Lūdzu, ņemiet vērā: Šis raksts ir iekļauts citās parastajās terapijās, jo atsevišķa sadaļa vēl nav pieejama eksperimentālās molekulārās bioloģijas metodēm ārpus cilvēku medicīnas. CRISPR / Cas metode ir molekulārā bioloģiskā metode DNS mērķtiecīgai griešanai, kā arī modificēšanai (genoma rediģēšana; gēns šķēres). 1987. gadā zinātnieki atklāja iepriekš neievērotu adaptīvo līdzekli imūnā sistēma E. coli. Tas ir balstīts uz tā sauktajām CRPSPR sekvencēm (regulāri sakopotām starpplatēm īsos palindromiskos atkārtojumos) DNS. E. coli integrē bakteriofāgu (baktēriju grupas) DNS vīrusi kas specializējas baktērijas kā saimniekšūnas) savas DNS CRSPR secību, tādējādi pārrakstot crRNS (pārrakstot DNS RNS). CrRNS sastāv gan no starplikas, gan atkārtotām sekvencēm. Spacer secības ir secības, kas “iegūtas” no baktērijas. Tā sauktā trRNS (tracrRNS) saistās ar nosauktajām atkārtotajām sekvencēm. Tas pieņem darbā CAS9 enzīmu. Tagad ir komplekss - crRNS: tracrRNS: Cas9 komplekss -, kas spēj saistīt bakteriofāga DNS, kas papildina krRNS kosmosa secības. Kā tā sauktais endonukleāze (DNS griešanas enzīms, tātad restrikcijas ferments), CAS9 vīrusa DNS sagriež divvirzienu veidā, kas galu galā noved pie replikācijas nespējas (ti, turpmākas replikācijas nav un līdz ar to arī turpmākas integrācijas). Vairāk nekā desmit gadus šī procedūra tiek izmantota ar uzsvaru uz genoma rediģēšanas pētījumiem. Aprakstītais “crRNS: tracrRNS: Cas9 komplekss” ir universāli piemērots augiem un dzīvniekiem un ļauj noņemt (svītrot) un galīgi apklusināt gēnus. Lauksaimniecībā un pārtikas kultūrās vairāk nekā 5 gadus ir konstatēts, ka sausuma panesamība, kā arī imunizācijas uzlabošana pret vīrusu patogēniem ir ārpus pētniecības. Šo procedūru vēlāk varētu izmantot cilvēku medicīnā. Kopš 2020. gada pirmo reizi ir ārstnieciska pieeja slimībai ar iedzimtu sirds defekts (vitium) bērniem. Vitijs ir sarežģītas iedzimtas slimības Noonana sindroms (autosomāli recesīvs vai autosomāli dominējošs mantojums). Pēc LZTR1 cēloņsakarības variantu atšifrēšanas gēns, atbilstoša gēnu korekcija radītajiem inducētajiem pluripotentajiem kardiomiocītiem (sirds muskuļu šūnas) no dvīņu cilmes šūnām. The gēns regulē būtiskos signālu ceļus šūnu diferenciācijai un augšanai.
Pirms šīs potenciālās terapijas cilvēku medicīnā
Vecāku iedzimtu traucējumu molekulārā ģenētiskā pārbaude, ieskaitot visaptverošu ģenētiskās konsultācijas.
procedūra
Procedūra ir līdzīga E. coli aizsardzības mehānismam, kas aprakstīts imūnā sistēma. Šajā procesā crRNS starplikas daļu var modificēt, lai sagrieztu secībai specifisku divšķiedru komplementāru DNS, kā rezultātā tiek mērķtiecīgi izdzēsti. Ķīmiski modificēto trRNS: crRNS molekulu sauc par guideRNS. Tam nepieciešami divi dažādi crRNS: tracrRNS: Cas9 kompleksi, lai pievienotos divām DNS vietām. Pēc DNS fragmenta noņemšanas ar ligāzēm notiek 2. DNS fragmentu saikne ar enzīmu palīdzību. Tas atšķiras no vienkāršas DNS sekvences sagriešanas kā baktērijā. Gadu gaitā ir pievienotas būtiskas modelēšanas metodes. Tie ļauj ne tikai izdzēst DNS virknē, bet arī pievienot (ievietot) jaunus DNS nukleotīdus. Perspektīvākā modifikācija ir galvenā rediģēšana. Šeit pēc DNS fragmenta dzēšanas un tādējādi noņemšanas seko jauna DNS fragmenta ievietošana. Tā saucamā pegRNS (galvenā rediģēšanas rokasgrāmata RNS) šeit ir pieejama kā ievietojamās DNS atšifrējums. Ar reversās transkriptāzes palīdzību pegRNS tiek pārrakstīts DNS un iekļauts DNS, atkal izmantojot ligāzes. Šim procesam nepieciešamais proteīns CAS9 ģenerē vienpavedienu, nevis divpavedienu griezumus. Tas ļauj jauno DNS fragmentu precīzi ievietot sagrieztajā DNS virknē ar tā izvirzītajiem galiem. Jaunā modifikācija ir būtiska, lai nākotnē iedzimtas slimības kontekstā apmainītos ar “patoloģisko” DNS secību ar “nepatoloģisko”.
Pēc terapijas
Vēlreiz tiek veikta genoma skrīnings, lai apstiprinātu genoma rediģēšanas panākumus.
Iespējamās komplikācijas
Sakarā ar iespējamo guideRNS bāzes neatbilstību var rasties ārpus mērķa esošie efekti, ti, saistīšanās nevēlamajā vietā. Tie var izraisīt punktu mutācijas (bāzes izmaiņas), ievietojumus (papildu nukleotīdu vai DNS sekvences iekļaušana DNS secībā), delēcijas (… zaudēšana), translokācijas (izmaiņas DNS pozīcijā) un inversijas (DNS segmenta klātbūtne ir pagriezta). 180 grādi). CAS9 enzīms ne vienmēr sagriež vēlamajā vietā. Tomēr specifiskuma palielināšanās jau ir realizēta, mainot olbaltumvielu dizainu. Arī saistot CAS9 ar endonukleāzi Fokl, kas arī atvasināts no baktērijas, specifiskumu varētu palielināt līdz 1: 10,000 1 (bez citām modifikācijām tikai specifiskums līdz 2: XNUMX).
