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Ha potuto CRISPR essere usato come SARS-CoV-2 antivirale?

Il sistema di CRISPR-CAS è capace di modificare il DNA ed il RNA in situ negli organismi viventi e come agente antivirale, può specificamente identificare e mirare alle sequenze dell'acido nucleico che provengono da un agente patogeno.

Il potenziale di usando questa tecnologia di manipolazione del gene come inibitore SARS-CoV-2 o il profilattico è studiato in un esame recentemente caricato alla biologia ed alla medicina sperimentali del giornale (25 aprile 2021th) da Arnab Banerjee e colleghi.

I sistemi di CRISPR-CAS sono stati messi a punto per vari scopi specifici e sono stati categorizzati attraverso una serie di classi e tipi. I sistemi della classe 1 usano le proteine multiple di Cas che formano un complesso, mentre i sistemi della classe 2 sono basati su una singola proteina di Cas ed ogni classe è composta di tre tipi più ancora divisi in 19 sottotipi.

La maggior parte della terapeutica di CRISPR ha messo a fuoco sulla correzione delle anomalie genetiche, sebbene una classe emergente di antivirals basati sulla rottura del mRNA virale fosse di interesse aumentante.

Studio: La manipolazione dei geni potrebbe inibire l
Studio: La manipolazione dei geni potrebbe inibire l'infezione SARS-CoV-2 che causa le pandemie COVID-19. Credito di immagine: Meletios Verras/SHutterstock e NIAID

Cas9 e Cas 12

Cas9 mira solitamente al DNA a doppia elica (dsDNA), sebbene precedentemente sia stato manipolato per mirare al RNA messaggero endogeno (mRNA) e può, quindi, pregiudicare l'espressione dei geni dell'obiettivo.

Potrebbe, quindi, anche potenzialmente essere usato per gestire il fattore mRNA del RNA o ospite del virus. Cas9 richiede il RNA di CRISPR transactivating (crRNA), oltre a crRNA, per mirare con successo ad una sequenza dell'acido nucleico. Cas12a (precedentemente Cpf1) mira al DNA unico incagliato (ssDNA) e soltanto richiede il crRNA di agire in tal modo.

Limitato una volta al suo obiettivo rimane là, fendendo altri acidi nucleici unico incagliati complementari in un trattamento chiamato fenditura collaterale e quindi probabilmente farebbe un inibitore virale più efficace del RNA.

Molte proteine umane ospite sono state implicate come proteine di fattore ospite SARS-CoV-2, essendo requisendo dal ciclo della replica.

L'interruzione dei questi potrebbe diminuire la patogenicità del virus, sebbene l'influenza risultante sul host avesse bisogno del video attento e tali sistemi ancora non sono stati provati in laboratorio. L'identificazione di tali siti, tuttavia, è stata raggiunta con questo metodo.

Meccanismo ipotetico dell
Meccanismo ipotetico dell'obiettivo di manipolazione del gene da combattere contro l'infezione micidiale di SARS-CoV-2-mediated. La rappresentazione schematica rappresenta il meccanismo possibile di manipolazione del gene da CRISPR/Cas13d e da PAC-MAN via degradazione della sequenza specifica dell'obiettivo di SARS-CoV-2 per inibire la replicazione virale per proteggere le sanità.

Cas13

Cas13 può soltanto mirare al RNA unico incagliato, precedentemente essendo usando specificamente per fendere lo ssRNA virale lusinghiero al suo crRNA. Gli enzimi di Cas13-associated egualmente permettono la manipolazione del RNA dell'obiettivo, efficace contro sia RNA trascrizionale che impiombare-associato. Come Cas12, il resti Cas13 limita alla sequenza dell'obiettivo una volta là e si impegna nella fenditura collaterale. Così i mutanti cataliticamente morti Cas13 possono anche essere utilizzati nella diagnosi: per valutare replica, localizzazione ed evoluzione di un virus via l'etichettatura del genoma.

Un gruppo di ricerca dalla Stanford University Cas13 recentemente applicato al colpo del RNA SARS-CoV-2, suggerente che la tecnologia possa inibire le infezioni.

CRISPR antivirale profilattico in cellule umane (PAC-MAN) egualmente è stato impiegato nel laboratorio contro influenza A e H1N1.

La proteina Cas13 inibisce la replicazione virale degradando il RNA scaricato nell'infezione seguente delle cellule e deve mirare idealmente ad una sequenza significativa, conservata e comune del RNA.

Parecchie regioni del genoma SARS-CoV-2 sono state identificate come obiettivi adatti per PAC-MAN e sono probabili includere quelli per quanto riguarda la proteina e il nucleocapsid della punta.

Emissioni e prospettive future

In vivo gli studi di CRISPR sono relativamente rari ed il potenziale clinico dei sistemi terapeutici di CRISPR è provato così male.

Ulteriormente, alcuni rapporti iniziali per quanto riguarda i antivirals di CRISPR indicano che possono esortare lo sviluppo dei mutanti di fuga, producendo gli sforzi più patogeni. Tuttavia, l'inclusione degli obiettivi multipli di CRISPR all'interno del genoma dell'agente patogeno ha attenuato questo problema durante gli anni più recenti, comunque pubblica circondare la consegna dei sistemi di CRISPR ai tessuti e le celle prima di escrezione in anticipo rimangono una sfida.

I delivery system di nanoparticella possono essere la soluzione, migliorante significativamente la solubilità, i beni di distribuzione biologica ed il tempo di conservazione in vivo.

Parecchi gruppi hanno veduto il successo con comprendere i sistemi di CRISPR-CAS nelle nanoparticelle del polimero o del lipido, utilizzanti i sistemi di obiettivi attivi del legante-ricevitore gratuito ed i meccanismi di versione avviati per scaricare il carico utile di CRISPR nel citoplasma delle celle progettate.

Specifico a SARS-CoV-2 ed altri infezioni, spray nasali o nebulizzatori superiore-respiratori può potere consegnare una dose pertinente e significativa all'area il più molto infettata. Tuttavia, questo deve ancora essere veduto.

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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