

Cas9 vise habituellement ADN bicaténaire (dsDNA), bien qu'il ait été précédemment manipulé pour viser l'ARN messager endogène (ARNm), et peut, pour cette raison, affecter l'expression des gènes cibles.

Il pourrait, pour cette raison, potentiellement être employé également pour régler le facteur ARNm d'ARN ou d'hôte de virus. Cas9 exige de l'ARN de CRISPR transactivating (crRNA), en plus du crRNA, pour viser avec succès une séquence d'acide nucléique. Cas12a (précédemment Cpf1) vise ADN monocatenaire (ssDNA), et exige seulement du crRNA de faire ainsi.

Une fois lié à son objectif il reste là, fendant d'autres acides nucléiques monocatenaires complémentaires dans un clivage collatéral appelé de processus, et pour cette raison effectuerait vraisemblablement un inhibiteur plus efficace d'ARN viral.

Beaucoup de protéines humaines d'hôte ont été impliquées comme des protéines de facteur de l'hôte SARS-CoV-2, étant réquisitionné par le cycle de réplication.

La perturbation de ces derniers pourrait diminuer la pathogénicité de virus, bien que l'influence donnante droit sur l'hôte ait besoin de surveillance attentive, et de tels systèmes n'ont pas été encore vérifiés dans le laboratoire. L'identification de tels sites, cependant, a été réalisée par cette méthode.

Mécanisme hypothétique d
Mécanisme hypothétique d'objectif de la manipulation de gène à combattre contre l'infection mortelle de SARS-CoV-2-mediated. Le schéma de principe représente le mécanisme possible de la manipulation de gène par CRISPR/Cas13d et PAC-MAN par l'intermédiaire de la dégradation de la séquence d'objectif spécifique de SARS-CoV-2 pour empêcher la réplication virale pour protéger la santé des personnes.

Cas13

Cas13 peut seulement viser l'ARN monocatenaire, après avoir été précédemment employé pour fendre particulièrement le ssRNA viral élogieux à son crRNA. Les enzymes de Cas13-associated permettent également la manipulation de l'ARN d'objectif, efficace contre l'ARN transcriptionnel et épisser-associé. Comme Cas12, les restes Cas13 bondissent à la séquence d'objectif une fois là et s'engagent dans le clivage collatéral. Ainsi les mutants catalytiquement morts Cas13 peuvent également être employés dans le diagnostic : pour évaluer la réplication, la localisation, et l'évolution d'un virus par l'intermédiaire de l'étiquetage de génome.

Un organisme de recherche de l'Université de Stanford Cas13 récent appliqué à la précipitation de l'ARN SARS-CoV-2, proposant que la technologie puisse empêcher des infections.

CRISPR antiviral préventif en cellules humaines (PAC-MAN) a été également utilisé dans le laboratoire contre la grippe A et H1N1.

La protéine Cas13 empêche la réplication virale en dégradant l'ARN déchargé dans l'infection suivante de cellules et doit idéalement viser une séquence d'ARN significative, économisée, et courante.

Plusieurs régions du génome SARS-CoV-2 ont été recensées en tant qu'objectifs adaptés pour PAC-MAN, et sont susceptibles de comprendre ceux concernant la protéine et le nucleocapsid de pointe.

Éditions et perspectives d'avenir

In vivo les études de CRISPR sont relativement rares, et le potentiel clinique des systèmes thérapeutiques de CRISPR est mauvais vérifié ainsi.

Supplémentaire, certains des états tôt concernant des antivirals de CRISPR indiquent qu'ils peuvent inciter le développement des mutants d'évasion, produisant des tensions plus pathogènes. Cependant, l'inclusion des objectifs multiples de CRISPR dans le génome d'agent pathogène a allégé ce problème pendant des années plus récentes, fournit cependant entourer la distribution des systèmes de CRISPR aux tissus et les cellules avant excrétion tôt demeurent un défi.

Les systèmes de distribution de Nanoparticle peuvent être la solution, améliorant de manière significative la solubilité, les propriétés de biodistribution, et le temps d'assemblage in vivo.

Plusieurs groupes ont vu la réussite avec comporter des systèmes de CRISPR-CAS dans des nanoparticles de lipide ou de polymère, utilisant les systèmes de désignation d'objectifs actifs de ligand-récepteur élogieux et les mécanismes de déclenchement déclenchés pour décharger la charge utile de CRISPR dans le cytoplasme des cellules destinées.

Le détail à SARS-CoV-2 et à d'autres infections des voies respiratoires supérieures, les pulvérisations nasales ou les nébuliseurs peuvent pouvoir fournir une dose appropriée et signicative le plus fortement à l'endroit infecté. Cependant, ce doit être vu encore.

Journal reference:
Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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