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Podia CRISPR ser usado como um antiviral SARS-CoV-2?

O sistema de CRISPR-CAS é capaz de editar o ADN e o RNA in situ em organismos vivos, e como um agente antiviroso, pode especificamente identificar e visar as seqüências do ácido nucleico que originam de um micróbio patogénico.

O potencial de usar esta tecnologia da manipulação do gene como um inibidor SARS-CoV-2 ou o profiláctico são investigados em uma revisão transferida ficheiros pela rede recentemente à biologia e à medicina experimentais do jornal (25 de abril de 2021th) por Arnab Banerjee e colegas.

Os sistemas de CRISPR-CAS foram desenvolvidos para uma variedade de finalidades do específico e categorizados através de um número classes e de tipos. Os sistemas da classe 1 usam as proteínas múltiplas do Cas que formam um complexo, quando os sistemas da classe 2 forem baseados em uma única proteína do Cas, e cada classe está compor de três tipos divididos mais em 19 subtipos.

A maioria de terapêutica de CRISPR centrou-se sobre a correcção de anomalias genéticas, embora uma classe emergente de antivirais baseados no rompimento do mRNA viral é do interesse crescente.

Estudo: A manipulação dos genes poderia inibir a infecção SARS-CoV-2 que causa as pandemias COVID-19. Crédito de imagem: Meletios Verras/SHutterstock e NIAID
Estudo: A manipulação dos genes poderia inibir a infecção SARS-CoV-2 que causa as pandemias COVID-19. Crédito de imagem: Meletios Verras/SHutterstock e NIAID

Cas9 e Cas 12

Cas9 visa geralmente ADN dobro-encalhado (dsDNA), embora tem sido manipulado previamente para visar o RNA de mensageiro endógeno (mRNA), e pode, conseqüentemente, afectar a expressão de genes do alvo.

Poderia, conseqüentemente, igualmente potencial ser usado para controlar o factor mRNA do RNA ou do anfitrião do vírus. Cas9 exige o RNA transactivating de CRISPR (crRNA), além do que o crRNA, para visar com sucesso uma seqüência do ácido nucleico. Cas12a (previamente Cpf1) visa ADN único-encalhado (ssDNA), e exige somente o crRNA fazer assim.

Limitado uma vez a seu alvo permanece lá, fendendo outros ácidos nucleicos único-encalhados complementares em um processo chamado segmentação colateral, e conseqüentemente faria provavelmente um inibidor viral mais eficaz do RNA.

Muitas proteínas humanas do anfitrião foram implicadas como proteínas do factor do anfitrião SARS-CoV-2, sendo requisitado pelo ciclo da réplica.

Interromper estes poderia diminuir a parogenicidade do vírus, embora a influência resultante no anfitrião precisaria a monitoração cuidadosa, e tais sistemas não foram testados ainda no laboratório. A identificação de tais locais, contudo, foi conseguida através deste método.

Mecanismo hipotético do alvo da manipulação do gene a combater contra a infecção mortal de SARS-CoV-2-mediated. O diagrama esquemático representa o mecanismo possível da manipulação do gene por CRISPR/Cas13d e por PAC-MAN através da degradação da seqüência específica do alvo de SARS-CoV-2 para inibir a réplica viral para proteger a saúde humana.
Mecanismo hipotético do alvo da manipulação do gene a combater contra a infecção mortal de SARS-CoV-2-mediated. O diagrama esquemático representa o mecanismo possível da manipulação do gene por CRISPR/Cas13d e por PAC-MAN através da degradação da seqüência específica do alvo de SARS-CoV-2 para inibir a réplica viral para proteger a saúde humana.

Cas13

Cas13 pode somente visar o RNA único-encalhado, previamente sendo usado para fender especificamente o ssRNA viral elogioso a seu crRNA. As enzimas de Cas13-associated igualmente permitem a manipulação do RNA do alvo, eficaz contra o RNA transcricional e emendar-associado. Como Cas12, as sobras Cas13 limitam à seqüência do alvo uma vez lá e contratam na segmentação colateral. Assim os mutantes Cas13 catalìtica inoperantes podem igualmente ser usados no diagnóstico: para avaliar a réplica, a localização, e a evolução de um vírus através da colocação de etiquetas do genoma.

Um grupo de investigação da Universidade de Stanford Cas13 recentemente aplicado ao knockdown do RNA SARS-CoV-2, sugerindo que a tecnologia possa inibir infecções.

O antiviral profiláctico CRISPR nas pilhas humanas (PAC-MAN) foi empregado igualmente no laboratório contra a gripe A e H1N1.

A proteína Cas13 inibe a réplica viral degradando o RNA liberado na infecção de seguimento da pilha e deve idealmente visar uma seqüência significativa, conservada, e comum do RNA.

Diversas regiões do genoma SARS-CoV-2 foram identificadas como alvos apropriados para PAC-MAN, e são prováveis incluir aqueles em relação à proteína e ao nucleocapsid do ponto.

Edições e perspectivas futuras

In vivo os estudos de CRISPR são relativamente raros, e o potencial clínico de sistemas terapêuticos de CRISPR é testado assim deficientemente.

Adicionalmente, alguns relatórios adiantados em relação aos antivirais de CRISPR indicam que podem estimular a revelação de mutantes do escape, produzindo umas tensões mais patogénicos. Contudo, a inclusão de alvos múltiplos de CRISPR dentro do genoma do micróbio patogénico aliviou este problema em uns anos mais recentes, emite embora o cerco da entrega de sistemas de CRISPR aos tecidos e as pilhas antes da excreção adiantada permanecem um desafio.

Os sistemas de entrega do Nanoparticle podem ser a solução, melhorando significativamente a solubilidade, as propriedades do biodistribution, e o tempo de retenção in vivo.

Diversos grupos consideraram o sucesso com incorporação de sistemas de CRISPR-CAS nos nanoparticles do lipido ou do polímero, utilizando sistemas de escolha de objectivos activos do ligante-receptor elogioso e mecanismos de liberação provocados para liberar a carga útil de CRISPR no citoplasma das pilhas pretendidas.

O específico a SARS-CoV-2 e a outras infecções superior-respiratórias, os pulverizadores nasais ou os nebulizers podem poder entregar uma dose relevante e significativa à área o mais pesadamente contaminada. Contudo, esta deve ser vista ainda.

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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